POLECAMY
Koszyk
Grafika. Fizyka. Metody numeryczne
Symulacje fizyczne z wizualizacją 3D
Wydawca:
Format:
ibuk
Książka wprowadza czytelnika w świat grafiki komputerowej czasu rzeczywistego oraz modelowania i symulowania rzeczywistości na jej potrzeby. Przedstawiono w niej wiedzę z zakresu podstawowych technik grafiki komputerowej, podstaw fizyki klasycznej oraz metod numerycznych.
Książka składa się z 4 części:
- Wprowadzenia do grafiki 3D oraz opisu biblioteki OpenGL.
- Przykładów podstawowych technik wizualizacji.
- Wprowadzania do symulacji tzw. ciała miękkiego, czyli ciała zbudowanego z wielu punktów oddziałujących tłumionymi siłami sprężystymi, które w interakcji z innymi ciałami lub otoczeniem zmieniają swój kształt (lina, siatka, galaretka, samochód odkształcający się podczas zderzenia).
- Wprowadzania do symulacji dowolnego układu oddziałujących punktów (zderzających się kul bilardowych, gwiazd utrzymywanych siłą grawitacji).
- Wprowadzania do symulacji brył sztywnych, tj. obiektów, które nawet podczas zderzeń zachowują swój kształt.
Integralną częścią książki są przykłady i zadania, które można nieodpłatnie pobrać z zakładki DO POBRANIA.
| Rok wydania | 2010 |
|---|---|
| Liczba stron | 700 |
| Kategoria | Programowanie |
| Wydawca | Wydawnictwo Naukowe PWN |
| ISBN-13 | 978-83-01-16178-1 |
| Numer wydania | 1 |
| Język publikacji | polski |
| Informacja o sprzedawcy | ePWN sp. z o.o. |
Ciekawe propozycje
Spis treści
| Wstęp | 11 |
| Część I. Grafika trójwymiarowa w OpenGL | 13 |
| Rozdział 1. Inicjacja okna dla grafiki 3D generowanej za pomocą OpenGL | 15 |
| Visual C++ i WinAPI/WGL | 17 |
| Tworzenie projektu i dostosowywanie go do współpracy z OpenGL | 17 |
| Tworzenie okna za pomocą funkcji WinAPI | 19 |
| Przystosowanie okna do współpracy z OpenGL za pomocą funkcji biblioteki WGL | 25 |
| Przygotowanie i rysowanie sceny (wreszcie OpenGL!) | 27 |
| Visual C++ i MFC | 31 |
| C++Builder i VCL | 35 |
| Tryb pełnoekranowy | 36 |
| Rozdział 2. Macierze w OpenGL | 41 |
| Macierz rzutowania | 42 |
| Macierz model-widok | 44 |
| Stosy macierzy | 48 |
| Współrzędne jednorodne | 51 |
| Odczytywanie wartości macierzy | 56 |
| Rozdział 3. Rysowanie i animacja figur i brył | 59 |
| Wyodrębnianie metody służącej do budowania aktorów | 63 |
| Kolor | 66 |
| Funkcja glColor | 66 |
| Cieniowanie | 66 |
| Kolor tła | 67 |
| Model 1: Prostopadłościan | 68 |
| Unikanie rysowania tylnych powierzchni | 72 |
| Model 2: Niszczyciel gwiazd | 74 |
| Podłoże | 77 |
| Listy wyświetlania | 79 |
| Animacja | 81 |
| Rozdział 4. Kontrola położenia kamery | 85 |
| „Rozglądanie się”, czyli kamera w centrum (FPP) | 86 |
| Ruch w poziomie kontrolowany klawiszami | 90 |
| Ruch kamery po sferze z wyróżnioną płaszczyzną (TPP) | 93 |
| Przesuwanie kamery myszą | 94 |
| Kontrola odległości kamery od modelu za pomocą rolki myszy | 95 |
| Rotacja sferyczna | 96 |
| Implementacja rotacji sferycznej | 98 |
| Użycie klasy ArcBall | 105 |
| Wektor położenia kamery | 110 |
| Swobodne obroty kamery | 111 |
| Jeszcze raz o rzutowaniu | 117 |
| Rozdział 5. Oświetlenie | 119 |
| Trójwymiarowa przestrzeń barw | 119 |
| System oświetlenia OpenGL. Światło tła | 121 |
| Model oświetlenia Phonga | 124 |
| Model Lamberta światła rozproszonego | 125 |
| Model rozbłysku Phonga | 127 |
| Uśrednianie normalnych | 129 |
| Definiowanie wektorów normalnych | 130 |
| Definiowanie źródła światła rozproszonego | 134 |
| Uśrednianie i interpolacja normalnych | 138 |
| Rozbłysk | 140 |
| Mieszanie kolorów (alpha blending) | 142 |
| Sortowanie ścian | 145 |
| Rozdział 6. Odwzorowywanie tekstur | 153 |
| Proste teksturowanie | 154 |
| Wiązanie tekstur (współrzędne teksturowania) | 158 |
| Wiele tekstur | 160 |
| Przezroczyste tekstury | 163 |
| Wczytywanie tekstur z plików (bitmap) | 165 |
| Czytanie tekstur z zasobów aplikacji | 172 |
| Lakierowanie tekstur | 173 |
| Układanie tekstur obok siebie | 175 |
| Rozdział 7. Napisy | 177 |
| Tworzenie czcionek do wyświetlania napisów | 177 |
| Używanie czcionek bitmapowych | 179 |
| Używanie czcionek 3D | 183 |
| Rozdział 8. Biblioteka GLU | 185 |
| Kwadryki | 185 |
| Teksturowanie kwadryki | 188 |
| Inne kwadryki | 190 |
| GLU i macierze | 194 |
| gluLookAt | 194 |
| gluPerspective | 195 |
| Inne | 196 |
| Rozdział 9. Bufor szablonowy | 199 |
| Przygotowanie sceny | 199 |
| Płaszczyzny obcinające | 201 |
| Przygotowanie szablonu | 203 |
| Użycie szablonu do przycięcia odbicia | 205 |
| Rozdział 10. Szablon projektów korzystających z grafiki OpenGL | 209 |
| Zadania | 213 |
| Część II. Wizualizacja danych | 215 |
| Rozdział 11. Wizualizacja obiektów przestrzennych na przykładzie molekuł białek | 217 |
| Zadanie | 217 |
| Format PDB | 217 |
| Odczyt danych z pliku PDB | 219 |
| Klasa Atom | 220 |
| Klasa PDB | 222 |
| Wizualizacja | 224 |
| Położenie atomów | 225 |
| Wiązania chemiczne | 229 |
| Wybór atomu i wyświetlanie etykiety, czyli interakcja z użytkownikiem w OpenGL | 232 |
| Stos nazw | 233 |
| Renderowanie w trybie zaznaczania | 235 |
| Odczytywanie informacji z bufora zaznaczania | 237 |
| Wyróżnianie wybranego atomu | 238 |
| Rozdział 12. Wizualizacja funkcji dwóch zmiennych | 241 |
| Format plików z danymi | 242 |
| Klasy reprezentujące wczytywane dane | 244 |
| Czytanie danych | 247 |
| Wczytywanie parametrów programu z pliku | 247 |
| Wczytywanie parametrów sieci z pliku | 250 |
| Wczytywanie danych | 252 |
| Przygotowanie wykresu | 253 |
| Wyznaczenie zakresu tablicy, w którym znajdują się dane do wyświetlania | 253 |
| Wyznaczenie wartości minimalnej i maksymalnej | 254 |
| Wyznaczenie współczynnika skalowania | 255 |
| Wyznaczenie koloru odpowiadającego wartości funkcji | 255 |
| Wyświetlenie danych | 257 |
| Destruktor klasy | 263 |
| Osie układu współrzędnych | 264 |
| Rysowanie osi | 264 |
| Opis osi | 266 |
| Oświetlenie | 268 |
| Źródło światła | 268 |
| Sterowanie pozycją źródła światła | 270 |
| Rozdział 13. Trójwymiarowa wizualizacja z wykorzystaniem teksturowania przeźroczystego | 275 |
| Tomografia optyczna | 275 |
| Wczytywanie danych | 276 |
| Metoda wizualizacji za pomocą przeźroczystego teksturowania | 279 |
| Mapy kolorów | 281 |
| Przygotowanie powierzchni do teksturowania | 285 |
| Przygotowanie tekstur | 288 |
| Regulacja jasności, kontrastu i przeźroczystości | 296 |
| Część III. Świat modelowany zbiorem punktów materialnych | 299 |
| Rozdział 14. Dynamika punktu | 301 |
| Ruch | 301 |
| Siła | 302 |
| Równania ruchu | 303 |
| Przykładowe rozwiązanie | 304 |
| Zamiana na równania pierwszego stopnia | 305 |
| Rozdział 15. Metody numeryczne, czyli dyskretyzacja równań ruchu | 307 |
| Szereg Taylora | 307 |
| Algorytm Eulera | 309 |
| Algorytm Verleta | 311 |
| Rozdział 16. Implementacja | 313 |
| Klasa TPunktMaterialny | 313 |
| Implementacja algorytmów Eulera i Verleta | 317 |
| Klasa ZbiorPunktowMaterialnych | 320 |
| Definiowanie układu punktów materialnych | 324 |
| Wizualizacja punktów | 325 |
| Dynamika punktów | 327 |
| Wstrzymywanie symulacji | 330 |
| Mechanizm odświeżania sceny w symulacjach | 330 |
| Rozdział 17. Modelowanie układów elastycznych | 333 |
| Zbiór oscylatorów | 333 |
| Rysowanie linii | 337 |
| Tłumienie | 339 |
| Sztywność | 342 |
| Lina | 346 |
| Dalsi sąsiedzi | 348 |
| Włos | 349 |
| Podłoże | 351 |
| Rozdział 18. Siły kontaktowe | 357 |
| Reakcja na kontakt z obszarem niedostępnym | 357 |
| Wzory | 359 |
| Tarcie | 360 |
| Implementacja obszaru niedostępnego | 361 |
| Abstrakcyjny typ danych | 361 |
| Podłoże | 363 |
| Kula | 364 |
| Dwa inne przykłady | 365 |
| Zbiór punktów materialnych z obszarem niedostępnym | 370 |
| Przykłady układów z obszarami niedostępnymi | 375 |
| Punkty uderzające w kulę | 375 |
| Lina na podłożu | 378 |
| Lina opadająca na stolik | 379 |
| Łączenie dwóch obszarów zabronionych | 383 |
| Układy dwuwymiarowe | 384 |
| Siatka, czyli kawałek tkaniny | 384 |
| Pierwszy test i metody rysowania siatki | 388 |
| Siatka w kontakcie z obszarem niedostępnym | 392 |
| Układ trójwymiarowy, czyli dynamika brył miękkich | 393 |
| Rozdział 19. Zderzenie dwóch punktów | 399 |
| Fizyka zderzenia dwóch kul | 399 |
| Zasady zachowania energii i pędu w zderzeniach | 400 |
| Dynamika niecentralnego zderzenia dwóch kul | 403 |
| Projekt testu | 405 |
| Uproszczenia | 406 |
| Implementacja zderzenia dwóch kul | 407 |
| Pudło | 412 |
| Dwa testy obnażające wady naiwnej implementacji | 413 |
| Implementacja zderzeń niecentralnych | 415 |
| Symulacja ruchów Browna | 417 |
| Rozdział 20. Zderzenia punktów z tkaniną | 419 |
| Wykrywanie kolizji punktu z trójkątem | 419 |
| Czy odcinek przecina płaszczyznę? | 419 |
| Gdzie odcinek przecina płaszczyznę? | 421 |
| Czy punkt przecięcia znajduje się wewnątrz trójkąta? | 422 |
| Modelowanie reakcji tkaniny i punktów na zderzenie | 424 |
| Implementacja wody i tkaniny | 425 |
| Implementacja wykrywania zderzeń | 428 |
| Implementacja reakcji na zderzenia | 432 |
| Rozdział 21. Sterowanie | 435 |
| Przeciąganie punktu myszą | 435 |
| Kontrola obiektu za pomocą klawiatury, czyli trening intuicji fizycznej | 442 |
| Bilard | 447 |
| Klasa Bilard | 447 |
| Rysowanie bil, stołu i kija | 451 |
| Implementacja kija | 452 |
| Implementacja łuz | 456 |
| Rozdział 22. O dwóch trikach używanych w symulacjach cząsteczkowych | 461 |
| Jakie problemy chcemy rozwiązać? | 461 |
| Grawitacja | 461 |
| Dwa triki | 462 |
| Odcięcie i podział na komórki | 462 |
| Periodyczne warunki brzegowe | 463 |
| Implementacja | 464 |
| Klasa Galaktyka | 464 |
| Wizualizacja | 467 |
| Naiwna implementacja oddziaływań | 468 |
| Podział obszaru na „komórki” | 469 |
| Implementacja periodycznych warunków brzegowych | 474 |
| Przejście przez granicę | 474 |
| Obliczanie odległości | 475 |
| Zadania | 477 |
| Część IV. Obiekty modelowane zespołem brył sztywnych | 481 |
| Rozdział 23. Dynamika bryły sztywnej | 483 |
| Środek masy | 483 |
| Kinematyka bryły sztywnej | 485 |
| Prędkość liniowa i prędkość kątowa | 485 |
| Rotujący układ odniesienia | 485 |
| Dynamika bryły sztywnej, czyli równania Newtona w ruchu postępowym i obrotowym | 489 |
| Moment pędu | 489 |
| Moment bezwładności | 490 |
| Moment siły i równanie ruchu | 493 |
| Czego brakuje w równaniach ruchu? | 495 |
| Moment bezwładności prostopadłościanu | 496 |
| Macierz obrotu | 498 |
| Całkowanie prędkości kątowej | 499 |
| Rozdział 24. Implementacja metody Eulera dla dynamiki bryły sztywnej | 503 |
| Metoda numeryczna | 503 |
| Implementacja klas opisujących bryły sztywne | 504 |
| Szablon klasy TBrylaSztywna | 504 |
| Przykład bryły sztywnej: klasa Prostopadloscian | 509 |
| Menedżer zbioru brył sztywnych | 510 |
| Zbiór prostopadłościanów | 514 |
| Wizualizacja | 515 |
| Rozdział 25. Kwaterniony | 519 |
| Algebra kwaternionów | 520 |
| Kwaterniony jednostkowe | 524 |
| Konwersja między kwaternionem i macierzą | 528 |
| Pochodna kwaternionu i równanie ruchu | 531 |
| Implementacja dynamiki opartej na kwaternionach | 533 |
| Dwa testy | 537 |
| Kąty Eulera, kwaterniony i macierze obrotu | 538 |
| Rozdział 26. Detekcja kolizji: obszary ograniczające | 541 |
| Sfery ograniczające (BS) | 541 |
| Prostopadłościany ograniczające ustawione wzdłuż osi sceny (AABB) | 546 |
| Twierdzenie SAT | 551 |
| Twierdzenie SAT w przypadku prostopadłościanów OBB | 553 |
| Czytelna implementacja SAT dla prostopadłościanów OBB | 556 |
| Optymalizacja implementacji SAT | 558 |
| Rozdział 27. Detekcja kolizji: wyznaczanie punktu styku oraz normalnej i stycznej zderzenia | 567 |
| Normalna zderzenia dwóch prostopadłościanów | 569 |
| Punkt zderzenia dwóch prostopadłościanów | 573 |
| Zderzenie wierzchołka ze ścianą | 573 |
| Zderzenie dwóch krawędzi | 574 |
| Odległość dwóch prostych | 578 |
| Podsumowanie | 581 |
| Styczna zderzenia dwóch prostopadłościanów | 582 |
| Rozdział 28. Fizyka zderzeń brył sztywnych | 585 |
| Popęd liniowy, czyli zasada zachowania pędu | 585 |
| Popęd kątowy, czyli zasada zachowania momentu pędu | 586 |
| Współczynnik restytucji, czyli zasada (nie)zachowania energii | 587 |
| Rozwiązanie | 587 |
| Tarcie | 589 |
| Implementacja | 590 |
| Zadania | 593 |
| Wybrana literatura tematu | 595 |
| Mechanika | 595 |
| Geometria obliczeniowa (w tym detekcja kolizji) | 596 |
| OpenGL i grafika 3D | 596 |
| Metody numeryczne | 597 |
| Prace inżynierskie i dyplomowe wykorzystane w książce | 598 |
| Dodatek A. Korzystanie z biblioteki GLUT do zarządzania oknem w projektach przenośnych | 599 |
| GLUT (Visual C++) | 600 |
| Tworzenie okna OpenGL za pomocą GLUT | 600 |
| Interakcja z użytkownikiem | 606 |
| GLUT w C++Builder | 611 |
| Kompilacja projektu korzystającego z GLUT za pomocą g++ w systemie Linux i powłoce Cygwin | 612 |
| Dodatek B. Macierz rzutowania punktu na płaszczyznę | 613 |
| Dodatek C. Wczytywanie modelu z pliku OBJ | 619 |
| Opis formatu Wavefront OBJ | 619 |
| Klasy CScena i CModel | 622 |
| Rysowanie wczytanej sceny. Klasa CScenaRysowana | 634 |
| Przykładowy projekt | 637 |
| Dodatek D. Klasy implementujące wektor, macierz i kwaternion | 643 |
| Wektor | 643 |
| Projekt interfejsu | 643 |
| Definicja klasy i jej pola | 644 |
| Operator indeksowania | 645 |
| Konwersja do tablicy | 646 |
| Operatory relacji | 647 |
| Operatory arytmetyczne | 647 |
| Iloczyny wektorów | 649 |
| Metody | 651 |
| Konkretyzacja | 652 |
| Testy | 653 |
| Macierz kwadratowa 3×3 | 656 |
| Przechowanie i dostęp do elementów macierzy | 657 |
| Operatory | 660 |
| Metody | 663 |
| Testy | 668 |
| Kwaternion | 670 |
| Pola i konstruktory | 670 |
| Operatory | 671 |
| Metody | 673 |
| Testy | 677 |
| Funkcja TworzMacierzObrotuZKataIOsiObrotu | 679 |
| Dodatek E. Animacja szkieletowa | 681 |
| Kości i stawy | 683 |
| Projektowanie szkieletu | 685 |
| Rysowanie ręki | 687 |
| Modelowanie ułożenia | 690 |
| Modelowanie animacji | 691 |
| Indeks | 695 |
Wypożyczaj w abonamencie!
Już od 2,66 zł za ebooka
