Fizika számítógépes játékokban
FIZIKA INGYENES JÁTÉKOKBAN
Bevezetés. 2
Egyes fizikai törvények alkalmazása. 3
Számítógépek a tudományban és az életben. 4
Számítógépes modellezés. A probléma háttere. 4
Miért kell számítógépes játékok fizikája? 6
A modellezés elmélete. 7
Példák a játékok szimulációjára. 9
Fizikai motorok és azok modellezési módszerei. 11
A fizikai testek és törvények modellezése. 13
A processzor terhelésének megkönnyítése. 15
Hardveres gyorsítás. 15
A használt irodalomjegyzék. 17
ENTRY. A fizika az életünkben
fizika # 8213; Ez a természet tudománya a legáltalánosabb értelemben. Tanulmányozza az anyagot (anyagot) és az energiát, valamint a természet alapvető kölcsönhatásait, amelyek szabályozzák az anyag mozgását.
Egyes tulajdonságok közösek az összes anyagrendszerben, például az energiatakarékosságban # 8213; ezek a tulajdonságok fizikai törvények. A fizikát néha "alapkutatásnak" nevezik, mert más természettudományok (biológia, geológia, kémia stb.) Csak egy bizonyos anyagrendszereket írnak le, amelyek betartják a fizika törvényeit. Például a kémia tanulmányozza a molekulákat és az ezekből képződött anyagokat. Az anyag kémiai tulajdonságait egyedileg határozzák meg az atomok és molekulák fizikai tulajdonságai, amelyeket a fizika olyan szakaszaiban ismertetnek, mint a termodinamika, az elektromágnesesség és a kvantumfizika.
A fizika szorosan kapcsolódik a matematikához # 8213; a matematika egy olyan eszközt biztosít, amelyen keresztül a fizikai törvények pontosan megfogalmazhatók. A fizikai elméleteket szinte mindig matematikai kifejezések formájában formálják, és a matematika összetettebb részeit használják, mint általában más tudományokban. Ezzel szemben a matematika számos területének fejlődését a fizikai elméletek igényei ösztönzik.
A fizika fő ágai a kísérleti fizika és az elméleti fizika. És bár úgy tűnhet, hogy elváltak egymástól, hiszen a legtöbb fizikus vagy tiszta elmélet vagy tiszta kísérletező, ez valójában nem így van. Az elméleti és a kísérleti fizika állandó kapcsolatban áll. Mind a teoretikusok, mind a kísérletek ugyanazt a problémát tudják végezni. Az első # 8213; írja le a meglévő kísérleti adatokat, és tegyen elméleti előrejelzéseket a jövőbeli eredményekről, a második # 8213; kísérleteket végezzen, ellenőrizze meglévő elméleteket és új eredményeket kapjon. Sok előrelépés a fizika okozták kísérleti jelenségek megfigyelése, hogy nem lehet leírni a meglévő elméletek (pl kísérletileg felfedezte a abszolútság a fénysebesség hozta létre a speciális relativitáselmélet), valamint néhány elméletek nem megjósolni a kimenetelét, bevált később (például a felfedezés a pozitron).
A születés óta az első dolog, amit a külvilágban látunk, az anyag mozgásának és kölcsönhatásának különböző formái. A legegyszerűbb mozgás a mechanikai mozgás. Mechanikus mozgással értjük meg a test pozíciójának más testekhez viszonyított változását az idő múlásával. A mozgás mindig a testek vagy testrészecskék közötti kölcsönhatás eredménye. Mechanikai kölcsönhatások testek vagy testrészecskék között. A mechanikai kölcsönhatások a testek elmozdulását okozzák a térben vagy a test alakváltozását okozzák (deformáció).
A körülöttünk lévő világban változatos változások vannak, vagy ahogy jelzik, jelenségek. Jég olvadása, mennydörgés, forró tárgyak ragyogása, árnyék vagy visszhang kialakulása - mindezek a fizikai jelenségek példái az élettelen természetben.
A vadonban a fizikai jelenségek is folyamatosan előfordulnak. A nedvesség emelkedik ki a földre, hogy a levelek a száron a növény, a vér átáramlik falán található a szervezetben az állat, tengeri hal földi okoz észrevehető áramütés, a madár testének hőmérséklete magasabb, mint a hal a testhőmérséklet, kaméleon állat képes változtatni a színét a testüket, és néhány baktérium vagy rovar még ragyoghat. Mindezeket a jelenségeket a fizika tanulmányozza.
A fizika feladata megtalálni azokat a törvényeket, amelyekre a természet jelenségei vannak. Amikor ismertek, az emberek használják őket új hasznos eszközök, eszközök és mechanizmusok létrehozására. Például beállítva a törvényeket a megjelenése és létezése elektromos áram, emberek dolgoztak elektromos lámpa, vízforraló, magnetofont, televíziók, számítógépek, és még a globális információs hálózat internet, amely gyakran nevezik a csoda az a XX században.
NÉHÁNY FIZIKAI JOGSZABÁLYOK ALKALMAZÁSA
A tanuló mechanikus mozgása szilárd elszámolni csak két fő anyagi test jellemzője: a hossza (vagy a geometriai alakja a mozgó test) és a lényegesség (testtömeg és annak eloszlása egy adott geometriai térfogat). A mechanika szilárd teste egy olyan testre utal, amelynek mozdulata során bármely részecskék közötti távolság változatlan marad. A tanuló a mechanikai mozgásokat nem veszik figyelembe más jellemzők megváltoztatását a valódi testek, például hő, az elektromos tulajdonságok. Így, tanulmányozza a mozgását gránát, figyelmen kívül hagyható melegítésével a fémes héj miatt a levegő a súrlódás. Ugyanakkor a tapasztalat nyert megfigyelések és mérések a sebesség, amikor belépnek meteor a Föld légkörébe, valamint a tanulmány a mozgás belépő űrjármű a Föld légkörének ütemben több mint 8 km / s mutatják, hogy a magas hőmérsékleten a fűtés a héj lehetetlen figyelmen kívül a hő hatására.
A testek közötti mechanikai kölcsönhatások e testek mozgásának mértékét megváltoztatják, és közvetlen kapcsolatban vagy hosszú hatótávolságon keresztül valósulnak meg. A nagyság, amely az anyagi testek vagy részecskék mechanikai kölcsönhatásának mértéke, amelyből a test áll, mechanikusan nevezik erővel. A mechanikai kölcsönhatás eredményeképpen a mozgás mértéke változik. A mechanika erejét a test mozgásának mértékében bekövetkező változás méri. Ezért gyakran mondják, hogy a mechanika fő feladata az anyagi testek mozgásának vizsgálata az erők hatása alatt.
A fizikai kutatás különböző módszerei vannak, és idővel változhatnak. A fizikai kísérlet mindig is a legfontosabb eszköz volt és továbbra is marad, de a modern körülmények között nagy anyagi és energiaköltségekre van szükség.
INFORMÁCIÓK A TUDOMÁNYBAN ÉS AZ ÉLETBEN
Most az életünk nem képzelhető el a számítógépek által kínált lehetőségek nélkül. A számítógépeket különböző tevékenységi területeken használják: tudomány, oktatás, orvostudomány, szórakozás stb.
Számítógép-feltalálással azonban a tudósoknak új lehetőségek nyílnak meg a komplex fizikai folyamatok megértésére. Ez a számítógépes szimuláció. Segítségével reprodukálhatja a Sun tulajdonságait, vagy merülhet el a nanorészecskék világában. Megtanulhatja, hogyan viselkedjen különböző anyagok olyan helyzetekben, amelyek a való életben lehetetlenek - például hihetetlenül magas hőmérsékleten vagy nyomáson.
Számítógépek is felbecsülhetetlen segítséget nyújtanak a különböző tudományok, köztük a fizika tanításában, hogy ez a téma jobban érthető, vizuális és érdekes legyen. Teljes számítógépes órák, választani a számítógépen.
SZÁMÍTÓGÉPES SZIMULÁCIÓ. A KÉRDÉS TÖRTÉNETE
MIÉRT SZÜKSÉG FIZIKAINAK SZÁMÍTÓGÉPES JÁTÉKOKBAN?
PÉLDÁK A SZIMULÁCIÓS JÁTÉKOKBAN
FIZIKAI FILMEK ÉS MINTÁK MÓDSZEREI
A FIZIKAI SZERVEK ÉS JOGSZABÁLYOK MODELLEZÉSE
A FELSZERELÉSRE VONATKOZÓ MÓDSZEREK
Mint már említettük, lehetetlen mindent elképzelni: nincs elegendő CPU vagy memória. Ezért kompromisszumokat kell hoznunk.
A legnyilvánvalóbb, lehetővé teszi a számítások számának drasztikus csökkentését a távoli objektumok teljes figyelmen kívül hagyásával. A válasz arra a régi filozófiai kérdést: „Ha egy fa kidől egy mély erdőben, és senki sem hallja -, hogy ez teszi a zaj?” az alábbiak szerint: "de mi a különbség?". Ha egy játékos küldött ki egy szörny, vagy más egység él a fizika törvényei, akkor sem nagyban egyszerűsíti a számításokat, és mozgassa a szörnyeteg a padlón, megfeledkezve arról, minden nehézség, ha van, hogy hagyja abba az ellenség, kivéve abban az esetben az adatai, és felejtsd el.
Menni, és egy kicsit tovább ezen az úton. A grafikai modellezésben van egy olyan módszer, amelyet LOD-nak nevezünk (fordításban - "részletességi szint"), amely számításokat takarít meg a sokszögű modellek csökkentésével olyan modellekben, amelyek messze vannak a lejátszótól. Ugyanez történik a fizikával. Végül is senki sem érdekli, mi történik az ellenséges autóval, míg a pálya másik oldalán van, és ez nem fog történni velünk? Ebben az esetben abbahagyjuk számítva dörzsöli a gumik az aszfalton, helyettesítő munka rugók és abroncsok triviális algoritmus menti mozgás az aszfalt, és örvendezz nőtt fel értékét képkocka másodpercenként.