1、游戏开发与编程,第五讲,游戏开发物理学(1),游戏中的物理效果 模型的物理描述 质点动力学的几个模型 例子程序解析 参考网址 下一讲主要内容,游戏中的物理效果,场景布置方面 旗帜或布料的飘动或抖动 水纹 草被拂动（吹动） 物体被击碎 物体被挤压或碰撞变形 角色操作与效果方面 人物或车辆在上坡和下坡时，行进的速度变化 物体（如烟火、球、导弹等）受初速度和重力作用下的运动 人的跳跃 物体滚动和滑动所受阻力 车转弯 车与人（静止物）相撞 子（导）弹击中目标 ,典型的游戏,对于三维游戏来说，如果没有物理效果，这个游戏就是比较失败的赛车，如极品飞车 体育竞技类，如台球、足球 第一人称射击 ,以CS为例,
2、角色动画以及场景中的所有可动物体均采用了Havok的物理引擎，可以打烂的盆盆罐罐、可以击碎的木桶和桌椅、可以滚动的废旧轮胎又如Ragdoll效果、人物骨架模拟系统以及零零星星作用在小物件上的重力、脆性、韧性等方面的细节CT长廊通往T基地的木门外，有两个油桶，CT在布防的时候用消声的USP将其击倒，便刚好挡在木门缝隙的正面，T在涌出木门时必须跳起，以避免Ragdoll的影响，这样就能在一定程度上阻止T方对长廊的快攻，赢取一定的时间。,跳跃,在CS:Source中，由于Ragdoll效果的加入，玩家将不能站在圆形或者可动的物体表面，试图跳上这些物体的时候会有明显的滑落感觉。团队推进到一些高点以及屋
3、脊上变得困难。但由于CS:Source中也许是对重力参数做出了修正，也许是因为某些地形的关系，在1.6中齐眉高的木箱是绝对不可能跳上去的，但在CS:Source中只要采用技巧稍微高一点的旋跳即可推进到这些物体的顶端,玻璃击碎的效果,汽车攻击战斗画面,幽灵行动画面,模型的物理描述,基本属性 质量 质心 转动惯量 几何形状 状态描述 位置 姿态 线速度 角速度 加速度 几何形状 ,物理引擎即是确定每一时刻模型的状态,牛顿定律,第一定律物体在无外力作用下，会保持静止不动，或持续作匀速直线运动 第二定律物体加速度与作用于该物体上的合力成正比，其加速度方向与作用力方向相同 第三定律对于所有作用在物体上的
4、力（作用力），都会有一个大小相同但方向相反的作用力，且作用力与反作用力处于同一条直线上,质点动力学,牛顿定律 弹簧阻尼模型 摩擦力 流体动阻力,第二定律,弹簧阻尼模型,摩擦力,流体动阻力,简单的绳子模型,绳子由一组质点组成 质点之间由弹簧阻尼连接起来 一端固定 运动过程受空气阻力 绳子初始处于水平，下面有固定平面 在绳子落到平面上后，弹性接触，在平面内摩擦力,两个例子程序解析,Nehe39 Nehe40,质点,class Mass public:float m; / The mass valueVector3D pos; / Position in spaceVector3D vel; / V
5、elocityVector3D force; / Force applied on this mass at an instanceMass(float m) / Constructorthis-m = m;void applyForce(Vector3D force)this-force += force; / The external force is added to the force of the massvoid init()force.x = 0;force.y = 0;force.z = 0;void simulate(float dt) vel += (force / m)
6、* dt; / Change in velocity is added to the velocity./ The change is proportinal with the acceleration (force / m) and change in timepos += vel * dt; / Change in position is added to the position./ Change in position is velocity times the change in time;,质点容器类，维护质点关系模型,参考网址与书籍,David M. Bourg 游戏开发物理学 2004 http:/ http:/ http:/ http:/ http:/ 粒子系统 粒子系统的应用 汽车运动模拟 数值积分,
