Grafika. Fizyka. Metody numeryczne

Jacek Matulewski, Tomasz Dziubak, Marcin Sylwestrzak, Radosław Płoszajczak

Uzyskaj dostęp

Zakup książkę

ISBN/ISSN:

978-83-01-16178-1

DOI:

Wydawnictwo:

Wydawnictwo Naukowe PWN

Rok wydania:

2010

Liczba stron:

679

XML:ISBN/ISSN:

ONIX MARC21

Bibliografia:

Matulewski, Jacek; Dziubak, Tomasz; Sylwestrzak, Marcin; Płoszajczak, Radosław. Grafika. Fizyka. Metody numeryczne. Red. . Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2010, 679 s. ISBN 978-83-01-16178-1

Bibliografia refWorks:

RT Book, Whole

SR Electronic(1)

A1 Matulewski, J.

A1 Dziubak, T.

A1 Sylwestrzak, M.

A1 Płoszajczak, R.

T1 Grafika. Fizyka. Metody numeryczne

PB Wydawnictwo Naukowe PWN

PP Warszawa

YR 2010

SN 978-83-01-16178-1

Bibliografia BibTex:

@Book{ 1879, author = "Matulewski, Jacek and Dziubak, Tomasz and Sylwestrzak, Marcin and Płoszajczak, Radosław", editor = "", title = "Grafika. Fizyka. Metody numeryczne", publisher = "Wydawnictwo Naukowe PWN", year = "2010", address = "Warszawa", isbn = "978-83-01-16178-1" }

Bibliografia endNote:

TY - BOOK

AU - Matulewski, Jacek

AU - Dziubak, Tomasz

AU - Sylwestrzak, Marcin

AU - Płoszajczak, Radosław

ED -

TI - Grafika. Fizyka. Metody numeryczne

PB - Wydawnictwo Naukowe PWN

CY - Warszawa

PY - 2010

SN - 978-83-01-16178-1

ER -

Netografia (standard APA):

Matulewski, Jacek; Dziubak, Tomasz; Sylwestrzak, Marcin; Płoszajczak, Radosław. Grafika. Fizyka. Metody numeryczne [baza danych online] Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2010 [dostęp: 02 05 2024]. Dostęp w Ibuk Libra: https://libra.ibuk.pl/reader/grafika-fizyka-metody-numeryczne-jacek-matulewski-tomasz-1879.

programowanie, aplikacje, grafika 3D

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...

Więcej

ISBN/ISSN:

978-83-01-16178-1

DOI:

Wydawnictwo:

Wydawnictwo Naukowe PWN

Rok wydania:

2010

Liczba stron:

679

XML:ISBN/ISSN:

ONIX MARC21

Wstęp10
Część I. Grafika trójwymiarowa w OpenGL12
Rozdział 1. Inicjacja okna dla grafiki 3D generowanej za pomocą OpenGL13
Tworzenie projektu i dostosowywanie go do współpracy z OpenGL15
Visual C++ i WinAPI/WGL15
Tworzenie okna za pomocą funkcji WinAPI17
Przystosowanie okna do współpracy z OpenGL za pomocą funkcji biblioteki WGL23
Przygotowanie i rysowanie sceny (wreszcie OpenGL!)25
Visual C++ i MFC29
C++Builder i VCL33
Tryb pełnoekranowy34
Rozdział 2. Macierze w OpenGL38
Macierz rzutowania39
Macierz model-widok41
Stosy macierzy45
Współrzędne jednorodne48
Odczytywanie wartości macierzy53
Rozdział 3. Rysowanie i animacja figur i brył55
Wyodrębnianie metody służącej do budowania aktorów59
Cieniowanie62
Funkcja glColor62
Kolor62
Kolor tła63
Model 1: Prostopadłościan64
Unikanie rysowania tylnych powierzchni68
Model 2: Niszczyciel gwiazd70
Podłoże73
Listy wyświetlania75
Animacja77
Rozdział 4. Kontrola położenia kamery81
"Rozglądanie się", czyli kamera w centrum (FPP)82
Ruch w poziomie kontrolowany klawiszami86
Ruch kamery po sferze z wyróżnioną płaszczyzną (TPP)89
Przesuwanie kamery myszą90
Kontrola odległości kamery od modelu za pomocą rolki myszy91
Rotacja sferyczna92
Implementacja rotacji sferycznej94
Użycie klasy ArcBall101
Wektor położenia kamery106
Swobodne obroty kamery107
Jeszcze raz o rzutowaniu113
Rozdział 5. Oświetlenie115
Trójwymiarowa przestrzeń barw115
System oświetlenia OpenGL. Światło tła117
Model oświetlenia Phonga120
Model Lamberta światła rozproszonego121
Model rozbłysku Phonga123
Uśrednianie normalnych125
Definiowanie wektorów normalnych126
Definiowanie źródła światła rozproszonego130
Uśrednianie i interpolacja normalnych134
Rozbłysk136
Mieszanie kolorów (alpha blending)138
Sortowanie ścian141
Rozdział 6. Odwzorowywanie tekstur148
Proste teksturowanie149
Wiązanie tekstur (współrzędne teksturowania)153
Wiele tekstur155
Przezroczyste tekstury158
Wczytywanie tekstur z plików (bitmap)160
Czytanie tekstur z zasobów aplikacji167
Lakierowanie tekstur168
Układanie tekstur obok siebie170
Rozdział 7. Napisy172
Tworzenie czcionek do wyświetlania napisów172
Używanie czcionek bitmapowych174
Używanie czcionek 3D178
Rozdział 8. Biblioteka GLU180
Kwadryki180
Teksturowanie kwadryki183
Inne kwadryki185
GLU i macierze189
gluLookAt189
gluPerspective190
Inne191
Rozdział 9. Bufor szablonowy193
Przygotowanie sceny193
Płaszczyzny obcinające195
Przygotowanie szablonu197
Użycie szablonu do przycięcia odbicia199
Rozdział 10. Szablon projektów korzystających z grafiki OpenGL202
Część II. Wizualizacja danych206
Zadania206
Rozdział 11. Wizualizacja obiektów przestrzennych na przykładzie molekuł białek207
Format PDB207
Zadanie207
Odczyt danych z pliku PDB209
Klasa Atom210
Klasa PDB212
Wizualizacja214
Położenie atomów215
Wiązania chemiczne219
Wybór atomu i wyświetlanie etykiety, czyli interakcja z użytkownikiem w OpenGL222
Stos nazw223
Renderowanie w trybie zaznaczania225
Odczytywanie informacji z bufora zaznaczania227
Wyróżnianie wybranego atomu228
Rozdział 12. Wizualizacja funkcji dwóch zmiennych231
Format plików z danymi232
Klasy reprezentujące wczytywane dane234
Czytanie danych237
Wczytywanie parametrów programu z pliku237
Wczytywanie parametrów sieci z pliku240
Wczytywanie danych242
Przygotowanie wykresu243
Wyznaczenie zakresu tablicy, w którym znajdują się dane do wyświetlania243
Wyznaczenie wartości minimalnej i maksymalnej244
Wyznaczenie koloru odpowiadającego wartości funkcji245
Wyznaczenie współczynnika skalowania245
Wyświetlenie danych247
Destruktor klasy253
Osie układu współrzędnych254
Rysowanie osi254
Opis osi256
Źródło światła258
Oświetlenie258
Sterowanie pozycją źródła światła260
Rozdział 13. Trójwymiarowa wizualizacja z wykorzystaniem teksturowania przeźroczystego265
Tomografia optyczna265
Wczytywanie danych266
Metoda wizualizacji za pomocą przeźroczystego teksturowania269
Mapy kolorów271
Przygotowanie powierzchni do teksturowania275
Przygotowanie tekstur278
Regulacja jasności, kontrastu i przeźroczystości286
Część III. Świat modelowany zbiorem punktów materialnych289
Rozdział 14. Dynamika punktu290
Ruch290
Siła291
Równania ruchu292
Przykładowe rozwiązanie293
Zamiana na równania pierwszego stopnia294
Rozdział 15. Metody numeryczne, czyli dyskretyzacja równań ruchu296
Szereg Taylora296
Algorytm Eulera298
Algorytm Verleta300
Rozdział 16. Implementacja302
Klasa TPunktMaterialny302
Implementacja algorytmów Eulera i Verleta306
Klasa ZbiorPunktowMaterialnych309
Definiowanie układu punktów materialnych313
Wizualizacja punktów314
Dynamika punktów316
Mechanizm odświeżania sceny w symulacjach319
Wstrzymywanie symulacji319
Rozdział 17. Modelowanie układów elastycznych321
Zbiór oscylatorów321
Rysowanie linii325
Tłumienie327
Sztywność330
Lina334
Dalsi sąsiedzi336
Włos337
Podłoże339
Rozdział 18. Siły kontaktowe344
Reakcja na kontakt z obszarem niedostępnym344
Wzory346
Tarcie347
Abstrakcyjny typ danych348
Implementacja obszaru niedostępnego348
Podłoże350
Kula351
Dwa inne przykłady352
Zbiór punktów materialnych z obszarem niedostępnym357
Przykłady układów z obszarami niedostępnymi362
Punkty uderzające w kulę362
Lina na podłożu365
Lina opadająca na stolik366
Łączenie dwóch obszarów zabronionych370
Siatka, czyli kawałek tkaniny371
Układy dwuwymiarowe371
Pierwszy test i metody rysowania siatki375
Siatka w kontakcie z obszarem niedostępnym379
Układ trójwymiarowy, czyli dynamika brył miękkich380
Rozdział 19. Zderzenie dwóch punktów386
Fizyka zderzenia dwóch kul386
Zasady zachowania energii i pędu w zderzeniach387
Dynamika niecentralnego zderzenia dwóch kul390
Projekt testu392
Uproszczenia393
Implementacja zderzenia dwóch kul394
Pudło399
Dwa testy obnażające wady naiwnej implementacji400
Implementacja zderzeń niecentralnych402
Symulacja ruchów Browna404
Rozdział 20. Zderzenia punktów z tkaniną406
Czy odcinek przecina płaszczyznę?406
Wykrywanie kolizji punktu z trójkątem406
Gdzie odcinek przecina płaszczyznę?408
Czy punkt przecięcia znajduje się wewnątrz trójkąta?409
Modelowanie reakcji tkaniny i punktów na zderzenie411
Implementacja wody i tkaniny412
Implementacja wykrywania zderzeń415
Implementacja reakcji na zderzenia419
Rozdział 21. Sterowanie422
Przeciąganie punktu myszą422
Kontrola obiektu za pomocą klawiatury, czyli trening intuicji fizycznej429
Bilard434
Klasa Bilard434
Rysowanie bil, stołu i kija438
Implementacja kija439
Implementacja łuz443
Rozdział 22. O dwóch trikach używanych w symulacjach cząsteczkowych447
Grawitacja447
Jakie problemy chcemy rozwiązać?447
Dwa triki448
Odcięcie i podział na komórki448
Periodyczne warunki brzegowe449
Implementacja450
Klasa Galaktyka450
Wizualizacja453
Naiwna implementacja oddziaływań454
Podział obszaru na "komórki"455
Implementacja periodycznych warunków brzegowych460
Przejście przez granicę460
Obliczanie odległości461
Zadania463
Część IV. Obiekty modelowane zespołem brył sztywnych466
Rozdział 23. Dynamika bryły sztywnej468
Środek masy468
Kinematyka bryły sztywnej470
Prędkość liniowa i prędkość kątowa470
Rotujący układ odniesienia470
Dynamika bryły sztywnej, czyli równania Newtona w ruchu postępowym i obrotowym474
Moment pędu474
Moment bezwładności475
Moment siły i równanie ruchu478
Czego brakuje w równaniach ruchu?480
Moment bezwładności prostopadłościanu481
Macierz obrotu483
Całkowanie prędkości kątowej484
Rozdział 24. Implementacja metody Eulera dla dynamiki bryły sztywnej487
Metoda numeryczna487
Implementacja klas opisujących bryły sztywne488
Szablon klasy TBrylaSztywna488
Przykład bryły sztywnej: klasa Prostopadloscian493
Menedżer zbioru brył sztywnych494
Zbiór prostopadłościanów498
Wizualizacja499
Rozdział 25. Kwaterniony502
Algebra kwaternionów503
Kwaterniony jednostkowe507
Konwersja między kwaternionem i macierzą511
Pochodna kwaternionu i równanie ruchu514
Implementacja dynamiki opartej na kwaternionach516
Dwa testy520
Kąty Eulera, kwaterniony i macierze obrotu521
Rozdział 26. Detekcja kolizji: obszary ograniczające524
Sfery ograniczające (BS)524
Prostopadłościany ograniczające ustawione wzdłuż osi sceny (AABB)529
Twierdzenie SAT534
Twierdzenie SAT w przypadku prostopadłościanów OBB536
Czytelna implementacja SAT dla prostopadłościanów OBB539
Optymalizacja implementacji SAT541
Rozdział 27. Detekcja kolizji: wyznaczanie punktu styku oraz normalnej i stycznej zderzenia549
Normalna zderzenia dwóch prostopadłościanów551
Punkt zderzenia dwóch prostopadłościanów555
Zderzenie wierzchołka ze ścianą555
Zderzenie dwóch krawędzi556
Odległość dwóch prostych560
Podsumowanie563
Styczna zderzenia dwóch prostopadłościanów564
Rozdział 28. Fizyka zderzeń brył sztywnych566
Popęd liniowy, czyli zasada zachowania pędu566
Popęd kątowy, czyli zasada zachowania momentu pędu567
Rozwiązanie568
Współczynnik restytucji, czyli zasada (nie)zachowania energii568
Tarcie570
Implementacja571
Zadania574
Mechanika576
Wybrana literatura tematu576
Geometria obliczeniowa (w tym detekcja kolizji)577
OpenGL i grafika 3D577
Metody numeryczne578
Dodatek A. Korzystanie z biblioteki GLUT do zarządzania oknem w projektach przenośnych579
Prace inżynierskie i dyplomowe wykorzystane w książce579
GLUT (Visual C++)580
Tworzenie okna OpenGL za pomocą GLUT580
Interakcja z użytkownikiem586
GLUT w C++Builder591
Kompilacja projektu korzystającego z GLUT za pomocą g++ w systemie Linux i powłoce Cygwin592
Dodatek B. Macierz rzutowania punktu na płaszczyznę593
Dodatek C. Wczytywanie modelu z pliku OBJ598
Opis formatu Wavefront OBJ598
Klasy CScena i CModel601
Rysowanie wczytanej sceny. Klasa CScenaRysowana613
Przykładowy projekt616
Dodatek D. Klasy implementujące wektor, macierz i kwaternion622
Projekt interfejsu622
Wektor622
Definicja klasy i jej pola623
Operator indeksowania624
Konwersja do tablicy625
Operatory arytmetyczne626
Operatory relacji626
Iloczyny wektorów628
Metody630
Konkretyzacja632
Testy632
Macierz kwadratowa 3×3635
Przechowanie i dostęp do elementów macierzy636
Operatory639
Metody642
Testy647
Kwaternion649
Pola i konstruktory649
Operatory650
Metody652
Testy656
Funkcja TworzMacierzObrotuZKataIOsiObrotu658
Dodatek E. Animacja szkieletowa660
Kości i stawy662
Projektowanie szkieletu664
Rysowanie ręki666
Modelowanie ułożenia669
Modelowanie animacji670
Indeks674

J.Matulewski,T.Dziubak,M.Sylwestrzak,R.Płoszajczak,Grafika.Fizyka.Metodynumeryczne.

Symulacjefizycznezwizualizacj

3D,Warszawa2010

Projektokładki:MichałRosiński

Redakcja:MatyldaPawłowska

Składkomputerowy:KrzysztofŚwistak

KsiążkawspółfinansowanaprzezUniwersytetMikołajaKopernika(wformie

stypendiumdlaJM)orazześrodkówEuropejskiegoFunduszuSpołecznego,

BudżetuPaństwaiBudżetuWojewództwaKujawsko-Pomorskiegowramach

ProgramuOperacyjnegoKapitałLudzkiPriorytetuVIII,działanie8.2poddziałanie

8.2.2"RegionalneStrategieInnowacji",projektusystemowegoSamorządu

WojewództwaKujawsko-Pomorskiego"Krokwprzyszłość2-stypendiadla

doktorantów".

Warszawa2010

Wszystkieprawazastrzeżone.Reprodukcjabezzezwoleniazabroniona.

ISBN:978-83-01-16178-1[ID:3656]

WydawnictwoNaukowePWNSA

02-676Warszawa,ul.Postępu18

tel.(022)6954321

faks(022)6954031

e-mail:pwn@pwn.com.pl

www.pwn.pl

Wydaniepierwsze

Arkuszydrukarskich44

Drukukończonowlutym2010r.

Drukioprawa:

DrukarniaWydawnictwNaukowychSp.zo.o.

92-333Łódź,ul.Wydawnicza1/3

Brak wyników

Grafika. Fizyka. Metody numeryczne

Treść książki

Znajdź bibliotekę blisko siebie, i uzyskaj dostęp do ebooka w systemie IBUK Libra