FIZICĂ ÎN JOCURI DE COMPUTER
Introducere. 2
Aplicarea unor legi fizice. 3
Calculatoare în știință și viață. 4
Modelarea computerelor. Contextul problemei. 4
De ce aveți nevoie de fizică în jocurile pe calculator. 6
Teoria modelării. 7
Exemple de simulare în jocuri. 9
Motoarele fizice și metodele lor de modelare. 11
Modelarea corpurilor fizice și a legilor. 13
Modalități de a ușura încărcarea procesorului. 15
Hardware accelerare. 15
Lista literaturii utilizate. 17
INTRARE. Fizica în viața noastră
fizică # 8213; Aceasta este știința naturii în cel mai general sens. Ea studiază materia (materia) și energia, precum și interacțiunile fundamentale ale naturii care controlează mișcarea materiei.
Unele proprietăți sunt comune tuturor sistemelor materiale, de exemplu, conservarea energiei # 8213; astfel de proprietăți se numesc legi fizice. Fizica este uneori numită "știință fundamentală", deoarece alte științe naturale (biologie, geologie, chimie etc.) descriu doar o anumită clasă de sisteme materiale care respectă legile fizicii. De exemplu, chimia studiază molecule și substanțe formate din ele. Proprietățile chimice ale materiei sunt determinate în mod unic de proprietățile fizice ale atomilor și moleculelor, care sunt descrise în astfel de secțiuni ale fizicii ca termodinamica, electromagnetismul și fizica cuantică.
Fizica este strâns legată de matematică # 8213; matematica oferă un aparat prin care legile fizice pot fi formulate cu precizie. Teoriile fizice sunt aproape întotdeauna formulate sub formă de expresii matematice, iar secțiunile mai complexe ale matematicii sunt folosite, de obicei, în alte științe. Dimpotrivă, dezvoltarea multor domenii ale matematicii a fost stimulată de nevoile teoriilor fizice.
Principalele ramuri ale fizicii sunt fizica experimentală și fizica teoretică. Și deși se pare că sunt separate, deoarece majoritatea fizicienilor sunt fie pur teoreticieni, fie experimentatori puri, acest lucru nu este de fapt cazul. Teoria fizică teoretică și experimentală se dezvoltă în contact constant. Atât teoreticienii, cât și experții pot lucra la aceeași problemă. Primul # 8213; descrie datele experimentale existente și face previziuni teoretice ale rezultatelor viitoare, al doilea # 8213; să efectueze experimente, să verifice teoriile existente și să obțină rezultate noi. Multe progrese in fizica au fost cauzate de observarea experimentală a fenomenelor care nu pot fi descrise de teoriile existente (de exemplu, descoperit experimental absolutul viteza luminii a creat teoria specială a relativității), precum și unele teorii nu a reușit să prezică rezultatul, dovedit mai târziu (de exemplu, descoperirea de pozitroni).
Primul lucru pe care îl vedem în lumea exterioară de la naștere este diversele forme de mișcare și interacțiune a materiei. Cea mai simplă formă de mișcare este mișcarea mecanică. Înțelegem prin mișcarea mecanică schimbarea poziției unui corp față de alte corpuri în timp. Propunerea este întotdeauna rezultatul interacțiunii dintre corpuri sau particule de corpuri. Interacțiuni mecanice între corpuri sau particule de corpuri. Interacțiunile mecanice determină deplasarea corpurilor în spațiu sau schimbarea formei corpului (deformare).
În lumea din jurul nostru, există tot timpul schimbări sau, după cum se spune, fenomene. Topirea gheții, tunetului, strălucirii obiectelor fierbinți, formarea unei umbre sau a unui ecou - toate acestea sunt exemple de fenomene fizice în natură neînsuflețită.
În sălbăticie, fenomenele fizice, de asemenea, apar în mod constant. Umezeala se ridică de la sol la frunzele de pe tulpina plantei, sângele curge prin vasele în corpul animalului, rampa pește de mare pentru a provoca un șoc electric apreciabil, temperatura corpului de pasăre este mai mare decât temperatura corpului peștelui, cameleon animal este capabil de a schimba culoarea corpurilor lor, și unele bacterii sau insecte poate chiar străluci. Toate aceste fenomene sunt studiate de fizică.
Sarcina fizicii este de a găsi legile la care sunt supuse fenomenele naturii. Când sunt cunoscute, oamenii le vor folosi pentru a crea noi dispozitive utile, dispozitive și mecanisme. De exemplu, după ce au stabilit legile privind originea și existența curentului electric, oamenii au creat lămpi electrice, ceainice, magnetofoane, televizoare, calculatoare și chiar rețeaua globală de informații pe Internet, numită adesea minunea secolului al XX-lea.
APLICAREA UNOR LEGISLATIVE FIZICE
Studiind mișcarea mecanică a solidelor au reprezentat numai două caracteristici corp material principal: lungimea (sau forma geometrică a corpului în mișcare) și pragul de semnificație (greutatea corporală și distribuția acesteia într-un volum geometric dat). Un corp solid în mecanică se referă la un corp a cărui distanțe între orice particule în timpul mișcării sale rămân neschimbate. La studierea mișcărilor mecanice, modificările la alte semne ale corpurilor reale, de exemplu, proprietățile termice, electrice, nu sunt de obicei luate în considerare. Astfel, atunci când studiază mișcarea unei cochilii de artilerie, se poate neglija încălzirea învelișului metalic datorită frenei față de aer. Cu toate acestea, experiența dobândită în urma observațiilor și măsurarea vitezei la intrarea de meteoriți în atmosfera Pământului, precum și studiul mișcării de nave spațiale care intră în atmosfera Pământului, la o rată mai mare de 8 km / s arată că, la temperaturi ridicate încălzirea carcasei este imposibil să se neglijeze influența căldurii.
Interacțiunile mecanice dintre corpuri duc la o schimbare a mișcării mișcării acestor corpuri și sunt realizate fie prin contact direct, fie prin acțiune pe distanțe lungi. Mărimea, care este o măsură a interacțiunii mecanice a corpurilor materiale sau a particulelor, din care este compus organismul, se numește putere în mecanică. Ca urmare a interacțiunii mecanice, cantitatea de mișcare se va schimba. Forța din mecanică este măsurată prin schimbarea cantității de mișcare a corpului. Prin urmare, se spune adesea că sarcina principală a mecanicii este studierea mișcării corpurilor materiale sub acțiunea forțelor.
Există diferite metode de cercetare fizică și schimbare în timp. Experimentul fizic a fost și rămâne instrumentul principal, dar în condițiile moderne este nevoie de mari costuri materiale și de energie.
CALCULATORI ÎN ȘTIINȚĂ ȘI VIAȚĂ
Acum viața noastră nu poate fi imaginată fără posibilitățile oferite de computere. Calculatoarele sunt utilizate în diverse domenii de activitate: știință, educație, medicină, divertisment etc.
Dar, odată cu inventarea computerelor, oamenii de știință au noi oportunități de înțelegere a proceselor fizice complexe. Aceasta este simularea pe calculator. Cu ajutorul acestuia puteți să reproduceți proprietățile Soarelui sau să vă scufundați în lumea nanoparticulelor. Puteți învăța cum să se comporte diferite substanțe în situații care sunt imposibile în viața reală - de exemplu, la o temperatură sau presiune incredibil de ridicată.
Computerele oferă, de asemenea, o asistență neprețuită în predarea diferitelor științe, inclusiv fizică, care fac acest subiect mai ușor de înțeles, vizual și interesant. Sunt create întregi programe de lecții, electives pentru calculator.
COMPUTER SIMULATION. ISTORIA ÎNTREBĂRII
De ce avem nevoie de fizică în jocurile de calculator?
EXEMPLE DE SIMULARE ÎN JOCURI
FOSTELE FIZICE ȘI METODELE MODELĂRII LOR
MODELAREA ORGANISMELOR FIZICE ȘI LEGISLAȚIEI
METODE DE TRATARE A SCĂDIRII PE PROCESOR
După cum sa observat deja, este imposibil să faci totul absolut realist: nu există suficientă CPU sau memorie. Și așa trebuie să facem compromisuri.
Cel mai evident vă permite să reduceți dramatic numărul de calcule prin ignorarea completă a obiectelor îndepărtate. Răspunsul la vechea întrebare filosofică: "Dacă un copac cade într-o pădure densă și nimeni nu-l aude, face un zgomot?" este luată după cum urmează: "dar care este diferența?". Atunci când un jucător este trimis de către un monstru sau o altă entitate care trăiește pe legile fizicii, puteți fie simplifica foarte mult calculele și pentru a muta monstru de-a lungul podelei, uitând toate dificultățile, dacă este cazul, pentru a opri inamicul, cu excepția cazurilor de datele sale și să uitați despre el.
Puteți merge și mai departe pe această cale. În modelarea grafică, există o metodă numită LOD (în traducere - "nivel de detaliu"), care salvează calculele prin reducerea poligoanelor în modelele care sunt departe de player. Același lucru se poate face și cu fizica. La urma urmei, nimănui nu-i pasă ce se întâmplă cu mașina inamicului, în timp ce este pe cealaltă parte a pistei și nu ne va întâmpla? În acest caz, stopăm numărarea fricțiunii anvelopelor pe asfalt, înlocuim munca arcurilor și anvelopelor cu un algoritm trivial de mișcare de-a lungul asfaltului și suntem mulțumiți de valoarea crescută a cadrelor pe secundă.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: