Introduction to Game Physics with Box2D pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:CRC Press

作者:Ian Parberry

出品人:

页数:383

译者:

出版时间:2013-3-5

价格:USD 59.95

装帧:Paperback

isbn号码:9781466565760

丛书系列:

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• 物理引擎
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深入探索：现代游戏开发中的物理模拟与交互设计 一本关于游戏世界构建、动态模拟与沉浸式用户体验的深度指南 在当今追求极致沉浸感的电子游戏领域，一个逼真、响应迅速且富有逻辑性的物理世界是构建优秀用户体验的基石。本书旨在为游戏开发者、模拟工程师以及对实时动力学计算感兴趣的研究人员提供一个全面、深入且实践导向的知识体系，聚焦于如何设计、实现和优化现代游戏引擎中的物理系统。我们完全避开了特定引擎或库的细节讨论，转而探讨驱动这些系统的核心数学原理、算法结构和设计哲学。 本书的叙事结构将引领读者从最基础的物理概念出发，逐步构建起一个复杂、可扩展的实时模拟框架。我们将首先奠定坚实的数学基础，这是理解所有动态系统的共同语言。 第一部分：实时动力学的数学基础与离散化 本部分致力于为读者打下坚实的理论基础，探讨如何将连续的物理定律转化为计算机可以处理的离散化方程组。 1. 连续运动学与牛顿力学回顾 我们将从牛顿运动定律出发，详细解析描述刚体运动的微分方程。重点在于状态向量的定义（位置、速度、角速度和姿态），以及如何利用这些向量在时间步长内预测物体的位置和方向。我们不会仅仅停留在理论推导，而是深入探讨欧拉积分（Euler Integration）及其在实时系统中的局限性，为后续更精确的积分方法做铺垫。 2. 高级时间积分技术 实时模拟对稳定性和精度有着苛刻的要求。本章将详细剖析龙格-库塔法（Runge-Kutta methods），特别是RK2和RK4，它们在非线性系统中的应用。更重要的是，我们将深入探讨辛积分（Symplectic Integration），解释为什么对于能量守恒至关重要的哈密顿系统（如轨道力学和理想化的弹簧系统），辛积分能提供远超标准方法的时间一致性。 3. 约束动力学导论：拉格朗日与限制 物理世界并非自由运动的集合，而是充满了各种限制——关节、铰链、地面接触等。本章引入拉格朗日力学作为处理约束问题的强大工具。我们将解释如何使用拉格朗日乘子来定义和施加非完整约束。随后，我们将介绍如何将这些理论应用于构建基础的约束求解器，为后续的碰撞响应打下基础。 第二部分：碰撞检测与几何处理 一个有效的物理引擎，其核心在于精确且快速地判断哪些物体正在接触，以及接触的几何细节。 4. 广义碰撞检测框架 本章讨论碰撞检测的层次结构。从宏观的包围体（Bounding Volumes）开始，分析球体、AABB（轴对齐边界框）和OBB（定向边界框）的交集测试效率。我们将详细介绍分离轴定理（Separating Axis Theorem, SAT），这是处理凸多面体碰撞的核心算法，包括其在二维和三维空间中的实现细节和优化策略。 5. 连续碰撞检测（CCD）的必要性 在高速运动的游戏对象中，离散时间步长可能导致“隧道效应”——物体在一个时间步内完全穿过另一个物体而未被检测到。本章专注于连续碰撞检测，解释如何通过分析物体运动轨迹与碰撞体表面的交点来预测下一次实际接触发生的确切时间点，确保高速物体交互的鲁棒性。 6. 几何拓扑与特征提取 对于精确的接触响应计算，我们需要从碰撞体中提取出关键几何特征：接触点、接触法线和接触深度。本章讲解如何从复杂的网格数据中高效地识别这些特征，特别是如何处理非凸形体，例如使用凸分解（Convex Decomposition）或空间剖分技术（如BSP树或八叉树）来简化问题。 第三部分：接触响应与数值求解 一旦检测到碰撞，引擎必须计算出如何“反弹”或“停止”这些物体，使其遵守动量守恒和摩擦定律。 7. 冲量法与非穿透性 这是实时物理的核心。我们将深入探讨如何使用冲量（Impulse）来修改物体的速度，以消除穿透（Penetration）。本章将详细分析线性互补问题（Linear Complementarity Problem, LCP）作为求解多点接触响应的数学基础。读者将学习如何构建一个迭代求解器（Iterative Solver）来处理复杂的接触链和关节系统。 8. 摩擦力的建模与实现 摩擦力是赋予物体真实感不可或缺的元素。本章区别对待静摩擦和动摩擦，解释它们在冲量应用中的不同处理方式。我们将分析库仑摩擦模型（Coulomb Friction Model），并探讨在数值积分环境中如何稳定地实现切向速度约束，以防止数值误差导致的滑动“粘连”或不自然的加速。 9. 关节与高级约束系统 现代游戏依赖复杂的机械结构。本章扩展到多刚体系统，详细讲解如何使用关节（Joints）来连接物体，例如球窝关节、铰链关节和万向节。我们将讨论如何将这些关节转化为标准的约束方程，并将其集成到LCP求解器框架中，确保它们在动态模拟中保持几何的准确性。 第四部分：性能优化与专业应用 一个优秀的物理系统不仅要准确，还必须高效。本部分关注将理论转化为可部署、高性能代码的实践。 10. 空间分区与高效查询 随着场景中对象数量的增加，朴素的$N^2$碰撞对检查将变得不可接受。本章专注于空间数据结构，包括静态网格（Static Grids）、动态的层次化包围体（BVH）和空间哈希（Spatial Hashing）。重点在于如何设计一个适应游戏场景变化和对象移动模式的动态分区策略，以最小化有效对的搜索空间。 11. 并行化与多线程架构 现代CPU的多核架构要求物理模拟必须具备良好的并行性。本章探讨将物理模拟流程分解为可并行处理的阶段，如：几何查询、约束方程构建、以及（在某些架构下）求解过程的并行化。我们将讨论数据依赖性分析，以确保线程安全和数据一致性。 12. 柔体动力学与形变模拟的初步探讨 虽然实时刚体模拟是主流，但某些效果（如布料、绳索或软体目标）需要更精细的形变处理。本章简要介绍基于质点弹簧系统（Mass-Spring Systems）的概念，以及如何使用有限元方法（FEM）的简化版本来处理小范围的形变，并讨论将其与刚体系统结合的挑战。 通过对这些核心模块的系统性分解与深入剖析，本书旨在培养读者构建独立于任何特定商业引擎的、具有深刻洞察力的物理模拟框架的能力，理解从基础数学到高效并行实现的整个工程链条。

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作为一名对游戏开发充满热情的独立开发者，我一直在寻找能够提升我游戏质量的关键技术。《Introduction to Game Physics with Box2D》这本书的出现，无疑为我打开了一扇新的大门。我一直对游戏中的物理效果非常着迷，觉得一个拥有逼真物理反馈的游戏，更能吸引玩家，也更能带来深刻的沉浸感。Box2D作为一款久负盛名的2D物理引擎，其强大的功能和灵活的配置，一直是我的关注焦点。我希望这本书能够详细地讲解如何将Box2D集成到我的开发流程中，并且提供清晰易懂的代码示例，让我能够快速上手。从最基础的刚体创建、碰撞形状的添加，到如何设置物理参数（如质量、密度、阻尼），我希望书中能有系统性的指导。我尤其期待书中关于碰撞检测与响应的部分，了解如何处理不同形状的物体碰撞，如何模拟出真实的弹性和摩擦效果，以及如何避免一些常见的物理bug，例如穿透和抖动。此外，我也对如何利用Box2D实现更复杂的物理效果充满了好奇，比如模拟绳索、齿轮、甚至布娃娃系统，这些都能够为游戏带来无限的创意可能。我希望这本书能够不仅教会我“怎么做”，更能让我理解“为什么这样做”，从而能够更深入地理解游戏物理的本质。

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哇，终于等到这本书了！我一直对游戏物理引擎有着浓厚的兴趣，特别是像Box2D这样强大且广泛应用的开源库。当我在网上看到《Introduction to Game Physics with Box2D》的预告时，就立刻被它深深吸引了。我脑海里闪过无数个关于如何用Box2D构建逼真游戏世界的想法，从简单的跳跃和碰撞，到复杂的关节连接和布娃娃效果，这一切似乎都触手可及。这本书的标题本身就充满了吸引力，它承诺将原本可能枯燥晦涩的物理概念，通过实际的Box2D应用来讲解，这对于像我这样的游戏开发者或者想要进入游戏开发领域的朋友来说，简直是福音。我特别期待书中能够深入浅出地解释诸如刚体动力学、碰撞检测与响应、以及各种物理约束（constraints）的工作原理。我想知道它是否会详细介绍如何有效地设置物理世界，包括重力、单位、以及不同的物理材质属性，这些都是构建一个稳定且易于控制的物理模拟的基础。而且，Box2D不仅仅是2D游戏物理的基石，它的原理对于理解更复杂的3D物理引擎也有着重要的借鉴意义。我设想书中会包含大量实际的代码示例，能够让我立刻上手，边学边练，快速掌握将理论知识转化为实际游戏效果的能力。我希望它不仅能讲解“怎么做”，更能让我理解“为什么这样做”，让我真正理解Box2D背后的数学和物理原理，从而能够根据自己的需求进行更深层次的定制和优化。我已经迫不及待地想翻开这本书，开始我的Box2D探索之旅了。

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这本书的到来，简直是解了我长久以来的燃眉之急。我一直对游戏中的物理表现力有着近乎偏执的追求，觉得没有“沉甸甸”的物理反馈，游戏就失色不少。但要从零开始理解碰撞检测、摩擦力、阻尼这些概念，再到将它们用代码实现，对我来说简直是天书。而《Introduction to Game Physics with Box2D》这个名字，就像一盏明灯，直接点亮了我的道路。我之所以如此期待，是因为我听说Box2D是业界非常成熟和可靠的2D物理引擎，被广泛应用于各种独立游戏和大型项目中，这意味着一旦掌握了它，我的游戏开发能力将会得到质的飞跃。我非常好奇书中会如何循序渐进地引导我进入这个世界，是从最基础的刚体创建和运动开始，还是直接切入碰撞的基本原理？我希望它能提供一些非常实用的技巧，比如如何优化物理模拟以在低端设备上也能流畅运行，以及如何处理复杂的场景，例如多个物体相互作用时可能出现的级联效应。而且，游戏物理不仅仅是让物体“动起来”，更是为了营造一种真实的沉浸感，这本书是否会探讨如何通过物理效果来增强玩家的感知和操作反馈？比如，一个精心设计的爆炸效果，或者一个逼真的角色受击反应，这些都离不开对物理引擎的深刻理解和巧妙运用。我期待书中能有关于这些高级应用的案例分析，让我能够站在巨人的肩膀上，创造出更加令人惊叹的游戏体验。

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一直以来，我对游戏开发中那些“看不见”却至关重要的技术元素都充满了好奇，而物理引擎无疑是其中最让我着迷的一部分。《Introduction to Game Physics with Box2D》这本书的出现，就像是一张藏宝图，指引我探索游戏物理的奥秘。我曾经尝试过自己去查阅一些关于刚体动力学、碰撞检测等方面的资料，但往往因为理论性太强而难以消化，更别提将其应用到实际开发中了。Box2D作为一款成熟的2D物理引擎，其广泛的应用案例让我对其潜力充满了期待。这本书的名字暗示了它将以一种非常实用的方式来教授这些知识，我非常希望它能够从最基础的刚体创建开始，一步步讲解如何设置物体的质量、密度、摩擦系数等属性，以及如何通过施加力或速度来控制它们的运动。而且，碰撞检测与响应是物理模拟的核心，我迫切想知道书中会如何清晰地解释各种碰撞形状（如多边形、圆形、边框）的工作原理，以及如何处理不同物体之间的碰撞，比如如何让它们互相弹开，或者发生粘连。更进一步，我希望书中能提供一些关于如何利用Box2D实现更具创意和趣味性的游戏机制的案例，比如利用物理引擎制作解谜游戏，或者模拟水流、火焰等非刚性物体的运动。

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我一直认为，一个优秀的游戏，其物理表现力是其灵魂所在。《Introduction to Game Physics with Box2D》这本书的出现，无疑为我这样的游戏开发者提供了宝贵的资源。我对于Box2D这个引擎早有耳闻，它的高效、稳定以及开源的特性，使其成为众多游戏项目中不可或缺的一部分。我特别看重这本书的“Introduction”部分，这意味着它应该会为初学者提供一个非常友好的入口，不需要深厚的物理学背景也能理解。我希望能从中学习到如何精确地模拟现实世界中的各种物理现象，例如物体之间的碰撞、摩擦、重力以及弹簧阻尼等。想象一下，在一个平台跳跃游戏中，一个角色每一次跳跃的弧线，落地时的缓冲，甚至是被敌人击飞时的抛物线，这些细微的物理表现，都极大地影响着游戏的操控手感和乐趣。《Introduction to Game Physics with Box2D》如果能详细讲解如何通过Box2D实现这些效果，那就太棒了。我甚至在想，书中会不会涉及到一些高级的主题，比如如何自定义物理材质，如何设置不同的碰撞层级来优化性能，或者如何处理像布娃娃（ragdoll）这样的复杂物理系统。我对于那些能够提升游戏真实感和趣味性的物理效果尤其感兴趣，并且希望这本书能够提供清晰的代码示例和详细的解释，让我能够迅速地将所学知识应用到我自己的项目中。

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长期以来，我都在思考如何让我的游戏不仅仅是视觉上的享受，更能带来触手可及的真实感。《Introduction to Game Physics with Box2D》这本书的出现，无疑是我期盼已久的。Box2D作为一款在2D游戏物理领域久负盛名的引擎，其强大且灵活的特性一直吸引着我。我希望这本书能够从最基础的物理概念入手，例如刚体、关节、力等，然后逐步深入到Box2D的具体实现。我特别期待书中能够详细讲解如何精确地设置物体的物理属性，比如质量、密度、摩擦力、弹力等，这些参数的微小差异都可能对游戏体验产生巨大的影响。碰撞检测与响应是物理模拟的核心，我希望书中能够提供详尽的指导，让我能够理解不同碰撞形状的工作原理，以及如何有效地处理各种碰撞场景，例如多物体碰撞、高速碰撞等。而且，我非常希望书中能够包含一些关于如何利用Box2D来创造出更具创意和趣味性的游戏机制的案例，比如模拟水流、爆炸、或者复杂的机关联动。我期待这本书能够提供清晰的代码示例和深入的解释，让我能够真正掌握Box2D的应用，并将其运用到我的游戏中，为玩家带来更加沉浸和难忘的体验。

评分☆☆☆☆☆

我对游戏开发中的物理表现力一直有着一种近乎执着的追求，总觉得一个没有“重量感”和“生命感”的游戏，就像是缺少了灵魂。《Introduction to Game Physics with Box2D》这本书的出现，就像是为我量身定做的一份礼物。我一直听说Box2D是一款非常强大且易于使用的2D物理引擎，在许多经典和创新的游戏中都有它的身影，所以我一直渴望能够深入学习它。我特别希望这本书能够从最基础的概念讲起，比如什么是刚体，什么是力，什么是加速度，然后逐步引入Box2D的API，教我如何创建和控制这些物理对象。我非常期待书中能够详细讲解碰撞检测的原理，包括如何定义碰撞形状，如何处理不同物体之间的碰撞，以及如何实现各种各样的碰撞响应，例如弹开、粘连、或者甚至是爆炸效果。而且，我希望这本书不仅仅是停留在理论层面，更能提供大量的实践案例和代码示例，让我能够边学边做，快速地将所学的知识应用到我的游戏项目中。我尤其对如何利用Box2D创造出具有创意和挑战性的游戏关卡充满期待，比如设计精巧的机关，或者模拟出真实世界中的物理现象，让玩家在游戏中获得新奇的体验。

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我一直认为，游戏的乐趣很大程度上来自于其反馈的真实性和互动性，而物理引擎正是实现这一切的关键。《Introduction to Game Physics with Box2D》这本书的出现，对我来说就像是为我指明了前进的方向。Box2D作为一款备受推崇的2D物理引擎，其在业界的广泛应用足以证明它的实力。我非常期待这本书能够以一种循序渐进、深入浅出的方式，带领我理解游戏物理的基本原理，并学会如何将这些原理应用到Box2D中。我希望能够学习到如何创建和管理游戏中的各种物理对象，如何为它们设置准确的物理属性，以及如何通过各种力的作用来控制它们的运动轨迹。尤其是碰撞检测与响应的部分，我非常希望书中能够详细讲解各种碰撞形状的处理方法，以及如何实现不同物体之间的逼真碰撞效果，例如弹跳、滑动、甚至是破坏。此外，我也对书中是否会涵盖一些高级主题感到好奇，比如如何模拟布娃娃效果，如何创建复杂的物理关节，或者如何优化物理模拟以提升游戏性能。我希望这本书能够提供足够多的实践指导和代码范例，让我能够亲手构建出各种有趣的物理交互，从而为我的游戏开发之路增添更多可能。

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作为一名一直致力于探索游戏开发前沿技术的爱好者，我对于能够实现逼真物理效果的引擎有着浓厚的兴趣。《Introduction to Game Physics with Box2D》这本书的标题就直接击中了我内心最渴望的部分。我深知Box2D在2D游戏物理引擎领域的地位，它的高效、稳定和开源特性，使其成为无数开发者们的首选。我希望这本书能够带领我深入理解Box2D的核心机制，从最基础的刚体创建，到如何为物体赋予质量、密度、摩擦系数等物理属性，再到如何通过施加力、扭矩来控制它们的运动，我都迫切想知道其中的细节。碰撞检测与响应是物理模拟的关键，我希望书中能够详细讲解不同碰撞形状（如圆形、多边形、边框）的实现原理，以及如何处理多种复杂碰撞场景，例如物体在高速运动时发生碰撞，或者多个物体同时碰撞。更重要的是，我希望这本书能够提供一些关于如何利用Box2D来创造独特游戏机制的案例，例如模拟重力场、水流、或者复杂的机械联动，这些都能够让我的游戏在众多作品中脱颖而出。我期待这本书能够提供清晰的代码示例，让我能够将理论知识转化为实际可用的功能，从而为我的游戏注入更强的生命力。

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我最近一直在思考如何让我的游戏在视觉和操作上都更加生动和真实，而物理引擎无疑是实现这一目标的关键。《Introduction to Game Physics with Box2D》这本书的出版，对我来说就像是收到了一份期待已久的礼物。我尤其看重“Box2D”这个名字，因为我知道它是一个强大且广泛使用的2D物理引擎，在很多成功的独立游戏和一些更大型的项目中都有它的身影。我希望这本书能够详细地介绍如何在不同的开发环境（比如Unity、C++等）中使用Box2D，并且提供清晰的代码示例，让我能够快速上手。从最基础的刚体创建、添加形状、设置物理属性，到更复杂的碰撞检测、响应机制，我希望书中能有深入浅出的讲解。特别是我对如何实现逼真的碰撞效果非常感兴趣，比如当物体碰撞时，如何模拟它们的反弹、滑动，以及如何处理不同材质之间的摩擦力。另外，我也想知道书中是否会探讨如何使用Box2D来模拟更复杂的物理现象，比如绳索、关节、或者布娃娃效果，这些都是能够极大地增强游戏沉浸感的关键元素。我非常期待这本书能提供一些实用的技巧和最佳实践，让我能够避免在物理模拟中常见的坑，并能够创造出既有趣又真实的物理交互。

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其实没读完，不过是在看不下去了……作者是话痨读起来痛苦感×1.3，第一大章聊了下中学平面几何然后写了几个小demo，第二大章感觉还没manual写得清楚明快；也有想过这书可能更适合给中学生当基础书，但是看到将近60刀的定价好像又有哪里不对……不过本来平面刚体物理好像也没啥好说的，了解manual提到的基本概念看看代码的工程实现应该就差不多了……

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大概看了略了一遍，代码是用d3d实现的

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其实没读完，不过是在看不下去了……作者是话痨读起来痛苦感×1.3，第一大章聊了下中学平面几何然后写了几个小demo，第二大章感觉还没manual写得清楚明快；也有想过这书可能更适合给中学生当基础书，但是看到将近60刀的定价好像又有哪里不对……不过本来平面刚体物理好像也没啥好说的，了解manual提到的基本概念看看代码的工程实现应该就差不多了……