Obliczeniowa fizyka gier

obowiązkowe

Dynamika układów złożonych 0900-FG1-2DUZ
Metody numeryczne i algorytmy 0900-FG1-2MNA
Programowanie obiektowe 0900-FG1-1PO
Programowanie strukturalne 0900-FG1-1PS

Inżynieria oprogramowania 0900-FG1-2IO
Programowanie grafiki 3D 0900-FG1-2PG3D

Przedmiotem zajęć jest programowanie silnika fizycznego aplikacji. W tym celu potrzebne będzie połączenie wcześniej zdobytej wiedzy z takich zagadnień jak programowanie, dynamika, metody numeryczne i inżynieria oprogramowania. Tworzony silnik fizyczny zostanie połączony z silnikiem graficznym.

Treści realizowane na zajęciach:

• Układ cząstek swobodnych
• Oddzielenie części projektu za pomocą wzorca "komponent"
• Silnik fizyczny i graficzny z wykorzystaniem wzorca "singleton"
• Detekcja kolizji w czasie rzeczywistym
• Przetwarzanie kolizji
• Odpowiedź impulsowa
• Agregat mas
• Ciało sztywne
• Detekcja i przetwarzanie kolizji dla ciał sztywnych
• Symulacja wielu ciał sztywnych
• Detekcja i przetwarzanie kolizji dla wielu obiektów

Profil studiów: ogólnoakademicki

Forma studiów: stacjonarne

Rodzaj przedmiotu: obowiązkowy

Dziedzina i dyscyplina nauki: Dziedzina nauk ścisłych i przyrodniczych, Dyscyplina nauki fizyczne

Poziom kształcenia: studia pierwszego stopnia

Rok studiów/semestr: 3. rok/5. semestr

Punkty ECTS: 5

Wymagania wstępne:

zaliczony kurs programowania strukturalnego, programowania obiektowego, dynamiki układów złożonych oraz metod numerycznych i algorytmów.

Bilans nakładu pracy studenta:

- udział w wykładach (15 godz.),

- udział w konwersatoriach (45 godz.),

- udział w konsultacjach (15 godz.),

- praca własna studenta w domu (50 godz.),

Wskaźniki ilościowe:

- nakład pracy studenta związany z zajęciami wymagającymi bezpośredniego udziału nauczyciela - 3.0 ECTS;

- nakład pracy studenta związany z samodzielna pracą - 2.0 ECTS.

Zasady użycia sztucznej inteligencji (SI):

Podczas zajęć dozwolone jest korzystanie z systemów SI w zakresie:

1. Tłumaczenia maszynowego tekstów źródłowych z języków obcych.

2. Wyszukiwania i organizowania źródeł naukowych.

3. Tworzenia symulacji i modelowania omawianych na wykładzie zjawisk fizycznych.

Podczas egzaminu niedozwolone jest korzystanie z systemów SI.

W przypadku stwierdzenia naruszeń powyższych zasad, osoba kształcąca się może zostać pociągnięta do odpowiedzialności na podstawie odrębnych przepisów dyscyplinarnych.

Treści wykładu:

• Układ cząstek swobodnych
• Oddzielenie części projektu za pomocą wzorca "komponent"
• Silnik fizyczny i graficzny z wykorzystaniem wzorca "singleton"
• Detekcja kolizji w czasie rzeczywistym
• Przetwarzanie kolizji
• Odpowiedź impulsowa
• Agregat mas
• Ciało sztywne
• Detekcja i przetwarzanie kolizji dla ciał sztywnych
• Symulacja wielu ciał sztywnych
• Detekcja i przetwarzanie kolizji dla wielu obiektów

Treści laboratorium:

Na laboratorium realizowane są praktycznie treści odpowiadające wykładowi.

Podstawowa:

1. "Mechanika teoretyczna", W. Rubinowicz, W. Królikowski

2. "Fizyka dla twórców gier", David M. Bourg

Uzupełniająca:

1. "Game Physics", David H. Eberly

2. "Game Physics Engine Development", Ian Millington

3. "Game Programming Patterns", Robert Nystrom

4. "Game Development Patterns and Best Practices", John P. Doran, Matt Casanova

5. "Mastering SFML Game Development", Raimondas Pupius

6. "Real Time Collision Detection", Christer Ericson

K_W08 - ma wiedzę w zakresie podstawowych pojęć i formalizmu mechaniki klasycznej, praw mechaniki oraz teoretycznych modeli wybranych układów mechanicznych, rozumie fundamentalny charakter praw Newona

K_W20 - ma podstawową wiedzę z zakresu mechaniki teoretycznej, zna teoretyczne podejście do wybranych

problemów mechaniki i rozumie rolę teoretycznego sformułowania mechaniki w zakresie przewidzianym programem specjalności

K_U18 - umie przedstawić teoretyczne sformułowanie wybranych zagadnień mechaniki oraz używając

odpowiednich narzędzi matematycznych przeprowadzić teoretyczną analizę wybranych układów

mechanicznych w zakresie przewidzianym programem specjalności

K_U23 - umie napisać złożony program komputerowy w wybranym języku programowania, skompilować go i uruchomić

K_U24 - umie wykorzystywać narzędzia komputerowe do rozwiązywania problemów matematyki i fizyki, w tym

środowiska informatyczne do analizy danych, obliczeń numerycznych i symbolicznych

K_U25 - umie wyszukiwać i wykorzystywać specjalistyczne oprogramowanie komputerowe w zasobach Internetu z poszanowaniem własności intelektualnej oraz zasad użytkowania

K_K05 - potrafi samodzielnie wyszukiwać informacje w literaturze i zasobach Internetu, także w językach obcych

Zaliczenie zajęć odbywa się na podstawie oceny, która uwzględnia:

1. znajomości pojęć i mechanizmów programowania fizyki

2. umiejętność zastosowania mechanizmów programowania fizyki do konkretnych problemów

3. umiejętność dyskusji na tematy związane z przedmiotem,

4. umiejętność korzystania z zasobów literatury i Internetu,

5. kreatywność w podejściu do rozwiązywanych problemów.

Podstawą zaliczenia laboratorium jest obecność na zajęciach. Dopuszcza się opuszczenie trzech zajęć. Ocena końcowa laboratorium wynika z oceny prac domowych i wykonania końcowego projektu.

Zaliczenie wykładu odbywa się na podstawie ustnego egzaminu końcowego.

Przy weryfikacji efektów uczenia się stosuje się następującą skalę ocen:

bardzo dobry 5 (100%- 91%

dobry plus - 4,5 (90% -81%)

dobry 4 - (80% - 71%)

dostateczny plus - 3,5 (70% - 61%)

dostateczny 3 - (60% -51%)

niedostateczny 2 (50% - 0%)