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

Opis:

Profil studiów: ogólnoakademicki.

Forma studiów: stacjonarne.

Moduł: kształcenie praktyczne i specjalistyczne, przedmiot obowiązkowy.

Dziedzina i dyscyplina nauki: nauki ścisłe i przyrodnicze, nauki fizyczne, informatyka.

Rok studiów, semestr: 3 rok, 1 semestr, studia I stopnia.

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

Metody dydaktyczne: wykład, prezentacja kodu programów, samodzielne pisanie kodu, zadania domowe, dyskusje, konsultacje, samodzielne studiowanie.

Punkty ECTS: 5.

Bilans nakładu pracy studenta: wykład (15 godzin), laboratorium (45 godzin), przygotowanie do zajęć (50 godzin), udział w konsultacjach przedmiotowych (3 godziny), przygotowanie do egzaminu końcowego i udział w egzaminie (10+3 godziny).

Wskaźniki ilościowe: wykład (0.6 punktów ECTS), konwersatorium (1.8 punktów ECTS), przygotowanie do zajęć (2.0 punktów ECTS), udział w konsultacjach przedmiotowych (0.12 punktów ECTS), przygotowanie do egzaminu końcowego i udział w egzaminie (0.52 punkty ECTS).

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 egzaminu końcowego.