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math - primaria - Matemáticas utilizadas en la programación del motor 3D(juego)



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¡Álgebra lineal! Un montón de un montón de álgebra lineal!

Aquí hay solo clases y ejemplos de situaciones donde las necesitas

  • Vector - posición, velocidad, normales
  • Matriz - transformaciones
  • Quaternion - rotaciones (ideal para animaciones óseas)
  • Ray - detección de colisión de proyectil
  • Plano - deteccion de colision proyectil
  • Frustum - hacer el sacrificio
  • Esfera - procesamiento de la selección, prueba de colisión rápida
  • Axis-Align Bounding Box : selección, pruebas de colisión, partición espacial
  • Caja de delimitación orientada - pruebas de colisión
  • Casco convexo - colisión, partición espacial
  • etc.

Debería comenzar con Vector y Matrix, ya que se usarán en cualquier parte del motor (gráficos, física, IA, etc.)

Me gustaría tener una idea de qué tipo de matemática es típicamente necesaria para la programación del motor de juegos 3D. ¿Alguna matemática específica (como la geometría vectorial) o algoritmos de cálculo (como las transformadas rápidas de Fourier), o todo esto se abstrae con DirectX / OpenGL para que la matemática altamente compleja ya no sea más necesaria?

En su mayor parte álgebra lineal y geometría computacional; Los cuaterniones se utilizan ampliamente y es necesario el análisis numérico si está trabajando en un motor de física.

La cantidad de uso diario de las cosas depende de lo que esté haciendo. Si usted es programador de gráficos y, por lo tanto, crea el propio motor de gráficos 3D, es probable que esté implementando o manteniendo implementaciones de bibliotecas de clases y funciones que realmente hacen las matemáticas, por lo que sería relativamente importante conocer los detalles escabrosos. Si está utilizando la biblioteca como cliente o está trabajando en otra parte del motor del juego (AI, audio, UI, cámara, etc.), deberá comprender las matemáticas de manera conceptual, pero sin duda no podrá saber cómo implementarlas. una matriz inversa en una pizarra de la parte superior de su cabeza.

Las API de gráficos no eliminan la necesidad de que alguien sepa estas matemáticas; se limitan al dibujo, por lo que toda la gestión de escenas y la simulación mundial deben implementarse fuera de la API de gráficos. Por supuesto, también hay opciones de middleware pero muchos estudios implementan sus propios sistemas.

Hay un buen número de recursos dirigidos a este mercado. Por ejemplo, en Amazon hay libros como 3D Math Primer For Graphics and Game Development , y probablemente también haya muchas cosas en línea.

Las matemáticas complejas entran en juego, pero lo más importante es una comprensión de los conceptos detrás de tales matemáticas y, a menudo, no de las matemáticas en sí. Mientras entienda cómo todo se une, a menudo hay métodos de ayuda para muchos de los cálculos que necesitará. Por supuesto, eso también depende en gran medida de la plataforma de desarrollo que esté utilizando.