有哪些关于刚体动力学的好参考资料?

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我并不是一个数学专家,但我对学习刚体物理(为了实现基本的3D物理引擎)很感兴趣。在学校里,我只学过到代数II的数学,但我已经从事3D开发多年,因此对向量、四元数、矩阵等有相当不错的理解。我的真正问题在于阅读复杂的公式等内容,因此我正在寻找一些好的刚体动力学参考资料,希望能够让我更好地理解。

有没有什么好的参考资料推荐呢?

5个回答

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Chris Hecker在他的网站上有一系列关于物理引擎的文章,最初发表在游戏开发杂志上。这些文章从2D物理引擎开始,逐渐深入到3D。

David Baraff的《基于物理原理的建模》也不错,但数学内容比较深奥。


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如果您已经熟悉(并且熟练掌握)以下内容:
- 线性代数 - 基本微积分 - 牛顿运动定律
那么 6DoF 刚体动力学 就是您要寻找的。这是一篇简短的文章,[免责声明:由我编写],当我曾经需要开发直升机飞行模拟器时写的。
使用旋转矩阵可以得到极其简单的建模方程,但如果您 因其他原因更喜欢四元数表示法,也存在一个简单的映射方法。

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我猜你想要的是经典力学,它以一种广义的方式描述了一维、二维和三维的运动。

我找到了德克萨斯大学的一个经典力学入门课程

我不能保证你能理解那里的所有概念,但至少它会为你的计划提供一个基础。我建议你咨询一位物理教授来帮助你理解数学。

祝你好运!


感谢您的反馈 — 我会仔细阅读。看起来有点数学内容,但不是非常复杂。 - Serafina Brocious

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试图不让您因挫败感而掉光头发(虽然Baraff和Witkin的多维矩阵数学文章有时会这样做),您可以查看一些更简单的在线文章,比如Gamasutra上发布的文章。以下是其中的两篇:
  1. http://www.gamasutra.com/resource_guide/20030121/kennedy_pfv.htm
  2. http://www.gamasutra.com/features/19990702/data_structures_01.htm
  3. http://www.gamasutra.com/resource_guide/20030121/jacobson_pfv.htm

你会注意到他们在参考资料中提到了这些资源。我想补充说,除非你需要解决多粒子、关节角色或非刚性复杂对象的方程系统,否则这可能已经足够入门了。

然而,如果你正在寻找涉及矩阵和方程系统的更高级的物理和数学知识,请查看Witkin和Baraff的主页(我认为他们两个都在皮克斯,如果我没有记错的话),或者从Hecker开始(他尝试了多种实用方法并记录了他的结果)。


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