第5章·物理函数库

第 5 章　物理函数库

1、目录

• 5.1　Box2D及其适用性
• 5.2　获取Processing中的Box2D
  Processing 安装外部库 Box2D实操
• 5.3　Box2D基础
• 5.4　生活在Box2D的世界
• 5.5　创建一个Box2D物体
• 5.6　三要素：物体、形状和夹具
• 5.7　Box2D和Processing的结合（1）
  Box2D和Processing的结合（2）
• 5.8　固定的Box2D对象
• 5.9　弯曲的边界
• 5.10　复杂的形状
• 5.11　Box2D关节
  旋转关节
  鼠标关节
• 5.12　回到力的话题
• 5.13　碰撞事件
• 5.14　小插曲：积分法
• 5.15　toxiclibs的Verlet Physics物理库
  构建toxiclibs的物理世界
• 5.16　toxiclibs中的粒子和弹簧
• 5.17　整合代码：一个简单的交互式弹簧
• 5.18　相连的系统I：绳子
• 5.19　相连的系统II：力导向图
• 5.20　吸引和排斥行为

2、回顾

• 1.学习物理世界中的一些概念，比如什么是向量，什么是力，以及什么是波。
• 2.理解这些概念背后的数学和算法原理。
• 3.用面向对象方法实现这些算法。

  我们通过这些活动开发了很多运动模拟程序，借此能随心所欲地构建虚拟物理世界（无论是现实的，还是想象的世界）。

• 计算机图形学和编程领域有很多现成代码可用于模拟，只要用谷歌搜索关键词“open-source physics engine”（开源物理引擎），你就能找到丰富的代码库。

3、问题

  如果用现成的代码库就能完成物理模拟，为何还要花时间学习算法的实现过程？
  尽管很多物理函数库能提供现成的物理实现（包括一些高级的物理学原理），但在使用它们之前，我们仍需从基础开始学习，原因有很多：

• 第一，如果没有向量、力和三角函数的基础知识作为铺垫，我们就无法读懂库的文档；
• 第二，尽管库会替我们完成数学运算，但它并不会简化代码，后面我们会看到，理解物理函数库的工作原理需要花费很多精力，学会如何使用它也不是一件容易的事；
• 最后，有了这些基础知识，如果你愿意深入探究，完全可以按照自己的意愿开发和模拟可视化程序，最终达成的效果也可以媲美这些物理函数库。
• 尽管库的作用很大，但它的功能有限，在用Processing编程时，你需要知道何时在限制中行事，何时突破限制。

4、两个开源物理库

• Box2D
• toxiclibs中的VerletPhysics引擎

学习这些库的优缺点，以及在项目中采用它们的原因。

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