WPF Spiele, Simulation und dynamische Systeme

Kommentiertes Literaturverzeichnis

Anmerkung: Stand 11/2024, einerseits gestraffte und andererseits in Teilen (Processing, Kinect) erweiterte Version des kommentierten Literaturverzeichnis zum WPF. Die ältere Version von 2009, die in Teilen (ökologische Simu, Emissionshandel, Partikel- und Schwarmsysteme …) ausführlicher ist, findet sich hier.

Simulation ökologischer und ökonomischer Systeme, Spiele

  • Bossel, H.: Modellbildung und Simulation. Vieweg, Braunschweig 1992. Interessant vor allem wegen der reichhaltigen Sammlung von Modellsystemen aus Ökologie/Ökonomie ("Systemzoo"). Vorhanden in Bibliothek CGM.
  • Dawkins, R.: Das egoistische Gen. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg 1978. Ein populärwissenschaftliches Hauptwerk des orthodoxen Darwinismus: Erklärung sozialen Verhaltens mittels darwinistischer Evolutionsprinzipien. Evolutionär stabile Strategien. Ökologische Simulation. Das Falken-Tauben-Spiel.
  • Eibl-Eibesfeldt, I.: Die Biologie des menschlichen Verhaltens. Grundriss der Humanethologie. Piper, München 1984.
  • Eigen, M.; Winkler, R.: Das Spiel – Naturgesetze steuern den Zufall, Verlag Piper & Co, München, 1975. Beschreibt populärwissenschaftlich und dennoch philosophisch tiefsinnig, wo das Thema „Spiel“ in Gesellschaft, Evolution, Chemie und Physik überall vorkommt. Viele Querbezüge erhellen die Hintergründe. Sehr lesenswert!
  • Grams, T.: Denkfallen und Programmierfehler. Springer, Heidelberg 1990.
  • Knuth, D.: The Art of Computer Programming. Vol. 1: Fundamental Algorithms. Addison-Wesley 1973. Dieses fundamentale Werk der Informatik enthält die Beschreibung von Fibonaccis Kaninchenaufgabe.

Game Physics

  • [Matyka04] M. Matyka: How to implement a Pressure Soft Body Model, Technical Report, March 2004. Gut zugängliche Beschreibung des 2D-SoftBody-Modells, enthält allerdings kleinere Fehler (in der Volumen-Codezeile). https://www.researchgate.net/publication/228574502_How_to_implement_a_pressure_soft_body_model.
  • [MatykaOllila03] Matyka, M. and Ollila, M. A pressure model for soft body simulation, Proc. of Sigrad, UMEA, November 2003. Vorläufer zu [Matyka04], einiges mehr an Bildern, aber [Matyka04] ist vom Algo her (Gauss) besser. https://www.researchgate.net/publication/356718043_Pressure_Model_of_Soft_Body_Simulation
  • [Bourg02] [Bourg13, 2nd Ed.] David M. Bourg: Physics for Game Developpers. O'Reilly, 2002, 2013 (2nd ed). Bringt viele physikalische Grundlagen: S. 64-65 zu Feder + Dämpfung, Kapitel 13 bietet lesenswertes Kapitel zu Kollisionsantwort. Im Kapitel 17 "Particle Systems" interessantes Beispiel zur Simulation einer Fahne (Analogon Vorhang). – Insgesamt allerdings an manchen Stellen unnötig kompliziert. Source Code ohne Einbindung von OpenGL.
  • http://academicearth.org/lectures/elastic-and-inelastic-collisions oder https://www.youtube.com/watch?v=ogiY6xt_TRM: Reihe von sehr guten Video-Podcasts zu klassischer Mechanik (hier: Kollisionen), vorgetragen vom sehr unterhaltsamen MIT-Prof Walter Lewin.
  • [Pöppe03] C. Pöppe, Die stabilisierende Wirkung der Stichsäge. Physikalische Unterhaltungen, Spektrum der Wiss. 12/2003, S. 110.
  • [VanDalen03] G.J. VanDalen, The Driven Pendulum at Arbitrary Drive Angles. Juni 2003, www.arxiv.org, physics, 0211047.
  • [Treitz04]: N. Treitz: Leichtes Spiel mit dem Schwerpunkt. Physikalische Unterhaltungen, Spektrum der Wiss. 8/2004, S. 101.
  • Artikel zu "Collision Detection" unter http://en.wikipedia.org und darin genannte Literatur.
  • [Berchtold03] B. Berchtold: Numerische Lösung von Differentialgleichungen. Kurzer Vergleich Euler und Heun, inkl. Applet. http://www.mathematik.ch.
  • http://crayon-physics.softonic.de: Beta-Release Crayon Physics. Ein kleines Spiel mit großem WOW-Effekt, das Game Physics interaktiv erfahrbar macht (free).
    Eine Crayon-Physics-Deluxe Version ist unter http://www.crayonphysics.com (20€).
  • [Shiffman24] Daniel Shiffman: The Nature of Code, ISBN-13: 978-0985930806, http://natureofcode.com/book/: Ein fantastisches Online-Book, basierend auf der älteren Ausgabe [Shiffman12] für Processing, aber jetzt mit vielen online-lauffähigen Beispielen basierend auf Javascript mit Library p5.js. 

 

Computergrafik, Processing

  • Materialien auf www.processing.org und dort genannte Bücher, Links
  • [Bohnacker+09] Hartmut Bohnacker Benedikt Groß, Julia Laub: „Generative Gestaltung - Entwerfen. Programmieren. Visualisieren“, Verlag Schmidt, 2009. Schön gestaltetes Buch, viele Abbildungen und Beispiele, mehrfach in Bib CGM vorhanden.
  • [ReasFry07] Casey Reas, Ben Fry: „Processing: A Programming Handbook for Visual Designers and Artists”, MIT Press, 2007. PDF im ILU zu WPF, nur WPF-interne Nutzung, nicht weitergeben. „Extension 2: 3D“ ab S. 551 bringt Beispiele und weiterführende Materialien zu 3D (in Processing).
  • www.generative-gestaltung.de: Webseite zum Buch „Generative Gestaltung“ [Bohnacker+GG09], enthält alle Codebeispiele zum Buch als ZIP.
  • http://lernprocessing.wordpress.com/2010/01/18/processing-links/ : Ein Weblog/Tutorial mit netten Anwendungsbeispielen in Deutsch.
  • [BenderBrill03] M. Bender, M. Brill: Computergrafik. Ein anwendungsorientiertes Lehrbuch. Hanser, 2003. Umfassendere Darstellung  der Computergrafik. Fallstudien in OpenGL und Maya. Vieles zur Tessalation von Objekten, zu Shading. Zum Schluss kurzes Kapitel über Partikelsysteme.
  • [Schröder04] Tim Schröder: Gallenblase im Simulator, Spektr. der Wiss. 03/2004, S. 80. Interessanter Artikel zu einer Computergrafik- und Physik-Simulationsanwen­dung für Medizintechnik: Virtueller OP für endoskopische Operationen inkl.  Kraftrückkopplung durch kleine Roboterarme. Virtuelle Blutungen werden als Partikelströme (!) simuliert. http://www.wissenschaft-online.de/abo/spektrum/archiv/7033 (ohne Bilder) oder www.polydimensions.de, www.symbionics.com
  • [Shiffman24]

OpenGL und GLUT

  • www.opengl.org: die offizielle Seite zu allem rund um OpenGL; von dort Download folgender lokalen Kopien:

o   Getting-Started-FAQs

o   OpenGL Reference Manual

o   GLUT Reference Manual

  • http://nehe.gamedev.net/: NeHe-Tutorial zu OpenGL, sehr gut dokumentierter Code, sehr viele Kapitel mit Spezialthemen, Umsetzung der OpenGL-Tutorials in viele "Wirtssprachen" (VC,VB,ASM,Java,..., darunter auch GLUT).
  • https://jogl.dev.java.net/: die offizielle JOGL-Seite.

 

Kinect

  • [Bore12] Borenstein, G.: „Making Things See – 3D-Vision with Kinect, Processing, Arduino and MakerBot”, O’Reilly, 2012. Sehr gute Einführung zu Kinect + Processing (manchmal etwas länglich im Text, aber präzise). Ist 2x in Bibliothek CGM vorhanden.
  • http://makingthingssee.com/ à “See all code examples on Github” has all the code examples. (You need to go to the file you want, klick on it, then right-mouse-save on button “Raw”, especially for .wav files.). The O’Reilly book website is only helpful for buying the book, not for the code examples.
  • [Rheiner12] http://code.google.com/p/simple-openni/: SimpleOpenNI project page
  • http://code.google.com/p/simple-openni/wiki/Installation hat wichtige Installation-Hinweise.
  • Anmerkung: Nach der Installation der SimpleOpenNI Library in Processing findet man unter „File – Examples – Contributed Libraries“ zahlreiche instruktive Beispiele, die sich für einen Start in die Processing-Kinect-Programmierwelt eignen (!)
  • SimpleOpenNI is a great tool. If you want to use it to recognize complex gestures have a look at http://code.google.com/p/kineticspace

Physics Engines, ODE

  • http://www.newtondynamics.com: Newton Game Dynamics, ein für den nicht-kommerziellen Gebrauch kostenfreier Physics Engine, viele Demos, die einen leichten Einstieg ermöglichen.
  • www.ode.org: die offizielle ODE-Seite von Russel Smith.
  • [Smith04] Russel Smith: Dynamics Simulation: A whirlwind tour (current state, new frontiers), talk at Xerox PARC, Dec 2004.  www.ode.org/slides/parc/dynamics.pdf.
  • https://www.alsprogrammingresource.com/ode_bouncing_ball.html: ODE Template: Da die Demo-Applikationen, die bei ODE mitgeliefert werden, vergleichsweise kompliziert sind, hat sich Alan Baylis die Mühe gemacht, ein möglichst simpel gehaltenes „Template“ für die Kombination von ODE mit OpenGL zu entwickeln.

Spiele-Entwicklung

  • „Game Programming Gems“-Serie
     Mark A. DeLoura, Charles River Media Verlag
  • [Kirmse04] Andrew Kirmse (Hrsg.), Spieleprogrammierung GEMS 4, Hanser, 2004. Sammlung professioneller Beiträge aus den Gebieten Programmierung, Mathe, Physik, KI, Grafik, Netzwerk, Audio. Sehr lesenswert, da kurz und knackig interessante Problemlösungen beschrieben werden. Besonders gut: [W. Celes] zu Kamerainfo-Extraktion u. Frustum. [Russel Smith] (Autor ODE) zu Constraints Festkörperdynamiks. CD enthält nützlichen Code, z.B. auch Version ODE.
    Verfügbar in Bibliothek CGM.
  • [Brackeen03] D. Brackeen, Java Game Programming (Developing Games in Java), Aug. 2003, New Riders Publishing
  • Links zur Spieleentwicklung allgemein
  • Links zu Open Source Spiele-Projekten:

 

(OpenGL-) Spiele

  • http://crayon-physics.softonic.de: Beta-Release Crayon Physics. Ein kleines Spiel mit großem WOW-Effekt, das Game Physics interaktiv erfahrbar macht (free).
    Eine Crayon-Physics-Deluxe Version ist unter http://www.crayonphysics.com (20€).
  • [Nelson01] http://robocode.sourceforge.net/: Robocode, ein Multi-Agenten-Spiel, jeder Teilnehmer programmiert „seinen“ Tank in Java. Projekt wurde gestartet in 2001 von M.A. Nelson, viele andere trugen bei, hat eine heute noch aktive Community (letzte Version Sep‘2024).

 

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