上机作业 Game Physics

🔊 Canvas链接：https://oc.sjtu.edu.cn/courses/17606/assignments/34042

作业目的

  1. 了解游戏中对物理现象的模拟方法
  2. 了解几种常微分方程的求解方法
  3. 学会基本的弹簧模型的实现

作业要求

请同学们在开发本次作业时，注意项目的鲁棒性和可扩展性。提交完本次作业后，保留此次作业的项目。此次作业会和后续几次作业合并为一个完整的游戏。

  1. 本次作业将在“自定义shader”作业的基础上进行，为游戏添加更丰富的物理效果
  2. 单摆模拟 (40%)
    • 参考 Homework slides，实现 Explicit Euler 、 Explicit Midpoint 、 Trapezoid 方法的单摆模拟
    • 将模拟结果和解析解进行对比，并通过折线图或表格展示
      • 由于单摆没有简单的解析解，可以用时间精度较高的模拟结果作为解析解
  3. 头发模拟 (60%)
    • 参考 爱丽丝的发丝 ，实现基于 Verlet 方法的弹簧模型
      • 构建简单的模型，以球体作为头部模型，以质点弹簧作为头发模型
      • 利用 Verlet 积分方法实现头发的动态效果
      • 实现头发上的弹簧约束、头发和球体的碰撞约束
    • 实现简单的交互
      • 通过 UI 调整头发的重量、长度、数量等参数
      • 通过游戏操作，移动模型产生头发晃动效果
      • 在界面显示当前帧率
    •  实现更复杂的效果（可选加分项）
      • 实现头发渲染效果
      • 通过实现更多维度的弹簧约束，模拟布料或Jelly Cube
      • 实现隐式欧拉方法的头发模拟
    • 请将作业要求-1/2/3中实现的仿真应用在“自定义shader”作业中搭建的游戏上，使得用户可以在场景中操作实现的物理仿真模型。
    • 编写实验报告，其中包括：
      1. 单摆模拟的实现过程、实现结果展示；
      2. 基于Verlet的头发仿真的实现原理、过程和实现结果展示
      3. 游戏操作指南

    作业提示

    1. 本次作业为个人作业，艺术资源（音乐、图片、字体等）可以直接从网络获取。常用素材获取网站：Magictools，Unity Asset Store。
    2. 本次作业需要提交的内容包括：实验报告(导出为.pdf)、工程文件（导出为.unitypackage）、可执行文件。提交时请将所有文件打包成一个压缩文件，命名为 学号_姓名全拼_作业.xxx，如：517xxxxxxxxx_ZhangSan_hw6.rar。
    3. 在最终提交的作业中，请去除多余的文件（如没有用到的图片素材），以免作业文件占用空间过大。
    4. 本次作业的截止时间为5月4日23:59，并提供了一天的作业补交时间，补交截止时间为5月5日23:59，补交的作业会扣除10%的分数。

    作业参考资料

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