کتاب Mathematics for Game Programming and Computer Graphics

ریاضیات برای برنامه‌نویسی بازی و گرافیک کامپیوتری: راهنمای جامع با مثال‌های عملی

آشنایی با ریاضیات گرافیک و بازی

کتاب ریاضیات برای برنامه‌نویسی بازی و گرافیک کامپیوتری راهنمایی جامع و کاربردی برای برنامه‌نویسان است که می‌خواهند اصول ریاضی اساسی برای توسعه بازی و گرافیک‌های سه‌بعدی را یاد بگیرند. این کتاب با استفاده از پایتون، Pygame و PyOpenGL، شما را در ساخت و دستکاری محیط‌های سه‌بعدی و ایجاد موتورهای گرافیکی توانمند می‌کند.

چرا این کتاب را بخوانید؟

ریاضیات هسته اصلی توسعه گرافیک‌های کامپیوتری و بازی‌های ویدیویی است. این کتاب با رویکردی مبتنی بر حل مسئله، مفاهیم ریاضی مانند مثلثات، بردارها، ماتریس‌ها و تبدیل‌های آفین را به‌گونه‌ای آموزش می‌دهد که مستقیماً به ساخت محیط‌های سه‌بعدی و رندرینگ گرافیک مرتبط است. با مثال‌های عملی و پروژه‌های کدنویسی در پایتون، این کتاب شما را برای توسعه موتورهای گرافیکی و APIهای سفارشی آماده می‌کند.

ویژگی‌های کلیدی کتاب

بخش اول: شروع کار و مبانی

• آشنایی با پنجره گرافیکی: راه‌اندازی محیط گرافیکی با پایتون.

• شروع ترسیم: دستورات پایه برای رسم گرافیک.

• ترسیم خطوط پیکسل به پیکسل: مبانی گرافیک کامپیوتری.

• اجزای موتور بازی و گرافیک: ساختارهای اصلی گرافیک.

بخش دوم: ریاضیات و گرافیک سه‌بعدی

• روشنایی محیط: افزودن نورپردازی به گرافیک.

• به‌روزرسانی و ترسیم محیط گرافیکی: ایجاد انیمیشن‌های پویا.

• تعامل با کیبورد و ماوس: برنامه‌های گرافیکی تعاملی.

• مروری بر مثلثات: کاربرد مثلثات در گرافیک سه‌بعدی.

• مبانی بردارها: مدیریت حرکت و جهت‌گیری اشیاء.

• خطوط، پرتوها و نرمال‌ها: ابزارهای ریاضی برای گرافیک.

بخش سوم: تکنیک‌های پیشرفته

• تسلط بر تبدیل‌های آفین: مقیاس‌بندی، چرخش و جابجایی اشیاء.

• اهمیت ماتریس‌ها: ساده‌سازی تبدیل‌های گرافیکی.

• کار با فضاهای مختصات: مدیریت فضاهای نمایشی.

• چرخش با کواترنیون‌ها: چرخش‌های پیشرفته سه‌بعدی.

• شیدرهای ورتکس و فرگمنت: رندرینگ سریع با GPU.

• سفارشی‌سازی خط لوله رندرینگ: بهینه‌سازی فرآیند رندر.

• رندرینگ با واقع‌گرایی حرفه‌ای: ایجاد گرافیک‌های پیشرفته.

کاربردهای عملی

این کتاب با پروژه‌های عملی در پایتون، Pygame و PyOpenGL، شما را در ساخت محیط‌های سه‌بعدی انیمیشنی، رندرینگ اشیاء با بافت و نورپردازی، و استفاده از شیدرهای OpenGL توانمند می‌کند. از رسم خطوط ساده تا ایجاد موتورهای گرافیکی سفارشی، این کتاب مهارت‌های لازم برای توسعه بازی و گرافیک‌های کامپیوتری را ارائه می‌دهد.

درباره فناوری

پایتون با کتابخانه‌هایی مانند Pygame و PyOpenGL، ابزارهایی قدرتمند برای توسعه گرافیک‌های سه‌بعدی و بازی فراهم می‌کند. این کتاب با تمرکز بر این فناوری‌ها و اصول ریاضی، شما را برای ساخت برنامه‌های گرافیکی پیشرفته آماده می‌کند.

مخاطبان کتاب

این کتاب برای برنامه‌نویسانی مناسب است که دانش پایه‌ای در ریاضیات دبیرستانی و برنامه‌نویسی شیءگرا دارند و می‌خواهند مهارت‌های خود را در گرافیک کامپیوتری و توسعه بازی ارتقا دهند.

درباره نویسنده

نویسنده با تجربه در آموزش مفاهیم پیچیده گرافیک و بازی، دانش خود را با مثال‌های عملی و پروژه‌های کدنویسی در این کتاب به اشتراک گذاشته تا یادگیری برای برنامه‌نویسان جذاب و کاربردی باشد.