最近学习了一些计算机图形学的知识，重新点燃了自己想要学习游戏开发的热情。但是，计算机图形学与游戏开发还是有很大区别的。计算机图形学关心的是如何高质量的还原真实世界的视觉效果，而游戏开发则要求一个可编程性更强的系统。因此游戏引擎，首先是为开发服务的。
游戏引擎，应该允许游戏开发者，轻松的定义实体，操控这些实体的位置、模型、滤镜，最终通过渲染引擎渲染到屏幕上。甚至要提供一些易用的图形化制作工具，比如关卡编辑器，地图编辑器，实体编辑器，脚本语言，配置表，这些输出成数据文件。这些数据将被加载到内存，通过渲染引擎输出到屏幕。
[制作工具]–>静态数据–>[用户输入处理、AI update、物理引擎]–>动态数据–>[渲染引擎]–>最终画面。
游戏引擎=制作工具+程序API+渲染引擎。
而游戏引擎的关键，就在于处理数据。
哪怕一个最简单的终端贪食蛇游戏(这是我11岁的儿子写的)也需要符合这个标准。这个终端游戏制作工具不需要，他的素材是一些终端字符，google担任了这个制作工具的角色。程序API更新贪食蛇的动态数据，然后渲染引擎将动态数据映射成特定的终端字符打印在屏幕上。
开发一个3D游戏，数据结构更加复杂一些。理清了这个结构之后，3D游戏可能比2D游戏更容易开发一些，因为3D数据结构毕竟更接近真实世界。我们将整个待渲染的世界，称为【场景】，场景中摆放着各种【模型】。对于物理引擎部分，只需要模型的数据就可以了，而对于渲染引擎，则还需要【光源】和【摄像机】。
物理引擎
一个粒子由*位置position、速度velocity、质量mass、力force（加速度acceleration）、阻尼damping（简化一个物体在一个环境中的摩擦力如0.999）等属性，还需要考虑地心引力gravity的影响。
用反质量invertMass模拟无限质量？
位置更新公式：$$ p’=p+dot p t + 1/2 ddot p t^2 $$ 其中，$dot p$表示速度，$ddot p$表示加速度。在30fps时，t=0.033 后一项可以忽略。简化为 $$ p’=p+dot p t$$
速度更新公式: $$ dot p’ = dot p d^t + ddot p t $$ d为阻尼，
以上模拟对于慢速物体没有问题，但对于子弹、炮弹这种高速物体则不适用，因为可能在一帧之内子弹已穿过物体，无法与目标发生碰撞。因此对于这种情况，我们则需要将子弹想象为一个激光（或抛物线）。对于目标所受到的冲击，则需要通过动量守恒、能量守恒公式进行计算（TODO）。
重力是恒定的，但还有很多其他的力是动态生成的，爆炸、发射、风。因此我们要创造一个『力生成器』在每一帧执行它的updateForce方法，来设定物体受到的外力。
弹簧是一种普遍的模型，那些柔软的材质都可以抽象为大量的弹簧。根据胡克定理$$f=-k Delta l$$，我们可以写一个弹簧力生成器。
除了弹簧系统外，还有一类硬约束是紧密连接的对象，比如铁链、四肢。他们的关键在于连接点的速度是一致的。
然后我们要将所有的东西整合到一起成为一个物理引擎，在每一帧updatePhysics()
我们要将物理引擎从点升级到体，刚体的碰撞盒与他的质点。刚体的旋转。
碰撞检测（TODO）
参考：
《Game Physics Engine Development》2nd Edition by Ian Millington