14. Physikalisch basierte Animation

In diesem Kapitel erläutern wir zunächst den Begriff der prozeduralen Animation und wenden uns dann der physikalisch basierten Animation zu. Dazu erläutern wir zunächst die physikalischen Gesetze und Größen, die die Bewegung eines einzelnen Massepunktes beschreiben. Dabei können wir bereits viele physikalische Begriffe einführen, die wir im Weiteren verwenden werden. In einem zweiten Schritt erweitern wir diese Beschreibung auf ein System mit zwei Massepunkten, um schließlich Systeme mit beliebig vielen Massepunkten zu beschreiben. Um konkrete Bewegungen von Massepunkten zu beschreiben, werden physikalisch basierte Modelle erstellt, mit denen die gewünschte Animation erzeugt werden kann. Wir zeigen, wie Massepunkte und Kräfte in einer Animations-API implementiert werden können. Um die tatsächlichen Bewegungen der Massepunkte zu erzeugen, wird eine Simulation des Modells durchgeführt. Dazu müssen numerische Näherungslösungen von Differentialgleichungen berechnet werden. Wir stellen einfache numerische Lösungsverfahren vor und diskutieren deren Genauigkeit und Rechenaufwand.