WPF Spiele, Simulation und dynamische Systeme
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Literaturverzeichnis
(aktualisiert 03/2009, neue Einträge unter Schweinezyklus, Partikelsysteme, Physics Engines, OpenGL,
OpenGL-Spiele)
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 GM.
- 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.: Selforganization of Matter and the Evolution of Biological
Macromolecules. Die Naturwissenschaften 58 (1971) 10, 465-523.
Ökologische Simulation des Quasi-Spezies Modells.
- 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!
- Eigen,
M.; Gardiner, William C. jr.; Schuster, P.; Winkler-Oswatitsch, R.: Ursprung der genetischen Information.
Spektrum der Wissenschaft (1981) 6, 36. Populärwissenschaftliche Darstellung
von Teilen des Artikels "Selforganization of Matter...".
- Global
2000: Der Bericht an den Präsidenten.
Council of Environmental
Quality (Hrsg.) Deutsche Ausgabe: Verlag Zweitausendeins,
Frankfurt/M. 1980.
- 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.
- Meadows, D. H.; Meadows, D. L.;
Randers, J.; Behrens, W. W.
III: The Limits to
Growth. Potomac Associates, Washington 1972. Vielbeachtete
Beschreibung einer groß angelegten Simulation zur Zukunft der Erde.
Makroskopisches deterministisches Weltmodell.
- Odum,
E. P.: Prinzipien der Ökologie. Spektrum d. Wiss., Heidelberg 1991
- Prigogine,
I.; Stengers, I.: Dialog mit der Natur. Piper, München 1986. Weltsichten:
Determinismus und Zufall.
- Vester,
F.: Ballungsgebiete in der Krise. DVA, Stuttgart 1976. Makroskopische
Modellierung der Dynamik von Ballungsgebieten.
Kooperation und
Konkurrenz, Axelrods Computerturnier
·
Axelrod, R.: Die
Evolution der Kooperation. Oldenbourg, München, Wien 1987. Das Hauptwerk auf
dem Gebiet. Ökologische
Analyse und Simulation. Das iterierte Gefangenendilemma. Viel diskutiertes und
einflussreiches Werk. Unter alleiniger Berufung auf darwinistische
Evolutionsprinzipien und unter Verzicht auf übergeordnete Sanktionsmechanismen
wird auf spieltheoretischer Grundlage das Entstehen kooperativen Verhaltens
erklärt. Darstellung der Ergebnisse von Axelrods "Computerturnieren".
·
Dawkins, R.: Das
egoistische Gen. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg 1978
·
(*) Delahaye, J.P.; Mathieu, P.: Altruismus
mit Kündigungsmöglichkeit. Mathematische Unterhaltung. Spektrum der Wissenschaft
(1998) 2, 8-14. Interessante Erweiterung des Iterierten Gefangenendilemma um eine
einfache Kündigungsmöglichkeit. Jetzt können erstmals auch komplexere
Strategien als Tit-for-Tat zu den Siegern gehören. Siehe auch
http://www.lifl.fr/~ mathieu/ipd.
·
Douglas, M.: How Institutions
Think. Syracuse University
Press, New York
1986. Behandelt die Rolle der Institutionen
bei der Herausbildung und Bewahrung eines "Öffentlichen Gutes"
·
(*) Glance, N. S.;
Huberman, B. A.: Das Schmarotzer-Dilemma. Spektrum d. Wiss. (1994) 5, 36-41.
·
(*) Hofstadter,
D. R.: Metamagikum: Kann sich in einer Welt voller Egoisten kooperatives
Verhalten entwickeln? Spektrum d. Wiss. (1983) 8, 8-14. Leichtverständliche
Kurzfassung der Originalarbeit von Axelrod. Erklärt sehr überzeugend, warum
Tit-for-Tat und andere ähnliche Strategien so erfolgreich sind.
·
(*) Nowak, M. A.; May,
R. M.; Sigmund, K.: Das Einmaleins des Miteinander. Spektrum d. Wiss. (1995) 8,
46-53. Hier wird die Strategie Pawlow eingehend studiert. Insbesondere wird
der Fall untersucht, dass anstelle der deterministischen Strategien mit
Kooperationswahrscheinlichkeiten 0 oder 1 leicht gestörte Strategien mit Kooperationswahrscheinlichkeiten
nahe 0 und nahe 1 treten. Weiterhin: Eine Idylle begünstigt die Vermehrung
wehrloser (nicht-reaktiver) Strategien. Dann können von aussen einwandernde
böse Strategien wieder zuschlagen.
·
Pierer, H. v.;
Oetinger, B. v.: Wie kommt das Neue in die Welt? Hanser, München, Wien 1997
·
Pólya, G.: Schule des
Denkens. Francke, Bern 1949
- Wilson,
E. O.; Bossert, W. H.: Einführung in die Populationsbiologie. Springer,
Berlin, Heidelberg 1973. Enthält die Grundlagen der Populationsdynamik,
soweit sie für diesen Kurs von Bedeutung sind.
·
Sigmund, K.; Fehr, E.;
Nowak, M. A.: Teilen und Helfen - Ursprünge sozialen Verhaltens. Spektr. d.
Wiss. (2002) 3, 52-59. Ultimatum- und Gemeinwohl-Spiele zeigen, wie sich der
Sinn für Fairness und Solidarität in Gruppen durchsetzen kann.
·
Grams, T., 2007: Wie das Neue in
die Welt kommt und warum Egoisten so freundlich sind (Quelloffenes
Simulations-Programm (Java) zur Evolution der Kooperation) http://www2.hs-fulda.de/~grams/OekoSimSpiele/KoopEgoProgramm/KoopEgoKurzbericht.htm
·
[Anhäuser08] Marcus Anhäuser: „Egoismus schafft
Gemeinsinn. Auf der Suche nach den Triebkräften der Kooperation“, http://www.g-o.de/dossier-401-1.html,
Stand 06.06.2008.
Die mit (*)
gekennzeichneten Beiträge sind auch allesamt abgedruckt in einem auch insgesamt
sehr interessanten Spektrum-der-Wissenschaft-Digest: "Kooperation und Konkurrenz", 1/1998.
Räuber-Beute-Systeme
- Robbins,
J.: Wieder Wölfe im Yellowstone-Park. Spektrum d. Wiss. (2004) 8, 24-29. Seit im Yellowstone-Park wieder Wölfe
leben, regeneriert sich das Ökosystem verblüffend schnell. Auf die neue
Situation reagierten unerwartet viele Tier- und Pflanzenpopulationen –
aber nicht alle gleich.
- Beddington,
J. R.; May, R. M.: Die Nutzung mariner Ökosysteme. Spektrum d. Wiss.
(1983) 1, 104-112. Der auf Dauer haltbare Höchstertrag.
- Bergerud,
A. T.: Die Populationsdynamik von Räuber und Beute. Spektr. d. Wiss. (1984) 2, 48-54
- Grams,
T.: Simulation. BI Mannheim 1992. Anhand des Räuber-Beute-Systems werden
einfache analytische Methoden der Modellvalidierung demonstriert,
beisielsweise die Linearisierung im Gleichgewichtspunkt (S. 75-79).
- Peschel, M.; Mende, W.: The
Predator-Prey Model. Do We Live in a Volterra World? Akademie
Verlag/Springer Verlag, Berlin 1986
- Rolf,
A.; Möller, A.: Sustainable Development: Gestaltungsaufgabe für die
Informatik. Informatik-Spektrum 19 (1996) 4, 206-213
- Stoer,
J.; Bulirsch, R.: Numerische Mathematik 2. Springer-Verlag, Berlin,
Heidelberg 1990. S. 113-118. Anfangswertprobleme, Einschrittverfahren,
lokaler Diskretisierungsfehler
Schweinezyklus und Beer-Game
- [Grams99] T. Grams: Der Schweinezyklus
- [Eichberger+00]
S. Eichberger, M. Hirschmugl, A. Pertl, E. Posch: Der
Schweinezyklus in der Brauerei, in: Günther Ossimitz, Modellierung
von Systemen, WS2000, Uni Graz. http://wwwu.uni-klu.ac.at/gossimit/lv/usw00/w/g4/Schweinzyklus.swf.
- [Ossimitz02] G. Ossimitz, Simulation von
Supply Chain Management (SCM) Systemen:
Das Beer-Game, 2002, http://beergame.uni-klu.ac.at.
- [Schellinger09]
H. Schellinger, Wirtschaftsregelkreise. http://www.schellinger.de/regelungstechnik/wregel/wirtschaftsregelkreis.html.
Bringt gute Applets zum Verständnis Zykluslänge. Abruf 03/2009.
- http://www.beergame.lim.ethz.ch/classes/Beergame_ger.html:
Das Bier-Supply-Chain-Problem (auch bekannt unter dem Namen
Bullwhip-Effekt) als Online-Spiel.
Emissionshandel und
Auktionen
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). http://panoramix.ift.uni.wroc.pl/~maq/soft2d/index.php.
- [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. http://panoramix.ift.uni.wroc.pl/~maq
- Computer
Simulations in Physics.htm: Etliche weitere Physik-Simulationen mit OpenGL
von M. Matyka, z.T. mit, z.T. ohne Source Code. Besonders hervorzuheben: pendulums.zip
(elastischer Stoß an 5 an Fäden aufgehängten Kugeln in 3D, mit
"Surprise"). http://panoramix.ift.uni.wroc.pl/~maq.
Status 08/2004: Leider ist die alte
Seite nicht mehr verfügbar, bei der neuen wird nur noch auf die (käuflich
zu erwerbende) Simulations-CD verwiesen.
- [Bourg02] David M. Bourg: Physics for Game Developpers. O'Reilly,
2002. Bringt viele physikalische Grundlagen, lesenswertes Kapitel zu Kollisionsantwort.
Im Kapitel "Particle Systems" interessantes Beispiel zur
Simulation einer Fahne
(Analogon Vorhang). – Insgesamt allerdings an manchen Stellen unnötig
kompliziert. Source Code ohne Einbindung von OpenGL. O’Reilly-Webseite zum
Buch, mit CPP-Code: http://oreilly.com/catalog/9780596000066/#top
- http://academicearth.org/lectures/elastic-and-inelastic-collisions:
Reihe von sehr guten Video-Podcasts zu klassischer Mechanik (hier:
Kollisionen), vorgetragen vom sehr unterhaltsamen MIT-Prof Walter Lewin.
- http://www.tobias-nopper.de/BillardGL/:
Ein OpenGL-Billardspiel, entwickelt von T. Nopper et al. an der Uni
Freiburg. Es gibt auch den SourceCode (spärlich dokumentiert).
- [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://www.meqon.com/downloadarea/meqon-demos-1.4.zip:
Hervorragende und umfassende Demo zu Game Physics Engine: Falling Box
Demos, Walking, Fahrzeuge, Particle Systems, realistisch bewegter Vorhang
u.v.a.m.
- 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€).
Computergrafik, 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
- [Brill03]
M. Brill: Programmieren mit OpenGL
und GLUT, 2003, http://www.vislab.de/cgbuch/intros/glut.pdf.
Kurz und knackig eine Einführung zum Thema.
- [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.
- [Dietzel07] A. Dietzel: Entwicklung
eines JOGL-basierten Frameworks zur Darstellung von Game Physics, Diplomarbeit, FH Köln, 2007 (Abstract
/ Paper
/ PDF).
Diese DA ist die Grundlage für die JOGL-Einführung
im WPF.
- http://openglc2.sourceforge.net:
Kurztutorial zu OpenGL. Einleitung
schön gemacht. Nette Beispiele (Bouncing Balls, balls.zip, Fraktale,
stars.zip), Leider sind die Beispiele buggy!
- 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 (!)).
- http://www.lighthouse3d.com/:
GLUT-Tutorial, gutes Tutorial für Quickstart in
GLUT, Kamerabewegung (gluLookAt) gut erklärt, Snowman-Beispiel.
- http://www.opengl.org/resources/libraries/glut/glut_downloads.html:
Offizielle GLUT-Seite von OpenGL, mit Links zu Download. Will man nur DLL,
LIB und H-Files, dann in dieser Seite nach "dll" suchen >>
glutdlls37beta.zip (der
"offizielle" Download enthält alle C-Sourcen)
- glut-3.7.6-bin.zip:
Das GLUT-SDK (117 kB) von www.xmission.com/~nate/glut.html
- glut-install.htm: Anleitung, wie man
GLUT-Extension zu OpenGL installiert
- https://jogl.dev.java.net/: die
offizielle JOGL-Seite.
Partikel- und Schwarmsysteme, BREVE
- [Klein03] Jon Klein: BREVE: a 3D Environment for the
Simulation of Decentralized Systems and Artificial Life. Einführender
Artikel zu BREVE, einer 3D-Simulationsumgebung in OpenGL für Partikel- und
Schwarmsysteme. Schnelle Kollisionsdetektion. [Kopie in ILIAS verfügbar]
- BREVE-Website: http://www.spiderland .org/breve.
- BREVE-BraitenbergTutorial.pdf:
Ein Tutorial zum Aufbau einer Braitenberg-Vehicle-Simulation in BREVE.
Lokale Kopie hier.
- [Pfeifer99]
Rolf Pfeifer / Christian Scheier „Braitenberg Vehicles“ in: Understandig
Intelligence, 1999 MIT Press [Kopie in ILIAS verfügbar].
- Kapitel 7.4 Prozedurale
Animationstechniken aus [BenderBrill03]:
Grundlagen zu Partikel- und Schwarmsystemen.
- [Reynolds87] C. Reynolds, “Flocks, Herds and Schools:
A Distributed Behavioral Model”. Computer Graphics, 21(4), pp 25-34, 1987. (ACM
SIGGRAPH '87 Conference Proceedings, Anaheim, California, July 1987). Reynolds
startete mit diesem einflussreichen Artikel das Thema
"Boids". http://www.cs.toronto.edu/~dt/siggraph97-course/cwr87/
- [Reynolds01] C. Reynolds, Boids –
Background and Update. http://www.red3d.com/cwr/boids,
2001. Gute Einführung, danach überwältigend viele Links, Literatur und
Software zum Thema Boids und Group Motion.
- [Platt01] R. Platt, 3D Boids Simulation. http://www.navgen.com/3d_boids, 2001.
(Schwarmverhalten, Vögel am Pier)
Physics Engines, ODE
- http://ilias.fh-koeln.de/data/ILIAS_FH_Koeln/lm_data/lm_18975:
eLearning-Modul
der FH Köln (Blache/Müller) zu Newton Game Dynamics, mit
mehreren einführenden Tutorials.
- http://www.newtondynamics.com: Newton Game
Dynamics, ein für den nicht-kommerziellen Gebrauch kostenfreier
Physics Engine, viele Demos, die einen leichten Einstieg ermöglichen.
- www.meqon.com: >> www.ageia.com: Physik-Engine Hersteller,
nun unter Nvidia.
- 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.
- http://members.net-tech.com.au/alaneb/ode_template.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.
- [Flintrop03]:
Björn Flintrop: "Entwicklung
einer graphischen Simulation von LEGO® Mindstorms™ Robotern",
Diplomarbeit an der FH Köln, 03/2004 (Homepage Prof. Faeskorn-Woyke).
Benutzt ODE.
Spiele-Entwicklung
- „Game Programming Gems“-Serie
Mark A. DeLoura, Charles River
Media Verlag
- [Krimse04]
Andrew Krimse (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 Campus GM.
- [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