Mathematics and physics for game developer (5 cr)

Objective

The student understands the constraints and restrictions of computer calculations
The student knows the basics of vector and matrix algebra as well as different transformations in the 3D-space
The student understands how the center of mass is calculated and how it affects the physics calculation in games
The student can model simple discrete time mechanics programmatically
The student knows how to program a simple collision detection system and how to solve those collisions

Content

Representation of number systems and rounding error in computers
Vectors, matrices, quaternions. Translation, scaling and rotation in 3D-space.
Applying trigonometry for different problems in games.
Kinematics, forces and kinetics.
Collisions, collision detection and resolution

Course material

Lecture slides, exercises, and any other possible web materials will be published on the course's online learning platform. The exercises and their model answers will also be provided to students on the course platform and/or through the Teams channel.

Study forms and methods

The teaching will be conducted as in-person instruction, meaning the student will participate in on-site activities according to the schedule. The learning will be structured around scheduled group meetings and independent learning tasks. The student will complete the required projects and exercises within the timeline and may take part in an exam towards the end of the course.

Alternatively, the course can be completed solely through an exam, or competence can be recognized and accredited in accordance with the unified process used by the institution. Any of these alternative completion methods must be agreed upon with the course instructor.

RDI and work-related cooperation

The course involves programming game features that utilize mathematics and physics, which can be applied in games and simulations. When possible, real-world problems encountered in game programming and in game companies will be addressed, and solutions will be developed using game mathematics and physics techniques.

Timing of exams and assignments

Harjoitustehtävät ja -työt palautetaan oppimisalustalle siellä ilmoitettuun määräaikaan mennessä. Harjoitustehtäviä tehdään viikottain ja mahdollinen isompi harjoitustyö palautetaan kurssin loppupuolella. Opintojakson teoriakokeen ajankohta sovitaan erikseen yhdessä opiskelijoiden kanssa.

International cooperation

Opintojaksolla ei ole kansainvälistä yhteistyötä.

Student workload

Opintojakson laajuus on 5op, mikä tarkoittaa yhteensä 135h opiskelijan työtä. Tästä noin 60h on ohjattua työskentelyä ja 75h itsenäistä työskentelyä.

Further information

Opintojakson toteutus perustuu hyvin paljon pelimatemaatiikan ja -fysiikan työkalujen ohjelmointiin sekä pelimoottereiden ja muiden ohjelmistojen käyttöön. Opiskelijalta edellytetään siis kohtuullisia ohjelmointitaitoja ja yleisimpien pelimoottoreiden käytön perusosaamista.

Evaluation scale

1-5

Assessment methods and criteria

Opintojakson hyväksytty suorittaminen edellyttää riittävää määrää harjoitustehtävien tekoa hyväksytysti ja ajallaan sekä mahdollisten harjoitustyön ja teoriakokeen suorttiamista hyväksytysti.