内容説明
メディアコンテンツの制作に携わる人が，前提として身に付けておくべき物理学の基礎をまとめた。物理学の知識を用いて，現実を表面的に観察し，背景にある理論に従って物や人を動かすことで制作物のクオリティを上げることができる。
目次
1．物理の基礎
1.1 さまざまな運動
1.1.1 力と運動
1.1.2 運動方程式
1.1.3 力積と運動量
1.1.4 仕事とエネルギー
1.1.5 万有引力
1.2 波
1.2.1 光と音
1.2.2 波長・周波数・速度
1.2.3 反射と屈折
1.3 電磁気学
1.3.1 静電場とクーロンの法則
1.3.2 定常電流と回路
1.3.3 電場と磁場
演習問題
2．画像のための物理
2.1 色の理論
2.1.1 色の知覚
2.1.2 表色系
2.1.3 分光と等色関数
2.1.4 xy色度図と色域
2.2 ディジタル画像
2.2.1 標本化と解像度
2.2.2 量子化と画素
2.2.3 HDR画像
2.2.4 3次元画像
2.3 映像機器のための電子工学
2.3.1 半導体
2.3.2 ダイオード
2.3.3 トランジスタ
2.3.4 イメージセンサ
2.3.5 AD変換
2.3.6 SN比
2.4 映像機器のための光学
2.4.1 プリズム
2.4.2 偏光
2.4.3 光学フィルタ
2.4.4 カラーフィルタ
2.4.5 レーザ
2.5 映像機器の原理
2.5.1 カメラ
2.5.2 ディスプレイ
2.5.3 プロジェクタ
演習問題
3．CGのための物理
3.1 幾何光学とディジタル画像
3.1.1 ピンホールカメラと投影および撮影の原理
3.1.2 投影変換
3.1.3 レンズ
3.2 光の反射モデル
3.2.1 拡散反射と鏡面反射の近似モデル
3.2.2 レイトレーシング法
3.2.3 完全鏡面反射と屈折
3.2.4 配光特性
3.2.5 光の散乱と吸収
3.2.6 レンダリング方程式と経路追跡法
3.2.7 ボリュームレンダリング方程式とレイキャスティング法
3.2.8 物理ベースレンダリング
3.2.9 波動光学とCG
3.3 計測技術
3.3.1 形状の計測
3.3.2 反射特性の計測
3.3.3 モーションキャプチャの原理
3.4 動力学
3.4.1 動きの計算の基本
3.4.2 有限要素法
3.4.3 ばねモデル
3.5 流体力学
3.5.1 流体方程式
3.5.2 格子法と粒子法
3.5.3 stablefluids法
3.5.4 粒子法による応用例
演習問題
4．音響処理のための物理
4.1 運動方程式と振動現象
4.1.1 空気の振動としての音
4.1.2 単振動
4.1.3 単振動のエネルギー
4.1.4 減衰振動
4.1.5 強制振動
4.1.6 連成振動
4.1.7 波動方程式
4.2 音の伝搬
4.2.1 音の速さ
4.2.2 縦波と横波，変位波と密度波
4.2.3 球面波と平面波
4.2.4 進行波と定常波
4.2.5 音の反射・回折・屈折
4.2.6 二つの音の干渉
4.2.7 ドップラー効果
4.2.8 衝撃波
4.3 共鳴と音階理論
4.3.1 管楽器の共鳴
4.3.2 弦楽器の共鳴
4.3.3 ハーモニーと音律
4.4 音響機器のための電磁気学
4.4.1 電磁誘導と電磁力
4.4.2 電気回路
4.4.3 マイクロフォンとスピーカー
4.4.4 アンプ
演習問題
5．ゲームとVRのための物理
5.1 衝突の理論
5.1.12 物体の衝突と運動量保存則
5.1.2 壁や床への衝突と反発係数
5.1.3 力積と運動量との関係
5.2 質点系
5.2.1 外力と内力
5.2.2 質点系の質量中心と運動方程式
5.2.3 質点系の運動量保存則
5.3 回転と角運動量
5.3.1 角速度と角加速度
5.3.2 角運動量
5.4 剛体の力学
5.4.1 剛体と質点系
5.4.2 剛体の並進運動と回転運動
5.4.3 作用線の定理と力のつり合い
5.4.4 トルク
5.4.5 剛体の角運動量
5.4.6 角運動量保存則と回転運動の運動方程式
5.4.7 回転運動の運動エネルギーと慣性モーメント
5.5 VR機器の原理
5.5.1 ヘッドマウントディスプレイの構成
5.5.2 加速度センサ
5.5.3 ジャイロセンサ
演習問題
6．作品世界の中の物理
6.1 相対性理論と宇宙論
6.1.1 相対性理論とは
6.1.2 ウラシマ効果
6.1.3 E=mc
6.1.4 ブラックホールとワームホール
6.1.5 因果律の破れ
6.2 量子力学と素粒子論
6.2.1 波なのか粒子なのか
6.2.2 シュレディンガー方程式と波動関数
6.2.3 タイムマシンとパラレルワールド
演習問題
引用・参考文献
演習問題解答
索引
