房晓溪主编的《游戏数学基础教程》主要介绍了计算机图形学、仿真、计算几何等学科的基础知识，物理方面的基础知识，以及游戏开发中光照的数学计算知识等，旨在使学生对相关知识有更深入的理解。学习本书前，学生需要掌握一些基本的理论知识和实践知识。此处所说的理论知识主要是指代数和几何知识，具体包括：代数表达式变换；代数运算法则，如结合律、分配律；函数和变量；基本2D欧几里得几何知识：三角函数的基本知识。而此处所说的实践知识，则主要是指C++编程的基础知识，具体包括：程序流程控制；函数和参数；面向对象编程和类的设计。

房晓溪主编的《游戏数学基础教程》主要讲解了与计算机游戏开发相关的数学知识和物理知识，重点为3D数学。3D数学是一门和计算几何相关的学科，主要研究怎样用数值方法解决几何问题。3D数学和计算几何广泛应用在游戏开发领域中，如图形变换、物理仿真等。本书讲述基本的代数和几何知识，包括向量、矩阵、四元数、几何变换等相关内容；讲述计算机游戏开发的相关数学知识，包括几何图元的碰撞检测、可见性判断、光照等内容；介绍物理的基础知识，包括力学、运动学、碰撞等基础物理理论。本书在对相关数学知识进行讨论的同时，给出了相应的C++实现代码。

《游戏数学基础教程》既可作为高等院校动漫游戏专业的游戏开发教程，也可作为游戏开发人员的参考用书和游戏开发爱好者的自学教材。

第1章 数学基础与坐标系统

 1．1 3D数学简介

 1．2 数学坐标系

1．2．1 一维数学

1．2．2 2D数学

1．2. 3 3D扩展

 1. 3 多坐标系

1. 3．1 常见坐标系

1. 3. 2 坐标系转换

 1．4 简单的数学概念

1．4．1 角度、度和弧度

1. 4. 2 三角函数

1. 4．3 三角公式

 小结

 习题

 扩展练习

第2章 向量

 2. 1 向量的定义

2．1．1 向量的数学定义

2．1．2 向量的几何定义

2．1. 3 向量的大小(模)

 2．2 几种特殊向量

 2．3 向量的运算

2. 3. 1 标量与向量的乘法

2. 3．2 向量的加减法

2．3. 3 向量的点乘

2. 3．4 向量的叉乘

 2. 4 线性代数公式

 小结

 习题

 扩展练习

第3章 矩阵

 3．1 矩阵的数学定义

 3．2 矩阵的运算

 3. 3 矩阵的几何意义

 3．4 D3Dx中的矩阵

 3．5 线性变换

3．5．1 物体的转换与坐标系的转

3．5．2 旋转矩阵

3．5. 3 缩放矩阵

3．5．4 正交投影

3．5．5 镜像

3．5．6 变换的组合

 3．6 变换分类

 3．7 矩阵的行列式

 3．8 逆矩阵

 3．9 正交矩阵

 3. 10 齐次矩阵

3．10．1 基本概念

3．10. 2 透视投影

3．10．3 小孔成像

 小结

 习题

 扩展练习

第4章 3D空间的方位与角位移

 4．1 方位的概念

 4．2 方位的矩阵描述

 4. 3 欧拉角

4. 3．1 欧拉角定义

4. 3．2 欧拉角的优缺点

 4．4 四元数

4．4．1 基本概念

4．4．2 四元数的几种运算

 4．5 表达方式的转换

 4．6 代码实现

4. 6．1 欧拉角类

4．6. 2 四元数类

 小结

 习题

 扩展练习

第5章 空间几何体

 5．1 表达方式

 5．2 直线与射线

 5. 3 平面

 5．4 球和圆

5．4．1 表达方法

5. 4. 2 包围盒

 5. 5 三角形

5．5．1 基本概念及性质

5. 5．2 三角形的面积

5．5. 3 重心坐标系

5．5．4 三角形中的特殊点

 小结

 习题

 扩展练习

第6章 几何检测和碰撞检测

 6．1 图形上的最近点

 6．2 相交性检测

 6．3 碰撞检测

 6．4 可见性检测

6．4. 1 包围体检测

6．4. 2 空间分割

 小结

 习题

 扩展练习

第7章 物理模拟

 7．1 基本概念

7．1. 1 牛顿运动定律

7．1．2 质量和质心

 7．2 运动学

 7. 3 力

7．3. 1 力场和万有引力

7. 3. 2 摩擦力

7. 3．3 压力和压强

7. 3．4 浮力

7. 3．5 弹簧力

7. 3．6 离心力

 7．4 动量与碰撞

7．4．1 冲量、动量定律

7．4. 2 碰撞

 小结

 习题

 扩展练习

第8章 光线的相关算法

 8．1 根的求解

8．1. 1 二次多项式

8．1. 2 三次多项式

8．1．3 四次多项式

 8. 2 曲面交点

8．2．1 光线与三角形相交

8．2．2 光线与长方体相交

8．2．3 光线与球体相交

8．2．4 光线与圆柱面相交

8. 2．5 光线与环形圆纹曲面相交

 8．3 法向量的计算

 8．4 反射向量和折射向量

8．4．1 反射向量的计算

8．4．2 折射向量的计算

 小结

 习题

 扩展练习

第9章 光照

 9．1 RGB颜色系统

 9. 2 光源

9．2．1 环境光

9．2．2 定向光源

9．2. 3 点光源

9．2．4 聚集光源

 9. 3 漫反射光

 9．4 纹理映射

9. 4. 1 标准纹理图

9. 4．2 投影纹理图

9．4．3 立方体纹理图

 9．5 镜面反射光

 小结

 习题

 扩展练习

附录A 简单的数学公式

附录B 常用的物理公式

附录C 部分习题参考答案

参考文献