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Head First Physics : 생생한 게임 개발에 꼭 필요한 물리 이야기

한빛미디어

번역서

절판

  • 저자 : 헤더 랭
  • 번역 : 홍형경
  • 출간 : 2010-02-02
  • 페이지 : 940 쪽
  • ISBN : 9788979147285
  • 물류코드 :1728
초급 초중급 중급 중고급 고급
5점 (3명)
좋아요 : 30
이 책은 물리학의 모든 분야를 다루지 않고, 물리학의 가장 기본이 되는 역학 분야만 다루고 있다. 역학은 물리를 이해하는 기본적인 분야이며, 게임 개발을 위해서 필수적으로 알아야 하는 분야이기도 하다. 이 책에서 중점적으로 다루고 있는 핵심 내용인 벡터, 운동방정식, 운동량 보존의 법칙, 뉴턴의 3법칙, 중력과 진동 등 물리를 이해하는 데 가장 기본이 되는 이론을 헤드 퍼스트 스타일로 쉽게 설명한다.

이 책의 특징과 장점

물리학이라고 하면 전공자조차 쉽지 않은 분야로 인식된다. 실제로도 깊숙이 파고 들어갈수록 난해한 학문 중 하나이다. 그런 물리학의 특성상 지금까지 출간된 대부분의 물리학 서적들은 일반인이 접근하기 어려운 내용으로 구성되는 경우가 많았다. 게다가 기본적으로 수학을 통해 그 내용을 설명해야 하는데, 바로 이 부분이 물리학을 더욱 어렵게 느끼게 한다. 20C 초 이래로, 리처드 파인만을 제외하고는 일반인에게 물리학을 쉽게 설명하고자 노력한 물리학자나 서적이 거의 존재하지 않는다 해도 과언이 아니다. 이 책은 바로 이점에 주목하여 헤드 퍼스트의 특징인 "쉽고 재미있는" 설명 방법을 통해 물리학에 접근한다. 또한 그 동안 IT 언어 중심으로 책을 펼쳐오던 헤드 퍼스트 시리즈 중에서 가장 폭넓은 시장을 겨냥한 서적이며, 획기적인 변화이다.

어떤 독자를 위한 책인가?
  • 게임 개발자
  • 기초부터 물리를 학습하고 싶은 학생(이공계 대학교 1학년 일반물리 수준) 및 선생님
이 책으로 무엇을 배울 수 있을까요?

게임 개발을 하다가 한계를 느낀 경험이 있나요? 현실감 넘치는 게임을 개발하기 위해 필수적으로 알아야 할 물리 때문에 두통을 느낀 경험이 있나요? 게임의 개체가 실제로 어떻게 움직이는지 이해하고 싶나요? 그렇다면 수학 기반의 역학과 현실적인 물리에 대한 완벽한 지침서인 Head First Physics를 선택하세요!

이 책이 특별한 이유는 무엇일까요?

새로운 개념을 학습하려고 고군분투할 정도로 여러분이 한가하다고 생각하지 않습니다. 최신의 인지과학과 학습이론을 바탕으로 만든 이 책을 읽다 보면, 여러 개념을 동시에 인지하는 학습 경험을 맛보게 될 것입니다. 이 책은 글자가 너무 많아 수면제 역할을 하는 책이 아니라, 볼거리가 많고 머릿속에 쏙쏙 들어오도록 구성되어 있습니다.
저자

헤더 랭

헤더는 맨체스터 대학에서 물리학을 공부했고 학업성적이 우수했습니다. 그녀는 사람들에게 물체가 움직이는 현상을 설명하고 설득하고 초콜렛을 선물하는 것을 좋아합니다. 그녀가 첫 번째로 과학계에 발을 담근 곳은 BaBar 입자 물리학 연구소였습니다. 그녀는 이곳에서 물리학과 생화학을 전공해서 박사 학위를 받았습니다. 하지만, 세균배양용 접시를 냉장고에서 얼린 후 실험실로 가져가는 일에 싫증이 났던지 헤드 퍼스트 피직스를 집필하게 되었군요.
물체의 움직이는 현상을 설명하지 않을 때는 체스, 크리켓을 하거나 슬라이더 게임을 즐깁니다. 학교 체스 클럽에서 수업(이 학교의 정규과목)이 진행되는 동안에는 멍하니 있기도 합니다.
역자

홍형경

치열한 회사 생활에서 빠져 나와 현재 프리랜서 프로그래머로 일하고 있다. 아직은 IT분야에서 프리랜서란 직업이 외국에서의 그것처럼 인식되지는 않지만, 나름대로 나아가야 할 올바른 방향을 찾고 있는 중이다. 2007년 오라클과 오래간만에 진솔한 대화를 나누고 그 결과를 책 속에 담게 되서 뜻 깊은 한 해를 보낸 것 같다. 2008년의 시작과 함께 많은 사람들에게 사랑받기를 바란다. 이제 다시 새로운 목표를 세워야겠다.

1장 물리학자처럼 생각하기
일상 생활에서 우리는 항상 물리를 경험하며 살고 있습니다. 하지만 실제로 물리를 배운다고 생각하면 가끔씩 탈출구 없는 깊은 나락으로 빠져드는 것처럼 느껴질 지도 모릅니다. 하지만 너무 걱정하지 마세요. 이번 장에서는 물리학자처럼 생각하는 방법을 배우게 될 것입니다. 문제점에 한 걸음 다가가서 복잡한 문제를 훨씬 쉽게 만드는"특이점"과 패턴을 파악하기 위해 여러분의 직감을 활용하세요. 문제의 한 가운데 서게 되면, 어느덧 해결책에 한 걸음 다가 선 자신을 발견할 수 있을 것입니다.

2장 모든 것에는 의미가 있습니다
물리학은 크기를 나타내는 측정값에 기반을 두고 있습니다. 이 장에서 여러분은 실수를 미연에 방지하기 위해 단위와 근사치를 사용하는 방법을 배우게 될 것이며, 또한 오차라는 것이 문제가 되지 않음을 알게 될 것입니다. 이 장을 마칠 때쯤에 여러분은 언제 측정값이 의미를 가지는지 또한 측정값에서 크기가 어떤 의미를 가지는지를 알게 될 것입니다.

3장 과학 표기법, 면적 그리고 부피
이번 장에서 여러분은 과학 표기법으로 표현된 범상치 않은 숫자들을 다루고 큰 숫자들의 반올림 처리가 마지막에 0만 많아진다는 의미가 아님을 알게 될 것입니다. 또한 면적과 부피의 단위도 다루게 될 텐데, 이 경우에 특히 과학 표기법이 앞으로 다가올 수많은 고뇌의 시간을 벗어나게 해 줄 것입니다.

4장 방정식과 그래프
여러분은 이미 물리학자처럼 생각하기 위한 여정에서 좋은 출발을 했지만, 이제는 생각을 공유할 때가 되었습니다. 이 장에서는 여러분이 학습한 물리학 개념과 실험에 대해 천 마디의 말보다 나은 단 한 장의 그림으로 표현 가능한 그래프와 방정식이라는 새로운 언어를 배우는 첫 삽을 뜨게 될 것입니다. 보이는 것을 믿으세요.

5장 방향 처리
여러분은 이제 여러 가지 물리학 슈퍼파워를 가지고 있습니다: 그래프와 방정식도 마스터했고, 정답의 크기가 얼마나 될지도 가늠할 수 있습니다. 하지만, 크기가 전부는 아닙니다. 이 장에서는 복잡하게 보이는 문제를 해결할 수 있는 지름길을 찾는 데 도움이 되는 방향을 제시하는 벡터에 대해 배우게 될 것입니다.

6장 변위, 속도 그리고 가속도
물체가 낙하할 때, 변위, 속도 그리고 가속도 모두 중요합니다. 어떻게 하면 하나도 놓치지 않고 이 모든 것에 집중할 수 있을까요? 이번 장에서는 앞에서 배운 모든 것(변위, 속도, 가속도)을 하나 혹은 두 개의 방정식으로 통합하기 위한 준비과정으로써 실험, 그래프 그리고 기울기를 계산하는 방법에 대해 배울 것입니다.

7장 운동방정식 1
지금까지 실험을 하고, 그 결과를 바탕으로 그래프를 그려 방정식을 만들어 냈습니다. 하지만, 가끔 그래프는 직선형태가 아니어서, 여러분은 벽에 부딪칠 수밖에 없었습니다. 이 장에서는 곡선 형태인 낙하하는 물체의 변위-시간 그래프의 핵심이 되는 운동방정식을 유도해 내기 위해 치환이라는 수학적인 기술을 배우게 될 것입니다. 또한 정답이 올바른지 알아내기 위해 여러분의 직감을 사용하는 법도 배울 거예요.

8장 운동방정식 2
낙하하는 물체에 대해서는 이제 도가 텄을 거예요. 아주 잘했습니다. 하지만 나머지는 어떨까요? 하늘 위로 솟아 오르는 물체는 다룰 수 있나요? 이 장에서는 어떤 것이든 처리할 수 있는 세 번째 핵심 운동방정식을 여러분의 것으로 만들게 될 거예요. 또한 불가능한 임무를 가능하게 만들어 버리는 대칭에 대해서도 배울 것입니다.

9장 삼각형, 삼각법 그리고 궤적
현실에서는 물체가 올라가거나 내려가지 않고 옆길로 새는 경우가 많죠. 그렇다고 걱정할 필요는 없어요. 이 장에서는 아무리 복잡해 보이는 문제라도 직각삼각형을 이용해서 간단히 처리할 수 있는 삼각법을 배우게 될 테니까요.

10장 운동량 보존
지금까지 여러분은 이미 운동하고 있는 물체들을 다루는 방법을 배웠습니다. 그렇다면 최초로 운동을 하게 만드는 것은 무엇일까요? 물체를 밀면 움직입니다. 하지만 어떻게 움직일까요? 이 장에서는 뉴턴의 법칙 중 일부 내용을 학습할 것이고, 학습 후에는 관성에 대해 정통해질 것입니다. 또한 운동량이 무엇이며 그것이 보존되는 이유, 그리고 문제를 해결하기 위해 이를 어떻게 사용하는지 배우게 될 거예요.

11장 무게와 수직항력
이번 장에서, 여러분은 운동량 보존을 이용해서 뉴턴의 제2법칙인 Fnet = ma 이라는 중요한 방정식을 유도할 것입니다. 뉴턴의 제3법칙에서 쌍을 이루는 힘과 이를 결합해서 자유물체도표를 그리면, 운동하는 모든 물체를 다룰 수 있을 것입니다. 또한 질량과 무게가 다른 뜻이라는 사실을 배울 것이며, 여러분의 의견을 뒷받침하기 위해 수직항력을 자유자재로 사용할 수 있을 거예요.

12장 힘, 운동량, 마찰, 충격량 사용하기
여러분은 이미 운동방정식, 성분 벡터, 운동량 보존, 자유물체도표 그리고 뉴턴의 법칙을 알고 있습니다. 이번 장에서는 훨씬 더 범위가 넓은 물리학 문제를 해결하기 위해 이 모든 것을 조합해서 적용하는 법을 배울 것입니다. 때로는 이전에 봤던 내용과 비슷한 문제가 나올 수 있습니다. 또한 마찰을 다루는 방법과 마찰이 충격량에 영향을 주는 이유를 배움으로써 좀 더 현실감을 느낄 수 있을 거예요.

13장 토크와 일
이 장에서는 자신이 갖고 있는 힘보다 훨씬 큰 힘을 발휘할 수 있는 지레를 사용하여 토크를 다루는 방법에 대해 배울 것입니다. 하지만 세상엔 공짜가 없어요. 에너지는 항상 보존되며, 물체를 들어올림으로써 중력 위치에너지를 물체에 제공하기 위해 여러분이 한 일의 양은 변하지 않습니다.

14장 에너지 보존
지금까지 여러분은 운동방정식, 힘, 성분 벡터를 이용해서 문제를 해결해 왔습니다. 아주 잘했어요. 가끔 복잡한 계산을 하느라 시간을 허비한 것을 제외하면 말이죠. 이번 장에서는 복잡하게 보이는 문제를 상대적으로 쉽게 해결할 수 있는 에너지 보존을 사용하는 방법에 대해 배우게 될 것입니다.

15장 장력, 도르래 그리고 문제 해결
지금까지는 힘, 자유물체도표, 에너지 보존을 사용해 문제를 해결했습니다. 이번 장에서는 로프, 도르래, 그리고 장력 등을 사용해서 한 단계 더 나아갈 것입니다. 마찬가지로, 또한, 복잡한 상황을 타개해가는 길을 찾는 데 도움을 주는 친숙한 이정표를 찾는 연습도 하게 될 거예요.

16장 원운동 1 : 알파에서 오메가까지
이번 장에서는 원을 해부해서 반지름과 원주가 원주율과 어떤 관계가 있는지를 포함해 원운동에 대한 특강을 할 거예요. 진동수와 주기를 다룬 후에는 선형운동을 각운동으로 변환할 것입니다. 일단 각을 측정하기 위한 라디안 사용법을 배우면 이러한 변환을 쉽게 처리할 수 있을 겁니다.

17장 원운동 2 : 트랙에서 벗어나지 마세요
원형 경로를 따라 물체를 움직이려고 하는데 구심력이 충분치 않을 경우 정확히 이런 상황이 발생하죠. 이번 장에서는 구심력은 무엇이며 트랙을 벗어나지 않고 움직일 수 있는 방법을 배우게 될 것입니다. 또한 헤드 퍼스트 우주정거장에서 발생한 심각한 문제를 해결하게 될 것입니다. 페이지를 넘기고 시작해 봅시다.

18장 중력과 궤도
하지만, 여러분의 발이 땅을 떠나면 인력은 어떻게 될까요? 이번 장에서는 중력의 역제곱 법칙과 무한대 너머로 여행하기 위해 중력퍼텐셜의 힘을 이용하는 방법을 배울 것입니다. 집에 더 가까이 가기 위해 궤도를 다루는 법도 배워야 할 거예요. 그리고 여러분의 커뮤니케이션 능력을 다듬는 법도 알게 될 거예요.

19장 진동 1
지금까지 여러분은 하늘에서 벌어지는 원운동을 배웠습니다. 물론 땅에서 일어나는 경우도 비슷하죠. 이번 장에서는 사인과 코사인의 정의를 확장하는 방법을 배우고, 삼각법과 원운동을 함께 다룰 것입니다. 일단 학습하고 나면, 원 주위를 도는 그 어떤 것이라도 쉽게 다룰 수 있을 거예요.

20장 진동 2
이 장은 진동에 관한 내용을 다루고 있으며, 여러분이 큰 그림을 볼 수 있도록 도와줄 거예요. 수차례 되풀이할 필요없는 궁극적인"하나의 규칙"을 얻기 위해 용수철과 단순조화운동을 하는 진자를 다룸으로써, 그래프, 방정식, 힘, 에너지 보존 그리고 주기 운동에 관해 알고 있는 모든 사실을 한 곳에 모을 것입니다.

21장 물리학자처럼 생각하기
이 책을 통해 일상생활과 밀접히 관련한 물리학에 대해 배웠으며 더불어 문제 해결 능력을 습득했습니다. 마지막 장에서는 지구 중심을 통과하는 끝없는 구멍으로의 여정에서 마주쳤던 문제들을 파헤치기 위해 새로운 물리학 도구를 사용하게 될 것입니다. 핵심은 다음 질문에 있습니다: " 모르는 것을 알아내기 위해 알고 있는 사실을 어떻게 이용할 수 있을까요?"

  • 책 두께는 내가 가진 대학교 일반물리학책보다 120페이지가 많지
    만 다루는 내용은 일반물리학책의 232페이지에 해당하는 분량이었
    다.이 책이 940페이지에 해당하는 책임을 감안하면 무려 4배의 뻥튀기(?)를 한셈이다. 자, 그렇다면 이 책은 소주제를 지나치게 상세히
    서술한 책일까 아님 편집의 마술로 페이지만 늘린 책일까?

    답은 이 책의 제목은 생생한 게임개발에 꼭 필요한이라는데에 방
    점을 찍을 수 있겠다. 뉴턴까지의 고전물리학 특히 운동에 대한 물
    리학인 역학에 집중하고 있다. game programmig gems같은 책의
    물리편에도 역학외의 물리는 거의 언급되어있지않았다. 물론 양자
    역학같은것도 나중에 게임개발에 쓰이겠지만-혹은 지금도 활용되
    고있을지 모르지만 내가 모르는 관계로-지금 게임개발에는 고전
    역학의 기본적인 지식과 이해만 있어도 충분할 것 같다.

    사실 수학과 물리가 밀접한 관계가 있지만 단위변환이라든지 그래프가 의미하는 바를 이해하지 못한다면 물리에 금새 싫증을 느끼고 흥미를 잃어버릴 수 있다.
    이 책은 참신하고 재미있는 일러스트와 기발한 질문들로 가득차
    있어 독자들이 지루할 틈을 주지않으며 쉬운 내용을 천천히 전개
    하는듯하지만 돌아서면 까먹게되는 다른 학습서와 달리 철저하게
    학습자위주로 만들어진 책이라고 생각한다.

  • 외서를 읽다보면 항상 느끼는 것이 있다면 초반은 너무너무 쉽다는 것이다.

    지난 번에 읽었던 Head First Statistics에서도 느꼈지만 항상 기본에 과하다 싶을 만큼 집착한다.

    초반 약 150쪽에 달하는 네개의 chapter에서 단위,단위 변화, 오차값, 방정식 등...

    중학교 아니 초등학교때 배웠을 법한 내용을 설명하고 있다.

    하지만 이러한 기본의 중요성을 책을 읽어가면서 느끼게 된다.

    가끔 이런 기본을 간과해버리는 우리나라의 문화가 아쉽게 느껴지는 때인 것이다.



    "게임 개발에 꼭 필요한 물리학을 다루고 있다."고 하는데

    나는 게임 개발자가 아니라서 그런지 아닌지는 잘 모르겠지만 벡터, 속도, 원운동, 장력 등 기본적인 역학을 다루고 있다.

    어려서 부터 물리학자가 꿈이었던 나라서 이 책에 대한 기대는 정말 컸다.

    그리고 그 기대에 어느정도는 부흥했다고 생각한다.



    물리학이란 딱딱함을 벗어나 우리 일상의 생활에 숨겨져있던 물리학 원칙을 잘 찾아서 적용하고 있다.

    그래서 더 쉽게 다가오고 흥미로웠다.

    1장의 물리학자처럼 생각하기는 물리학 뿐만이 아닌 공부하는 사람들이 모두 읽어봤으면 하는 내용이었다.

    - 물리학의 일부분이 됨으로써 물리에 대한 감각을 가질 수 있습니다.

    - 특이점(중요하거나 흥미로운 현상(상황)이 발생하는 곳)에 대해 파악하기 위해 직감을 사용할 수 있습니다.

    - 주위의 모든 현상을 파악하기 위해 일상생활의 경험을 활용할 수 있습니다.



    프로그래머로써 프로그래밍을 하다가 막히면 생각하곤 한다.

    "자 이제 내가 컴퓨터라고 생각하자. 이 코드에 따라서 나는 뭘 하게될까?"라고 이러한 생각이 큰 도움이 되곤하는데,

    물리학을 공부하는 데 있어서도 물리학자처럼 생각하는게 중요하다고 한다.



    이 책에 고마운 것은 깔끔하고 정확한 번역이다.

    번역서에서 항상 느끼던 아쉬움을 말끔히 없애주었다.

    번역자의 노력과 어떻게 하면 좀 더 쉽게 읽힐수 있을까 고민한 부분이 많이 보여 더욱 좋았다.



    하지만 2장에 명시되어있는 단위 변환에 대한 부록이 번역서에는 누락되어있어 처음에는 조금 당황 스러웠다.

    이런 부분까지 잘 챙겨주는 배려가 아쉬웠다.



    이제 역자서문의 말처럼 양자역학에 대한 Head First를 기대해 본다.

    "물리학이 제일 쉬웠어요"라고 말할 수 있을 그날까지!!!

  • 요즘 3D게임이 대세죠.
    보다 실감나는 3D영상을 구현하는데 있어, 물리는
    불가결한 존재가 되었습니다.
    이 책은 어렵기만한 물리에대해 보다 쉽게
    접근하도록 도움을 줍니다.

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