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Processing で作って学ぶ、コンピュータシミュレーション入門
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Processing で作って学ぶ、コンピュータシミュレーション入門

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  1. Processing で作って学ぶ、コンピュータシミュレーション入門
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¥3,520 (税込み)

Description

シミュレーションの基礎がわかる!
解説動画(YouTube)付き!

「これから人口はどう増加/減少するのか?」「火災はどこまで広がるか?」「被食者と捕食者の数はどう変動するのか?」などなど、自然現象や社会現象の予測はどのように行われるのか、その仕組みを学びたい人のための入門書。四則演算のみで数理モデルを作り、オープンソースで無料のビジュアライゼーションツールProcessingを使って視覚的に結果を確認しながら作ることで、コンピュータシミュレーションの基礎が身につきます。

「シミュレーション」は、物理学や生物学、経済学、社会学など、多岐にわたる分野で利用されています。たとえば天候の予測、自動車の操作性や安全性の検討、建築物の強度に関する設計や評価、経済の動向予測など、現実の問題を解決するために使われています。また、ビデオゲームやVR(仮想現実)などのエンターテイメントの分野でも、よりリアルな世界を再現するためにシミュレーションが使われています。本書で取り上げる13個のテーマを通じてシミュレーションを学ぶことで、それぞれの分野における考え方の違い、そして共通した部分を知ることになるでしょう。

ISBN:978-4-8025-1321-0
定価:本体3,200円+税
仕様:B5判変型/272ページ
発売日:2024年12月18日
著者:三井和男
デザイン:中山正成(APRIL FOOL Inc.)

Profile

三井和男(みつい・かずお)
日本大学特任教授、創造的教育支援機構STEAM&P代表理事。 日本大学生産工学部数理工学科卒業、日本大学大学院生産工学研究科建築工学専攻修了。博士(工学)。
著書:『Processingではじめるビジュアル・デザイン入門』(彰国社)、『Rhinoceros×Pythonコンピュテーショナル・デザイン入門』(彰国社)、『アルゴリズミックデザイン』(鹿島出版)共著、『発見的最適化手法による構造のフォルムとシステム』(コロナ社)共著、『Excelコンピュータシミュレーション』(森北出版)、『新Excelコンピュータシミュレーション』(森北出版)

Contents

Part 1
Processing入門


Chapter 1 環境を整える
1.1 Processingをダウンロードする
1.2 Processingをインストールする
1.3 Processingの環境を知る
1.4 試してみる
1.5 プログラムを保存する

Chapter 2 プログラムを書く
2.1 使用できる文字
2.2 コメントを書く
2.3 スペース
2.4 ファンクション(関数)

Chapter 3 描く
3.1 点を描く
3.2 図形を描く
3.3 描く順序
3.4 色で描く

Chapter 4 平行移動と回転
4.1 平行移動
4.2 回転
4.3 移動や回転の範囲を限定する

Chapter 5 変数にデータを保存する
5.1 変数とは
5.2 変数の種類と定義の方法
5.3 システム変数
5.4 配列

Chapter 6 演算子
6.1 四則演算
6.2 比較演算

Chapter 7 アニメーションを作る
7.1 draw()
7.2 setup()
7.3 マウスの位置を使う

Chapter 8 制御構造
8.1 反復構造
8.2 分岐構造

Chapter 9 ファンクション(関数)の作り方
9.1 ファンクションを作る
9.2 戻り値のあるファンクション

Chapter 10 オブジェクト指向プログラミング
10.1 ボールの運動
10.2 オブジェクト指向
10.3 ボールを追加する
10.4 50個のボール
10.5 自由に運動するボール


Part 2
コンピュータシミュレーション


Chapter 1
これから人口はどう増加/減少するのか?

──人口変化の数学モデル

Chapter 2
勝つのはどっち? ウサギとキツネの攻防戦

──生態系における被食者と捕食者の数学モデル

Chapter 3
新型インフルエンザが発生した場合、感染はどのように拡大するか?

──感染病流行の数学モデル

Chapter 4
投げ上げたボールの軌跡

──ニュートンの運動法則

Chapter 5
アルミ缶とゴムひも

──振動のバネマスモデル

Chapter 6
水がなくなるまでの時間はどれくらいか?

──穴から溢れ出る水の数学モデル

Chapter 7
熱が伝わる時間はどれくらいか?

──熱伝導の数学モデル

Chapter 8
垂れ下がる紐

──弾性体の変形と釣り合い

Chapter 9
貝殻の模様はどのようなルールで形成されるのか?

──セルオートマトン

Chapter 10
ライフゲーム

──相互作用の作り出すパターン

Chapter 11
動物の表皮の模様はどのように生まれるのか?

──チューリングの反応拡散方程式

Chapter 12
火災はどこまで広がるか?

──森林火災の数理モデル

Chapter 13
鳥の群れ

──ボイドモデル

Chapter 14
草とウサギ

──被食者と捕食者のエージェントモデル


付録A
微分方程式

付録B
ベクトル演算

付録C
十進数と二進数

Errata

初版第1刷
p.37誤:
float b;
b = 3.1415926;

正:
float f;
f = 3.1415926;
p.37誤:
float b = 3.1415926;

正:
float f = 3.1415926;
p.93 7行目誤:
Bfはキツネの死亡率です。

正:
Dfはキツネの死亡率です。
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