游戏编程权威指南

书籍目录

第1章 什么是游戏编程 1

1.1好的方面 1

1.1.1工作 2

1.1.2游戏玩家 2

1.1.3同事 3

1.1.4工具—软件开发工具包（SDK） 4

1.1.5硬件 5

1.1.6平台 6

1.1.7展会 9

1.2不好的地方 9

1.2.1游戏编程很难 10

1.2.2零碎文件 10

1.2.3那不是bug—而是特性 11

1.2.4工具 12

1.3黑暗的一面 13

1.3.1命中移动的目标 13

1.3.2加班模式（和加班大餐） 13

1.3.3呸！胡扯 15

1.3.4操作系统地狱 15

1.3.5雇员流动的性质 16

1.4这一切都是值得的，对吗 16

第2章游戏中有什么 18

2.1游戏架构 18

2.2使用游戏架构 20

2.3应用层 22

2.3.1读取输入 22

2.3.2文件系统和资源缓存 22

2.3.3内存管理 23

2.3.4初始化、主循环和关闭 23

2.3.5其他应用层代码 24

2.4游戏逻辑 25

2.4.1游戏状态和数据结构 25

2.4.2物理学和碰撞 26

2.4.3事件 26

2.4.4进程管理器 27

2.4.5命令解释器 28

2.5人类玩家的游戏视图 28

2.5.1图形显示 29

2.5.2音频 30

2.5.3用户界面表示 31

2.5.4进程管理器 31

2.5.5选项 31

2.5.6多人游戏 31

2.6AI代理的游戏视图 31

2.7网络游戏架构 32

2.7.1远程游戏视图 33

2.7.2远程游戏逻辑 33

2.8必须使用DirectX吗 34

2.8.1DirectX的设计理念 34

2.8.2Direct3D或OpenGL 35

2.8.3DirectSound还是 35

2.8.4DirectInput或自己实现 36

2.9其他内容 36

2.10补充书目 36

第3章 拯救了我的编码趣闻和风格 37

3.1通用编码风格 38

3.1.1大括号 38

3.1.2一致性 39

3.2智能代码设计实践 40

3.2.1避免隐藏代码和重要操作 41

3.2.2类结构：保持简单 42

3.2.3继承VS.组合 42

3.2.4变坏的虚函数 43

3.2.5使用接口类 44

3.2.6考虑使用工厂 45

3.2.7封装变化的组件 46

3.2.8使用流来初始化对象 46

3.3智能指针和裸指针 47

3.3.1引用计数 48

3.3.2C++的shared_ptr 49

3.4正确使用内存 52

3.4.1了解不同类型的内存 53

3.4.2优化内存访问 55

3.4.3内存对齐 56

3.4.4虚拟内存 57

3.4.5编写自己的内存管理器 58

3.5各种有用的东西 59

3.5.1一个很棒的随机数生成器 60

3.5.2集合的伪随机遍历 61

3.5.3内存池 62

3.6开发出适合自己的风格 67

3.7补充书目 68

第4章 生成游戏 69

4.1一个小动机 69

4.2创建项目 70

4.2.1生成配置 70

4.2.2创建坚不可摧的目录结构 71

4.2.3将游戏引擎和工具放在何处 73

4.2.4设置VisualStudio生成选项 74

4.2.5多平台项目 76

4.3源代码库和版本控制 77

4.3.1微软VisualSourceSafe的相关历史 79

4.3.2Subversion和TortoiseSVN 79

4.3.3Perforce软件的Perforce 80

4.3.4Avid的AlienBrain 81

4.3.5使用源代码控制分支 81

4.4生成游戏：一门黑色艺术 84

4.4.1自动化生成 85

4.4.2生成计算机 85

4.4.3自动化生成脚本 85

4.5创建生成脚本 87

4.5.1标准生成 87

4.5.2里程碑生成 88

4.5.3多个项目和共享代码 90

4.5.4最后的建议 91

第5章 游戏初始化和关闭 92

5.1初始化10192

5.2C++初始化的一些陷阱 93

5.3游戏的应用层 95

5.3.1WinMain：Windows入口点 95

5.3.2应用层：GameCodeApp 97

5.3.3InitInstance（）：检查系统资源 97

5.3.4检查游戏的多个实例 98

5.3.5检查硬盘空间 99

5.3.6检查内存 99

5.3.7计算CPU速度 100

5.3.8你拥有的是个垃圾袋吗 101

5.3.9初始化资源缓存 101

5.3.10加载文本字符串 102

5.3.11脚本管理器和事件系统 104

5.3.12初始化DirectX并创建窗口 104

5.3.13创建游戏逻辑和游戏视图 105

5.3.14设置游戏保存目录 105

5.3.15预加载从缓存中选定的资源 106

5.4收尾工作：干净漂亮地退出 107

5.4.1我怎样才能离开呢 107

5.4.2强制关闭模态对话框 109

5.4.3关闭游戏 110

5.4.4游戏机怎么样 110

5.5进入和退出 111

第6章 游戏主体和组件架构 112

6.1初次尝试创建游戏主体 112

6.2组件架构 115

6.3创建主体和组件 116

6.4定义主体和组件 120

6.5存储并访问主体 122

6.6将它们组合起来 123

6.7数据共享 124

6.7.1直接访问 125

6.7.2事件 125

6.7.3两全其美 126

第7章 主循环的控制 127

7.1组织主循环 127

7.1.1硬编码的更新 127

7.1.2多线程主循环 128

7.1.3一种混合技术 129

7.1.4简单的协同式多任务处理器 131

7.1.5非常简单的进程示例：DelayProcess 135

7.1.6Process派生类的使用 137

7.2良好地适应操作系统 137

7.3使用DirectX11框架 138

7.3.1渲染和呈现显示 138

7.3.2用于更新和渲染的回调函数 139

7.4我现在可以制作游戏了吗 141

第8章 游戏数据的加载与缓存 142

8.1游戏资源：格式和存储要求 143

8.1.13D对象网格和环境 143

8.1.2动画数据 145

8.1.3地图／关卡数据 146

8.1.4纹理数据 146

8.1.5位图颜色深度 147

8.1.6声音和音乐数据 149

8.1.7视频和预渲染的过场动画 150

8.2资源文件 152

8.2.1将资源打包到一个文件中 153

8.2.2打包资源的其他好处 153

8.2.3数据压缩和性能 154

8.2.4Zlib：开源压缩 154

8.3资源高速缓存 158

8.3.1IResourceFile接口 161

8.3.2ResHandle：跟踪加载的资源 161

8.3.3IResourceLoader接口和DefaultResourceLoader 163

8.3.4ResCache：简单的资源高速缓存 163

8.3.5将资源缓存入DirectX等 169

8.3.6世界设计和高速缓存预测 170

8.4我的缓存不够用了 173

第9章 输入设备编程 174

9.1获取设备状态 174

9.2使用XInput或DirectInput 177

9.3一些安全提示 179

9.4使用双轴控制器 182

9.4.1捕获桌面上的鼠标 182

9.4.2使用鼠标拖拽 184

9.5使用游戏控制器 186

9.5.1非灵敏区 187

9.5.2正常输入 189

9.5.3单杆、双杆、红色拉杆和蓝色拉杆 190

9.5.4增加控制值 190

9.6使用键盘 191

9.6.1Mike的键盘窥探器 191

9.6.2GetAsyncKeyState（）和其他函数 195

9.6.3处理Windows中的Alt键 195

9.7什么？没有跳舞毯 195

第10章 用户界面编程 197

10.1DirectX的文本助手和对话框资源管理器 197

10.2人类的游戏视图 198

10.3WASD移动控制器 206

10.4屏幕元素 208

10.5自定义的MessageBox对话框 210

10.6模态对话框 215

10.7控件 218

10.8控件识别 219

10.9命中测试和焦点顺序 221

10.10控件状态 222

10.11更多控件属性 223

10.11.1热键 223

10.11.2工具提示 223

10.11.3上下文相关帮助 224

10.11.4可拖拽 224

10.11.5声音和动画 224

10.12最后的用户界面提示 225

第11章 游戏事件管理 226

11.1游戏事件 226

11.1.1事件和事件数据 227

11.1.2事件监听器委托 230

11.1.3事件管理器 231

11.1.4示例：将所有内容整合在一起 238

11.2哪些游戏事件是重要的 239

11.3事件和进程的区别 241

11.4补充书目 241

第12章 使用Lua编写脚本 242

12.1游戏编程语言的简史 242

12.1.1汇编语言 243

12.1.2C／C++ 244

12.1.3脚本语言 245

12.2使用脚本语言 246

12.2.1快速原型法 246

12.2.2专注于设计 247

12.2.3速度和内存成本 247

12.2.4它们之间的界限是什么 247

12.3脚本语言集成策略 248

12.3.1自己进行编写 248

12.3.2使用现有的语言 248

12.3.3选择一种脚本语言 249

12.3.4Python 249

12.3.5Lua 249

12.4Lua速成课程 250

12.4.1注释 250

12.4.2变量 250

12.4.3函数 252

12.4.4表 253

12.4.5流程控制 255

12.4.6操作符 257

12.4.7接下来是什么 257

12.5Lua中的面向对象编程 258

12.5.1元表 259

12.5.2创建一个简单的类抽象 261

12.6内存管理 263

12.7将Lua绑定到C++ 263

12.7.1LuaCAPI 263

12.7.2tolua++ 263

12.7.3luabind 264

12.7.4LuaPlus 264

12.8LuaPlus速成课程 264

12.8.1LuaState 264

12.8.2LuaObject 265

12.8.3表 266

12.8.4全局 267

12.8.5函数 268

12.8.6从Lua调用C++函数 269

12.9将所有内容整合在一起 271

12.9.1管理Lua状态 271

12.9.2脚本导出 273

12.9.3进程系统 274

12.9.4事件系统 282

12.9.5脚本组件 287

12.10Lua开发和调试 289

12.11结语 289

12.12补充书目 289

第13章 游戏音频 290

13.1声音的工作原理 290

13.1.1数字录音和重现 291

13.1.2声音文件 293

13.1.3线程和同步的简介 293

13.2游戏语音系统架构 294

13.2.1声音资源和句柄 295

13.2.2IAudioBuffer接口和AudioBuffer类 303

13.2.3IAudio接口和Audio类 305

13.2.4DirectSound实现 308

13.2.5声音进程 317

13.2.6启动音效 321

13.3其他技术难题 322

13.3.1声音和游戏对象 322

13.3.2定时和同步 322

13.3.3混合问题 324

13.4一些随记 326

13.4.1数据驱动的声音设置 326

13.4.2背景环境声音和音乐 327

13.4.3语音 328

13.5结语 330

第14章 3D图形基础 331

14.13D图形流水线 331

14.23D数学101332

14.2.1坐标和坐标系 333

14.2.2向量数学 335

14.3C++数学类 340

14.3.1向量类 340

14.3.2矩阵数学 341

14.3.3四元数数学 351

14.3.4变换 358

14.3.5几何体 360

14.3.6光照、法线和颜色 361

14.3.7材质 363

14.3.8贴有纹理的顶点 365

14.3.9纹理 365

14.3.10二次采样 365

14.3.11mip映射 367

14.3.12ID3D11Device和ID3D11DeviceContext简介 367

14.3.13在D3D11中加载纹理 368

14.3.14三角形网格 370

14.4你还在吗 373

第15章 3D顶点和像素着色器 374

15.1顶点着色器和着色器语法 375

15.2编译顶点着色器 379

15.3顶点着色器的C++辅助类 380

15.4像素着色器 386

15.5像素着色器的C++辅助类 387

15.6使用着色器辅助类进行渲染 390

15.7着色器—这只是一个开始 391

15.8补充书目 391

第16章 3D场景 392

16.1场景图基础 392

16.1.1ISceneNode接口类 392

16.1.2SceneNodeProperties和RenderPass 394

16.1.3SceneNode—一切都是从这里开始的 396

16.1.4Scene类 401

16.2特殊的场景图节点 408

16.2.1独立渲染通道的实现 408

16.2.2一个简单的摄像机 411

16.2.3在场景中放入灯光 413

16.2.4天空的渲染 416

16.2.5在场景中使用网格 420

16.3遗漏的内容 424

16.4还没满足 425

16.5补充书目 425

第17章 碰撞和简单的物理学 426

17.1物理学中的数学知识 427

17.1.1米、英尺、肘尺还是Kellicam 427

17.1.2距离、速度和加速度 427

17.1.3质量、加速度和力 428

17.1.4转动惯量、角速度和扭矩 431

17.1.5距离和交集的计算 431

17.2选择一种物理SDK 432

17.3对象属性 434

17.4碰撞体 435

17.4.1良好的碰撞几何体的要求 436

17.4.2可见几何体VS碰撞几何体 437

17.4.3人类角色的碰撞体 437

17.4.4特殊对象：楼梯、门道和树 439

17.5碰撞系统的使用 439

17.6集成一个物理SDK 441

17.6.1BulletSDK的组件 444

17.6.2初始化 445

17.6.3关闭 446

17.6.4物理系统的更新 447

17.6.5创建简单的物理对象 449

17.6.6凸面网格的创建 451

17.6.7触发器的创建 452

17.6.8力和力矩的应用 453

17.6.9物理调试渲染器 454

17.6.10接收碰撞事件 455

17.6.11物理SDK集成的最后内容 457

17.7等一下，我还有话要说 458

第18章 游戏AI简介 459

18.1AI技术 459

18.1.1硬编码AI 460

18.1.2随机化 461

18.1.3加权随机 462

18.2有限状态机 463

18.3决策树 467

18.4模糊逻辑 471

18.5效用理论 474

18.6以目标为导向的行动计划 477

18.7路径查找 478

18.7.1A*（A—Star） 479

18.7.2动态规避 481

18.8补充书目 482

第19章 多玩家游戏的网络编程 483

19.1互联网的工作原理 483

19.1.1Winsock还是Berkeley 484

19.1.2Internet地址 484

19.1.3域名系统 486

19.1.4有用的程序和文件 487

19.2套接字API 488

19.2.1套接字效用函数 488

19.2.2域名服务（DNS）函数 490

19.2.3套接字初始化和关闭 491

19.2.4创建套接字和设置套接字选项 491

19.2.5服务器函数 495

19.2.6套接字读取和写入 498

19.3使用套接字制作一款多玩家游戏 499

19.3.1数据包类 500

19.3.2核心套接字类 501

19.3.3用于监听的套接字类 506

19.3.4套接字管理器类 508

19.4核心客户端类 515

19.5核心服务器端类 516

19.6将套接字连接到事件系统中 517

19.7如果真的这么简单就好了 522

第20章 多道程序设计简介 523

20.1多道程序设计是什么 523

20.2创建线程 525

20.3进程同步 527

20.3.1测试与置位、信号量和互斥 528

20.3.2Windows临界区 528

20.4有趣的线程问题 530

20.5线程安全 531

20.6GameCode4中的多线程类 531

20.6.1RealtimeProcess类 532

20.6.2从实时进程发送事件 534

20.6.3接收实时进程中的事件 537

20.7Zip文件的后台解压缩 538

20.8进一步工作 540

20.9关于硬件 541

20.10关于未来 541

20.11补充书目 542

第21章 “茶壶大战”游戏 543

21.1制作游戏 544

21.2核心类的创建 545

21.2.1茶壶大战的应用层 545

21.2.2游戏逻辑 546

21.2.3人类玩家的游戏视图 553

21.3游戏事件 556

21.4游戏玩法 556

21.4.1关卡的加载 557

21.4.2主体管理器 558

21.4.3发送和接收事件 560

21.4.4进程 562

21.5留给读者的练习 563

第22章 C#中简单的游戏编辑器 565

22.1为什么要使用C# 565

22.2如何将编辑器组合起来 565

22.3编辑器架构 566

22.3.1应用层 566

22.3.2编辑器的逻辑类 567

22.3.3编辑器视图 568

22.3.4访问游戏引擎的函数 569

22.3.5创建DLL 578

22.3.6编辑器架构的封装 578

22.4C#编译器应用程序 579

22.4.1托管代码和非托管代码之间的区别 580

22.4.2NativeMethods类 581

22.4.3Program类 582

22.4.4MessageHandler类 583

22.5C#编辑器用户界面 585

22.5.1EditorForm类 585

22.5.2ActorComponentEditor类 595

22.6后续工作 603

22.7补充材料 604

第23章 对游戏进行调试和分析 605

23.1处理错误的艺术 606

23.2调试基础 607

23.2.1调试器的使用 609

23.2.2安装Windows符号文件 611

23.2.3对全屏游戏进行调试 612

23.2.4远程调试 613

23.2.5对小存储器转储文件（Minidump）进行调试 615

23.3图形调试和着色器调试 616

23.4调试技术 617

23.4.1调试是一次实验 617

23.4.2重现bug 619

23.4.3降低复杂度 620

23.4.4设置下一条语句 620

23.4.5汇编级调试 621

23.4.6给代码添加调料 623

23.4.7提取调试信息 624

23.4.8Lint和其他代码分析器 625

23.4.9Nu—Mega的BoundsChecker和运行时分析器 625

23.4.10消失的bug 625

23.4.11调整数值 626

23.4.12caveman调试 626

23.4.13当一切方法都失败时 627

23.5创建错误日志系统 628

23.6不同类型的bug 633

23.6.1内存泄漏和堆损坏 634

23.6.2游戏数据损坏 637

23.6.3堆栈损坏 638

23.6.4剪切和粘贴bug 639

23.6.5空间不足 639

23.6.6只在发布模式（ReleaseMode）中出现的bug 640

23.6.7惹是生非的多线程 640

23.6.8奇怪的bug 641

23.7性能分析 642

23.7.1性能的测量 642

23.7.2代码的优化 642

23.7.3折中方案 643

23.7.4过度优化 644

23.8结束小思 644

23.9补充书目 644

第24章 驶向结束 645

24.1问题的整理 645

24.1.1质量 646

24.1.2代码 650

24.1.3内容 653

24.2应付大麻烦 655

24.2.1项目进度严重拖延 655

24.2.2人事相关问题 661

24.2.3竞争对手会置你于死地 662

24.2.4到底有没有出路 663

24.2.5最后一个建议：不要惊慌 664

24.3光明就在前方—毕竟这不是一场训练 664

24.3.1测试存档 664

24.3.2补丁build或产品演示 665

24.3.3事后分析 665

24.3.4如何利用你的时间 666

作者简介

全书分为4个部分共24章。首部分是游戏编程基础，主要介绍了游戏编程的定义、游戏架构等基础知识。

第二部分是让游戏跑起来，主要介绍了初始化和关闭代码、主循环、游戏主题和用户界面等。

第三部分是核心游戏技术，主要介绍了一些*为复杂的代码 示例，如3D编程、游戏音频、物理和AI编程等。

第四部分是综合应用，主要介绍了网络编程、多道程序设计和用C#创建工具等，并利用前面所讲的 知识开发出一款简单的游戏。

本书适合游戏开发人员、游戏架构设计人员和游 戏引擎用户参考阅读，也适合想要进入游戏开发领域 的读者阅读。

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