遊戲編程算法與技巧 游戏编程算法与技巧

<內容介紹>

本書詳細綜述了應用在許多重要視頻游戲編程中的算法和技術。書中採用了一種獨立於平臺和結構的方法，能協助開發幾乎任何風格、語言和框架的游戲，並展現2D和3D圖像、物理、人工智能、相機等工作的基本技術。書中的每個概念都是用C#、Java或 C++程序員直觀明白的偽代碼闡述的，並且作者已經改進和證實過這些偽代碼。本書最後作者詳細分析了兩個完整的游戲，清楚展現了前面章節講到的很多技術和算法。

<章節目錄>
第1章 游戲編程概述1
游戲編程的發展2
Atari時期（1977—1985年） 2
NES和SNES 時期（1985—1995年） 3
PS和PS2時期（1995—2005年） 3
Xbox360、PS3和Wii時期（2005—2013年） 3
游戲的未來4
游戲循環4
傳統的游戲循環4
多線程下的游戲循環6
時間和游戲8
真實時間和游戲時間8
通過處理時間增量來表示游戲邏輯8
游戲對象10
游戲對象的類型10
游戲循環中的游戲對象11
總結13
習題13
相關資料14
游戲編程的發展14
游戲循環14
游戲對象14
第2章 2D 圖形 15
2D渲染基礎16
CRT顯示器基礎16
像素緩沖區和垂直同步17
精靈18
繪制精靈18
動畫精靈20
精靈表單23
滾屏24
單軸滾屏24
無限滾屏26
平行滾屏27
四向滾屏28
磚塊地圖29
簡單的磚塊地圖29
斜視等視角磚塊地圖31
總結32
習題32
相關資料33
Cocos2D 33
SDL 33
第3章 游戲中的線性代數 34
向量35
加法36
減法37
長度、單位向量和正規化38
標量乘積39
點乘40
問題舉例：向量反射41
叉乘43
問題舉例：旋轉一個2D 角色45
線性插值46
坐標系47
矩陣48
加法/減法48
標量乘法49
乘法49
逆矩陣50
轉置50
用矩陣變換3D 向量51
總結52
習題52
相關資料53
第4章 3D圖形54
基礎55
多邊形55
坐標系55
模型坐標系56
世界坐標系56
視角/攝像機坐標系60
投影坐標系62
光照與著色64
顏色64
頂點屬性65
光照67
Phong光照模型68
著色70
可見性71
再探畫家算法72
深度緩沖區73
再探世界變換74
四元數75
3D游戲對象的表示77
總結77
習題77
相關資料78
第5章 游戲輸入 79
輸入設備80
數字輸入80
模擬輸入82
　基於事件的輸入系統84
　　基礎事件系統85
　　一個更復雜的系統87
　移動設備輸入89
　　觸屏和手勢89
　　加速器和陀螺儀91
　　其他移動設備輸入92
　總結92
　習題92
　相關資料93
第6章　聲音94
　基本聲音95
　　原始數據95
　　聲音事件95
　3D聲音98
　　監聽者和發射者98
　　衰減100
　　環繞聲100
　數字信號處理101
　　常見數字信號處理效果102
　　區域標記102
　其他聲音話題103
　　多普勒效應103
　　聲音遮擋104
　總結105
　習題106
　參考資料106
第7章　物理107
　平面、射線和線段108
　　平面108
　　射線和線段109
　碰撞幾何體110
　　包圍球110
　　軸對齊包圍盒111
　　朝向包圍盒111
　　膠囊體112
　　凸多邊形113
　　組合碰撞幾何體113
　碰撞檢測113
　　球與球的交叉113
　　AABB與AABB交叉114
　　線段與平面交叉115
　　線段與三角片交叉117
　　球與平面交叉119
　　球形掃掠體檢測120
　　響應碰撞124
　　優化碰撞125
　基於物理的移動126
　　線性力學概覽127
　　可變時間步長帶來的問題128
　　力的計算128
　　歐拉和半隱式歐拉積分129
　　Verlet積分法129
　　其他積分方法130
　　角力學130
　物理中間件130
　總結131
　習題131
　相關資料131
第8章　攝像機 132
　攝像機的類型133
　　固定攝像機133
　　第一人稱攝像機134
　　跟隨攝像機134
　　場景切換攝像機135
　透視投影135
　　視場136
　　寬高比137
　攝像機的實現138
　　基礎的跟隨攝像機138
　　彈性跟隨攝像機139
　　旋轉攝像機142
　　第一人稱攝像機144
　　樣條攝像機146
　攝像機支持算法149
　　攝像機碰撞149
　　揀選149
　總結151
　習題151
　相關資料151
第9章　人工智能152
　“真”AI 與游戲AI 153
　尋路153
　　搜索空間的表示154
　　可接受的啟發式算法156
　　貪婪最佳優先算法157
　　A*尋路161
　　Dijkstra算法163
　基於狀態的行為164
　　AI的狀態機164
　　基礎的狀態機實現165
　　狀態機設計模式167
　策略和計劃168
　　策略168
　　計劃169
　總結170
　習題170
　相關資料172
　　通用AI 172
　　尋路172
　　狀態172
第10章　用戶界面 173
　菜單系統174
　　菜單棧174
　　按鈕175
　　打字176
　HUD元素177
　　路點箭頭177
　　準心180
　　雷達181
　其他需要考慮的UI 問題186
　　支持多套分辨率186
　　本地化187
　　UI中間件189
　　用戶體驗189
　總結189
　習題189
　相關資料190
第11章　腳本語言和數據格式191
　腳本語言192
　　折中192
　　腳本語言的類型193
　　Lua194
　　UnrealScript 195
　　可視化腳本系統196
　實現一門腳本語言197
　　標記化197
　　正則表達式198
　　語法分析199
　　代碼的執行和生成200
　數據格式202
　　折中202
　　二進制格式203
　　INI 203
　　XML 203
　　JSON 204
　案例學習：《魔獸世界》中的UI Mod 205
　　佈局和事件205
　　行為206
　　問題：玩家自動操作206
　　問題：UI 兼容性206
　　結論207
　總結207
　習題207
　相關資料208
第12章　網絡游戲 209
　協議210
　　IP 210
　　ICMP 211
　　TCP 212
　　UDP 214
　網絡拓撲215
　　服務器/客戶端216
　　點對點218
　作弊219
　　信息作弊219
　　游戲狀態作弊220
　　中間人攻擊220
　總結221
　習題221
　相關資料222
第13章　游戲示例：橫向滾屏者（iOS）223
　概覽224
　　Objective-C 224
　　Cocos2D 225
　代碼分析226
　　AppDelegate 226
　　MainMenuLayer 227
　　GameplayScene 227
　　ScrollingLayer 227
　　Ship 228
　　Projectile 229
　　Enemy 229
　　ObjectLayer 229
　練習230
　總結231
第14章　游戲示例：塔防（PC/Mac） 232
　概覽233
　　C# 233
　　XNA 235
　　MonoGame 235
　代碼分析236
　　設置236
　　單件236
　　游戲類237
　　游戲狀態237
　　游戲對象238
　　關卡239
　　計時器239
　　尋路240
　　攝像機和投影241
　　輸入241
　　物理242
　　本地化242
　　圖形242
　　聲音243
　　用戶界面243
　練習245
　總結246
附錄A 習題答案247
附錄B 對開發者有用的工具260