內容簡介
遊戲編程的用戶需求和發展速度近年來很快，閱讀遊戲開發類圖書的需求也越來越大。本書是一本遊戲開發指南，是開發、部署、運行商業遊戲的讀物。
全書分為4個部分共24章。首部分是遊戲編程基礎，主要介紹了遊戲編程的定義、遊戲架構等基礎知識。第二部分是讓遊戲跑起來，主要介紹了初始化和關閉代碼、主循環、遊戲主題和用戶界面等。第三部分是核心遊戲技術，主要介紹了一些更為複雜的代碼示例，如3D編程、遊戲音頻、物理和AI編程等。第四部分是高級知識和綜合套用，主要介紹了網路編程、多道程式設計和用C#創建工具等，並利用前面所講的知識開發出一款簡單的遊戲。
本書適合遊戲開發人員、遊戲架構設計人員和遊戲引擎用戶參考閱讀，也適合想要進入遊戲開發領域的讀者閱讀。
目錄
第1章 什麼是遊戲編程 1
1.1 好的方面 1
1.1.1 工作 2
1.1.2 遊戲玩家 2
1.1.3 同事 3
1.1.4 工具—軟體開發工具包（SDK） 4
1.1.5 硬體 5
1.1.6 平台 6
1.1.7 展會 9
1.2 不好的地方 9
1.2.1 遊戲編程很難 10
1.2.2 零碎檔案 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 命中移動的目標 13
1.3.2 加班模式（和加班大餐） 13
1.3.3 呸！胡扯 15
1.3.4 作業系統地獄 15
1.3.5 雇員流動的性質 16
1.4 這一切都是值得的，對嗎 16
第2章 遊戲中有什麼 18
2.1 遊戲架構 18
2.2 使用遊戲架構 20
2.3 套用層 22
2.3.1 讀取輸入 22
2.3.2 檔案系統和資源快取 22
2.3.3 記憶體管理 23
2.3.4 初始化、主循環和關閉 23
2.3.5 其他套用層代碼 24
2.4 遊戲邏輯 25
2.4.1 遊戲狀態和數據結構 25
2.4.2 物理學和碰撞 26
2.4.3 事件 26
2.4.4 進程管理器 27
2.4.5 命令解釋器 28
2.5 人類玩家的遊戲視圖 28
2.5.1 圖形顯示 29
2.5.2 音頻 30
2.5.3 用戶界面表示 31
2.5.4 進程管理器 31
2.5.5 選項 31
2.5.6 多人遊戲 31
2.6 AI代理的遊戲視圖 31
2.7 網路遊戲架構 32
2.7.1 遠程遊戲視圖 33
2.7.2 遠程遊戲邏輯 33
2.8 必須使用DirectX嗎 34
2.8.1 DirectX的設計理念 34
2.8.2 Direct3D或OpenGL 35
2.8.3 DirectSound還是 35
2.8.4 DirectInput或自己實現 36
2.9 其他內容 36
2.10 補充書目 36
第3章 拯救了我的編碼趣聞和風格 37
3.1 通用編碼風格 38
3.1.1 大括弧 38
3.1.2 一致性 39
3.2 智慧型代碼設計實踐 40
3.2.1 避免隱藏代碼和重要操作 41
3.2.2 類結構：保持簡單 42
3.2.3 繼承VS.組合 42
3.2.4 變壞的虛函式 43
3.2.5 使用接口類 44
3.2.6 考慮使用工廠 45
3.2.7 封裝變化的組件 46
3.2.8 使用流來初始化對象 46
3.3 智慧型指針和裸指針 47
3.3.1 引用計數 48
3.3.2 C++的shared_ptr 49
3.4 正確使用記憶體 52
3.4.1 了解不同類型的記憶體 53
3.4.2 最佳化記憶體訪問 55
3.4.3 記憶體對齊 56
3.4.4 虛擬記憶體 57
3.4.5 編寫自己的記憶體管理器 58
3.5 各種有用的東西 59
3.5.1 一個很棒的隨機數生成器 60
3.5.2 集合的偽隨機遍歷 61
3.5.3 記憶體池 62
3.6 開發出適合自己的風格 67
3.7 補充書目 68
第4章 生成遊戲 69
4.1 一個小動機 69
4.2 創建項目 70
4.2.1 生成配置 70
4.2.2 創建堅不可摧的目錄結構 71
4.2.3 將遊戲引擎和工具放在何處 73
4.2.4 設定Visual Studio生成選項 74
4.2.5 多平台項目 76
4.3 原始碼庫和版本控制 77
4.3.1 微軟Visual SourceSafe的相關歷史 79
4.3.2 Subversion和TortoiseSVN 79
4.3.3 Perforce軟體的Perforce 80
4.3.4 Avid的AlienBrain 81
4.3.5 使用原始碼控制分支 81
4.4 生成遊戲：一門黑色藝術 84
4.4.1 自動化生成 85
4.4.2 生成計算機 85
4.4.3 自動化生成腳本 85
4.5 創建生成腳本 87
4.5.1 標準生成 87
4.5.2 里程碑生成 88
4.5.3 多個項目和共享代碼 90
4.5.4 最後的建議 91
第5章 遊戲初始化和關閉 92
5.1 初始化101 92
5.2 C++初始化的一些陷阱 93
5.3 遊戲的套用層 95
5.3.1 WinMain：Windows入口點 95
5.3.2 套用層：GameCodeApp 97
5.3.3 InitInstance()：檢查系統資源 97
5.3.4 檢查遊戲的多個實例 98
5.3.5 檢查硬碟空間 99
5.3.6 檢查記憶體 99
5.3.7 計算CPU速度 100
5.3.8 你擁有的是個垃圾袋嗎 101
5.3.9 初始化資源快取 101
5.3.10 載入文本字元串 102
5.3.11 腳本管理器和事件系統 104
5.3.12 初始化DirectX並創建 視窗 104
5.3.13 創建遊戲邏輯和遊戲視圖 105
5.3.14 設定遊戲保存目錄 105
5.3.15 預載入從快取中選定的 資源 106
5.4 收尾工作：乾淨漂亮地退出 107
5.4.1 我怎樣才能離開呢 107
5.4.2 強制關閉模態對話框 109
5.4.3 關閉遊戲 110
5.4.4 遊戲機怎么樣 110
5.5 進入和退出 111
第6章 遊戲主體和組件架構 112
6.1 初次嘗試創建遊戲主體 112
6.2 組件架構 115
6.3 創建主體和組件 116
6.4 定義主體和組件 120
6.5 存儲並訪問主體 122
6.6 將它們組合起來 123
6.7 數據共享 124
6.7.1 直接訪問 125
6.7.2 事件 125
6.7.3 兩全其美 126
第7章 主循環的控制 127
7.1 組織主循環 127
7.1.1 硬編碼的更新 127
7.1.2 多執行緒主循環 128
7.1.3 一種混合技術 129
7.1.4 簡單的協同式多任務處理器 131
7.1.5 非常簡單的進程示例：DelayProcess 135
7.1.6 Process派生類的使用 137
7.2 良好地適應作業系統 137
7.3 使用DirectX 11框架 138
7.3.1 渲染和呈現顯示 138
7.3.2 用於更新和渲染的回調函式 139
7.4 我現在可以製作遊戲了嗎 141
第8章 遊戲數據的載入與快取 142
8.1 遊戲資源：格式和存儲要求 143
8.1.1 3D對象格線和環境 143
8.1.2 動畫數據 145
8.1.3 地圖/關卡數據 146
8.1.4 紋理數據 146
8.1.5 點陣圖顏色深度 147
8.1.6 聲音和音樂數據 149
8.1.7 視頻和預渲染的過場動畫 150
8.2 資源檔案 152
8.2.1 將資源打包到一個檔案中 153
8.2.2 打包資源的其他好處 153
8.2.3 數據壓縮和性能 154
8.2.4 Zlib：開源壓縮 154
8.3 資源高速快取 158
8.3.1 IResourceFile接口 161
8.3.2 ResHandle：跟蹤載入的資源 161
8.3.3 IResourceLoader接口和DefaultResourceLoader 163
8.3.4 ResCache：簡單的資源高速快取 163
8.3.5 將資源快取入DirectX等 169
8.3.6 世界設計和高速快取預測 170
8.4 我的快取不夠用了 173
第9章 輸入設備編程 174
9.1 獲取設備狀態 174
9.2 使用XInput或DirectInput 177
9.3 一些安全提示 179
9.4 使用雙軸控制器 182
9.4.1 捕獲桌面上的滑鼠 182
9.4.2 使用滑鼠拖拽 184
9.5 使用遊戲控制器 186
9.5.1 非靈敏區 187
9.5.2 正常輸入 189
9.5.3 單桿、雙桿、紅色拉桿和藍色拉桿 190
9.5.4 增加控制值 190
9.6 使用鍵盤 191
9.6.1 Mike的鍵盤窺探器 191
9.6.2 GetAsyncKeyState()和其他函式 195
9.6.3 處理Windows中的Alt鍵 195
9.7 什麼？沒有跳舞毯 195
第10章 用戶界面編程 197
10.1 DirectX的文本助手和對話框資源管理器 197
10.2 人類的遊戲視圖 198
10.3 WASD移動控制器 206
10.4 螢幕元素 208
10.5 自定義的MessageBox對話框 210
10.6 模態對話框 215
10.7 控制項 218
10.8 控制項識別 219
10.9 命中測試和焦點順序 221
10.10 控制項狀態 222
10.11 更多控制項屬性 223
10.11.1 熱鍵 223
10.11.2 工具提示 223
10.11.3 上下文相關幫助 224
10.11.4 可拖拽 224
10.11.5 聲音和動畫 224
10.12 最後的用戶界面提示 225
第11章 遊戲事件管理 226
11.1 遊戲事件 226
11.1.1 事件和事件數據 227
11.1.2 事件監聽器委託 230
11.1.3 事件管理器 231
11.1.4 示例：將所有內容整合在一起 238
11.2 哪些遊戲事件是重要的 239
11.3 事件和進程的區別 241
11.4 補充書目 241
第12章 使用Lua編寫腳本 242
12.1 遊戲程式語言的簡史 242
12.1.1 彙編語言 243
12.1.2 C/C++ 244
12.1.3 腳本語言 245
12.2 使用腳本語言 246
12.2.1 快速原型法 246
12.2.2 專注於設計 247
12.2.3 速度和記憶體成本 247
12.2.4 它們之間的界限是什麼 247
12.3 腳本語言集成策略 248
12.3.1 自己進行編寫 248
12.3.2 使用現有的語言 248
12.3.3 選擇一種腳本語言 249
12.3.4 Python 249
12.3.5 Lua 249
12.4 Lua速成課程 250
12.4.1 注釋 250
12.4.2 變數 250
12.4.3 函式 252
12.4.4 表 253
12.4.5 流程控制 255
12.4.6 操作符 257
12.4.7 接下來是什麼 257
12.5 Lua中的面向對象編程 258
12.5.1 元表 259
12.5.2 創建一個簡單的類抽象 261
12.6 記憶體管理 263
12.7 將Lua綁定到C++ 263
12.7.1 Lua C API 263
12.7.2 tolua++ 263
12.7.3 luabind 264
12.7.4 LuaPlus 264
12.8 LuaPlus速成課程 264
12.8.1 LuaState 264
12.8.2 LuaObject 265
12.8.3 表 266
12.8.4 全局 267
12.8.5 函式 268
12.8.6 從Lua調用C++函式 269
12.9 將所有內容整合在一起 271
12.9.1 管理Lua狀態 271
12.9.2 腳本導出 273
12.9.3 進程系統 274
12.9.4 事件系統 282
12.9.5 腳本組件 287
12.10 Lua開發和調試 289
12.11 結語 289
12.12 補充書目 289
第13章 遊戲音頻 290
13.1 聲音的工作原理 290
13.1.1 數字錄音和重現 291
13.1.2 聲音檔案 293
13.1.3 執行緒和同步的簡介 293
13.2 遊戲語音系統架構 294
13.2.1 聲音資源和句柄 295
13.2.2 IAudioBuffer接口和AudioBuffer類 303
13.2.3 IAudio接口和Audio類 305
13.2.4 DirectSound實現 308
13.2.5 聲音進程 317
13.2.6 啟動音效 321
13.3 其他技術難題 322
13.3.1 聲音和遊戲對象 322
13.3.2 定時和同步 322
13.3.3 混合問題 324
13.4 一些隨記 326
13.4.1 數據驅動的聲音設定 326
13.4.2 背景環境聲音和音樂 327
13.4.3 語音 328
13.5 結語 330
第14章 3D圖形基礎 331
14.1 3D圖形流水線 331
14.2 3D數學101 332
14.2.1 坐標和坐標系 333
14.2.2 向量數學 335
14.3 C++數學類 340
14.3.1 向量類 340
14.3.2 矩陣數學 341
14.3.3 四元數數學 351
14.3.4 變換 358
14.3.5 幾何體 360
14.3.6 光照、法線和顏色 361
14.3.7 材質 363
14.3.8 貼有紋理的頂點 365
14.3.9 紋理 365
14.3.10 二次採樣 365
14.3.11 mip映射 367
14.3.12 ID3D11Device和ID3D11DeviceContext簡介 367
14.3.13 在D3D11中載入紋理 368
14.3.14 三角形格線 370
14.4 你還在嗎 373
第15章 3D頂點和像素著色器 374
15.1 頂點著色器和著色器語法 375
15.2 編譯頂點著色器 379
15.3 頂點著色器的C++輔助類 380
15.4 像素著色器 386
15.5 像素著色器的C++輔助類 387
15.6 使用著色器輔助類進行渲染 390
15.7 著色器—這只是一個開始 391
15.8 補充書目 391
第16章 3D場景 392
16.1 場景圖基礎 392
16.1.1 ISceneNode接口類 392
16.1.2 SceneNodeProperties和 RenderPass 394
16.1.3 SceneNode—一切都是從這裡開始的 396
16.1.4 Scene類 401
16.2 特殊的場景圖節點 408
16.2.1 獨立渲染通道的實現 408
16.2.2 一個簡單的攝像機 411
16.2.3 在場景中放入燈光 413
16.2.4 天空的渲染 416
16.2.5 在場景中使用格線 420
16.3 遺漏的內容 424
16.4 還沒滿足 425
16.5 補充書目 425
第17章 碰撞和簡單的物理學 426
17.1 物理學中的數學知識 427
17.1.1 米、英尺、肘尺還是Kellicam 427
17.1.2 距離、速度和加速度 427
17.1.3 質量、加速度和力 428
17.1.4 轉動慣量、角速度和扭矩 431
17.1.5 距離和交集的計算 431
17.2 選擇一種物理SDK 432
17.3 對象屬性 434
17.4 碰撞體 435
17.4.1 良好的碰撞幾何體的要求 436
17.4.2 可見幾何體VS碰撞幾何體 437
17.4.3 人類角色的碰撞體 437
17.4.4 特殊對象：樓梯、門道和樹 439
17.5 碰撞系統的使用 439
17.6 集成一個物理SDK 441
17.6.1 Bullet SDK的組件 444
17.6.2 初始化 445
17.6.3 關閉 446
17.6.4 物理系統的更新 447
17.6.5 創建簡單的物理對象 449
17.6.6 凸面格線的創建 451
17.6.7 觸發器的創建 452
17.6.8 力和力矩的套用 453
17.6.9 物理調試渲染器 454
17.6.10 接收碰撞事件 455
17.6.11 物理SDK集成的最後內容 457
17.7 等一下，我還有話要說 458
第18章 遊戲AI簡介 459
18.1 AI技術 459
18.1.1 硬編碼AI 460
18.1.2 隨機化 461
18.1.3 加權隨機 462
18.2 有限狀態機 463
18.3 決策樹 467
18.4 模糊邏輯 471
18.5 效用理論 474
18.6 以目標為導向的行動計畫 477
18.7 路徑查找 478
18.7.1 A* (A-Star) 479
18.7.2 動態規避 481
18.8 補充書目 482
第19章 多玩家遊戲的網路編程 483
19.1 網際網路的工作原理 483
19.1.1 Winsock還是Berkeley 484
19.1.2 Internet地址 484
19.1.3 域名系統 486
19.1.4 有用的程式和檔案 487
19.2 套接字API 488
19.2.1 套接字效用函式 488
19.2.2 域名服務（DNS）函式 490
19.2.3 套接字初始化和關閉 491
19.2.4 創建套接字和設定套接字選項 491
19.2.5 伺服器函式 495
19.2.6 套接字讀取和寫入 498
19.3 使用套接字製作一款多玩家遊戲 499
19.3.1 數據包類 500
19.3.2 核心套接字類 501
19.3.3 用於監聽的套接字類 506
19.3.4 套接字管理器類 508
19.4 核心客戶端類 515
19.5 核心伺服器端類 516
19.6 將套接字連線到事件系統中 517
19.7 如果真的這么簡單就好了 522
第20章 多道程式設計簡介 523
20.1 多道程式設計是什麼 523
20.2 創建執行緒 525
20.3 進程同步 527
20.3.1 測試與置位、信號量和互斥 528
20.3.2 Windows臨界區 528
20.4 有趣的執行緒問題 530
20.5 執行緒安全 531
20.6 GameCode4中的多執行緒類 531
20.6.1 RealtimeProcess類 532
20.6.2 從實時進程傳送事件 534
20.6.3 接收實時進程中的事件 537
20.7 Zip檔案的後台解壓縮 538
20.8 進一步工作 540
20.9 關於硬體 541
20.10 關於未來 541
20.11 補充書目 542
第21章 “茶壺大戰”遊戲 543
21.1 製作遊戲 544
21.2 核心類的創建 545
21.2.1 茶壺大戰的套用層 545
21.2.2 遊戲邏輯 546
21.2.3 人類玩家的遊戲視圖 553
21.3 遊戲事件 556
21.4 遊戲玩法 556
21.4.1 關卡的載入 557
21.4.2 主體管理器 558
21.4.3 傳送和接收事件 560
21.4.4 進程 562
21.5 留給讀者的練習 563
第22章 C#中簡單的遊戲編輯器 565
22.1 為什麼要使用C# 565
22.2 如何將編輯器組合起來 565
22.3 編輯器架構 566
22.3.1 套用層 566
22.3.2 編輯器的邏輯類 567
22.3.3 編輯器視圖 568
22.3.4 訪問遊戲引擎的函式 569
22.3.5 創建DLL 578
22.3.6 編輯器架構的封裝 578
22.4 C#編譯器應用程式 579
22.4.1 託管代碼和非託管代碼之間的區別 580
22.4.2 NativeMethods類 581
22.4.3 Program類 582
22.4.4 MessageHandler類 583
22.5 C#編輯器用戶界面 585
22.5.1 EditorForm類 585
22.5.2 ActorComponentEditor類 595
22.6 後續工作 603
22.7 補充材料 604
第23章 對遊戲進行調試和分析 605
23.1 處理錯誤的藝術 606
23.2 調試基礎 607
23.2.1 調試器的使用 609
23.2.2 安裝Windows符號檔案 611
23.2.3 對全螢幕遊戲進行調試 612
23.2.4 遠程調試 613
23.2.5 對小存儲器轉儲檔案（Minidump）進行調試 615
23.3 圖形調試和著色器調試 616
23.4 調試技術 617
23.4.1 調試是一次實驗 617
23.4.2 重現bug 619
23.4.3 降低複雜度 620
23.4.4 設定下一條語句 620
23.4.5 彙編級調試 621
23.4.6 給代碼添加調料 623
23.4.7 提取調試信息 624
23.4.8 Lint和其他代碼分析器 625
23.4.9 Nu-Mega的BoundsChecker和運行時分析器 625
23.4.10 消失的bug 625
23.4.11 調整數值 626
23.4.12 caveman調試 626
23.4.13 當一切方法都失敗時 627
23.5 創建錯誤日誌系統 628
23.6 不同類型的bug 633
23.6.1 記憶體泄漏和堆損壞 634
23.6.2 遊戲數據損壞 637
23.6.3 堆疊損壞 638
23.6.4 剪下和貼上bug 639
23.6.5 空間不足 639
23.6.6 只在發布模式（Release Mode）中出現的bug 640
23.6.7 惹是生非的多執行緒 640
23.6.8 奇怪的bug 641
23.7 性能分析 642
23.7.1 性能的測量 642
23.7.2 代碼的最佳化 642
23.7.3 折中方案 643
23.7.4 過度最佳化 644
23.8 結束小思 644
23.9 補充書目 644
第24章 駛向結束 645
24.1 問題的整理 645
24.1.1 質量 646
24.1.2 代碼 650
24.1.3 內容 653
24.2 應付大麻煩 655
24.2.1 項目進度嚴重拖延 655
24.2.2 人事相關問題 661
24.2.3 競爭對手會置你於死地 662
24.2.4 到底有沒有出路 663
24.2.5 最後一個建議： 不要驚慌 664
24.3 光明就在前方—畢竟這不是一場訓練 664
24.3.1 測試存檔 664
24.3.2 補丁build或產品演示 665
24.3.3 事後分析 665
24.3.4 如何利用你的時間 666
