游戏程序设计基础

目 录 第1章 游戏程序设计概述 1 1.1 计算机游戏的概念 1 1.2 计算机游戏的分类 2 1.2.1 角色扮演游戏（RPG，Role-Playing Game） 2 1.2.2 动作类游戏（ACT， Action Game) 3 1.2.3 实时策略游戏（RTS，Real-Time Strategy Game ） 3 1.2.4 第一视觉射击游戏（FPS，First-Person Shooter） 3 1.2.5 模拟游戏（Simulation Game） 4 1.2.6 体育类游戏（SRT，Sports Game） 4 1.3 设计游戏的要素 4 1.3.1 策划 5 1.3.2 程序 5 1.3.3 美术 5 1.3.4 音乐 6 1.4 计算机游戏的发展趋势 6 1.4.1 沉浸感 6 1.4.2 交互性 6 1.4.3 国际化 7 第2章 Win32应用程序 8 2.1 VS2010中Win32应用程序创建过程 8 2.2 Windows主函数 11 2.3 窗口建立过程 12 2.4 Windows消息循环 14 2.5 窗口过程函数 15 2.6 Win32应用程序示例 16 2.7 游戏程序框架 18 第3章 Windows绘图函数 22 3.1 屏幕绘图的相关概念 22 3.1.1 窗口和视口 22 3.1.2 GDI 坐标系 23 3.2 画笔，画刷与文字 25 3.2.1 GDI对象的建立 25 3.2.2 GDI对象的选用与删除 27 3.2.3 GDI示例 27 3.3 GDI绘图函数 31 3.3.1 点线函数 31 3.3.2 形状函数 32 3.3.3 填充函数 33 第4章 游戏中的角色与场景 34 4.1 位图显示 34 4.2 镂空贴图 37 4.2.1 使用BitBlt()中的参数Raster完成镂空贴图 38 4.2.2 使用TransparentBlt()函数完成镂空贴图 39 4.3 地图显示 40 4.3.1 平面拼接地图 40 4.3.2 斜角拼接地图 43 第5章 动画 48 5.1 使用定时器完成游戏动画 48 5.1.1 建立定时器 48 5.1.2 删除定时器 49 5.1.3 示例 49 5.2 利用消息循环完成游戏动画 51 5.2.1 利用消息循环完成动画原理 51 5.2.2 示例 53 第6章 键盘与鼠标交互 55 6.1 Windows键盘消息处理 55 6.1.1 Windows键盘概述 55 6.1.2 键盘消息处理 56 6.1.3 键盘交互程序示例 57 6.2 Windows鼠标消息处理 61 6.2.1 鼠标消息的处理方式 61 6.2.2 示例 63 6.2.3 相关函数的讲解 69 第7章 运动与碰撞检测 71 7.1 运动 71 7.1.1 匀速直线运动 71 7.1.2 变速运动 75 7.2 碰撞检测 77 7.2.1 以物体框架来检测碰撞 77 7.2.2 用颜色来检测碰撞 79 7.3 粒子系统 83 第8章 3D游戏概述 84 8.1 3D坐标系及转换 84 8.2 模型对象的建立 85 8.3 视图变换 85 8.3.1 平移变换 86 8.3.2 旋转变换 86 8.3.3 缩放变换 87 8.4 投影变换 87 8.5 3D游戏的开发手段 88 第9章 Direct3D简介 90 9.1 Direct3D的体系结构 90 9.1.1 Direct3D的绘制流程 90 9.1.2 Direct3D绘制程序框架图 91 9.2 Direct3D开发环境配置 92 9.3 Direct3D初始化 94 9.3.1 创建Direct3D接口对象。 95 9.3.2 获取设备的硬件信息 95 9.3.3 填充D3DPRESENT_PARAMETERS结构体 96 9.3.4 IDirect3D设备接口的创建 98 9.4 Direct3D渲染 99 9.4.1 清屏操作 99 9.4.2 绘制 100 9.4.3 翻转显示 100 9.4.4 Direct3D的渲染过程 101 9.5 Direct3D中二维文本的绘制 102 9.6 Direct3D框架程序 104 第10章 Direct3D图形绘制基础 111 10.1 以顶点缓存为数据源的图形绘制 112 10.1.1 基础知识 112 10.1.2 在Direct3D编程中使用顶点缓存的四个步骤 113 10.2 顶点缓存程序示例 120 10.3 以索引缓存为数据源的图形绘制 123 10.2.1 索引缓存绘图 124 10.4 索引缓存程序示例 128 10.5 Direct3D内置几何体概述 132 10.3.1 立方体的创建 132 10.3.2 圆柱体的创建 133 10.3.3 2D 多边形的创建 134 10.3.4 球体创建 134 10.3.5 圆环的创建 135 10.3.6 茶壶的创建 135 第11章 Direct3D变换 137 11.1 视图变换 137 11.2 投影变换 141 11.3 视口变换 142 11.4 Direct3D变换示例 143 11.5 Direct3D固定功能渲染流水线概述 148 第12章 Direct3D光照与材质 150 12.1 光照类型 150 12.1.1 环境光 150 12.1.2 漫反射光 151 12.1.3 镜面反射光 151 12.1.4 自发光 152 12.2 光源类型。 152 12.2.1 点光源 154 12.2.2 方向光源 154 12.2.3 聚光灯光源 155 12.3 材质 155 12.4 灯光与材质示例 157 第13章 纹理映射 163 13.1 纹理映射的概念 163 13.2 Direct3D中纹理映射的实现方法 163 13.2.1 纹理坐标的定义 163 13.2.2 顶点坐标与纹理坐标的对应 164 13.2.3 纹理的创建 165 13.2.4 纹理的启用 166 13.3 纹理绘制示例 168 第14章 游戏引擎 174 14.1 什么是游戏引擎 174 14.2 目前比较流行的几款主流引擎 175 14.3 Unity游戏引擎简介 176 14.4 Unity下载与安装 178 第15章 Unity程序开发框架和编辑器使用 181 15.1 Unity程序开发框架、工程和应用以及场景的关系 181 15.2 工程的创建和导入 182 15.3 Unity编辑器介绍 184 15.3.1 官方资源导入方法： 184 15.3.2 场景中的6个视图 185 15.3.3 编辑器界面设置。 186 15.3.1 Unity编辑器——Project（项目视图） 186 15.3.2 Unity编辑器——Hierarchy（层次视图） 188 15.3.3 Unity编辑器——Inspector（检视视图） 190 15.3.4 Unity编辑器——Scene（场景视图） 192 15.3.5 Unity编辑器——Game（游戏视图） 194 15.3.6 Unity编辑器——Console（控制台视图） 195 第16章 资源和游戏对象 196 16.1 Unity资源 196 16.1.1 场景、资源、游戏对象、组件间的关系 196 16.1.2 内部资源创建 198 16.1.3 外部资源导入 199 16.1.4 Unity中预设的创建 200 16.1.5 Unity中图片、模型和音频、视频的支持 200 16.2 Unity 常用组件介绍 201 16.2.1 Transform（变换组件） 202 16.2.2 Camera（摄像机组件） 203 16.2.3 Lights（光源） 204 16.3 常用物理引擎组件 205 16.3.1 Rigidbody（刚体组件） 206 16.3.2 Collider（碰撞器组件） 207 第17章 Unity脚本程序基础 209 17.1 什么是脚本程序 209 17.2 Unity脚本编辑器 210 17.3 Unity脚本的创建与编辑 211 17.3.1 Script（脚本）创建 211 17.3.2 编辑脚本程序 212 17.3.3 常用事件函数 214 17.3.4 游戏对象和组件访问 215 第18章 Unity GUI图形用户界面 218 18.1 UGUI的基本介绍 218 18.2 UGUI的创建和基本操作 219 18.3 UGUI实例演示 220 18.3.1 GUI之Button和Text 221 18.3.2 GUI之Toggle应用 222 18.3.3 GUI的Image和Scrollbar应用 224 18.3.4 通过Button调用其他场景 225 18.3.5 Slider与游戏对象 226 18.4 打包与发布 227 第19章 Mecanim动画系统 229 19.1 Mecanim动画系统及其优势 229 19.2 Mecanim工作流程 230 19.3 人形角色动画讲解 230 第20章 游戏开发实例——奔跑的轮胎 239 参考文献 261