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目录1

第1章 计算机游戏简介1

1.1 什么是游戏1

1.2 计算机游戏的发展简史3

1.3 计算机游戏的分类5

1.4 计算机游戏的开发过程10

1.5 中国游戏业的展望12

参考文献13

第2章 游戏程序设计概览15

2.1 游戏的基本流程和体系结构15

2.2 游戏开发的基本理念及方法18

2.3 游戏引擎简介19

2.3.1 游戏引擎技术概述20

2.3.2 游戏引擎的发展简史21

2.4 游戏的调试与测试23

2.5 游戏开发的准则和“忠告”25

2.6 游戏编程人员的基本素质要求27

2.7 小结28

参考文献29

第3章 二维游戏的基本编程技术31

3.1 二维游戏的基本流程和架构31

3.2 图像文件的解析31

3.3 地图的创建与显示34

3.3.2 滚屏地图35

3.3.1 固定地图35

3.3.3 多层次地图36

3.3.4 菱形地图37

3.4 颜色的混合与半透明效果39

3.4.1 基本原理和步骤39

3.4.2 Alpha融合技术41

3.5 精灵动画42

3.6 二维游戏世界的模拟46

3.6.1 碰撞检测46

3.6.2 物体遮挡关系48

3.6.3 物体运动模拟48

3.7 一个简单的二维潜艇游戏循环实例48

参考文献51

3.8 小结51

第4章 三维图形学基础53

4.1 向量、矩阵及四元数运算53

4.1.1 向量运算53

4.1.2 矩阵运算54

4.1.3 四元数及其运算60

4.2 常用的立体几何算法62

4.2.1 常用几何体的表达与生成63

4.2.2 常用几何体之间的距离与求交64

4.2.3 常用几何体的属性计算65

4.3 三维场景的表达模型68

4.3.1 三角网格模型69

4.3.2 三类常用参数曲面71

4.4 真实感图形生成76

4.4.1 坐标系76

4.4.2 图形绘制流程78

4.4.3 颜色理论84

4.4.4 光照明计算88

4.5 游戏画面的刷新与反走样96

4.5.1 画面刷新和计时函数96

4.5.2 反走样处理97

4.6 小结98

参考文献98

第5章 三维游戏场景的组织和绘制99

5.1 三维场景的组织与管理99

5.1.1 基于场景图的表达和管理100

5.1.2 基于绘制状态的场景管理104

5.1.3 基于景物包围体的场景组织106

5.1.4 优化场景绘制的几何剖分技术108

5.1.5 景物包围体与场景剖分技术比较113

5.2 游戏场景的几何优化114

5.2.1 层次细节（LOD）技术115

5.2.2 渐进网格和连续多分辨率绘制技术117

5.3 三维场景的快速可见性判断与消隐117

5.3.1 可见性判断算法分类118

5.3.2 基于入口（Portal）技术的可见性判断119

5.3.3 遮挡面剔除技术121

5.4 地形场景的绘制与漫游124

5.3.4 潜在可见集（PVS）方法124

5.5 三维游戏场景中的碰撞检测127

5.5.1 碰撞检测的基本原理128

5.5.2 基于空间剖分结构的碰撞检测算法128

5.5.3 层次包围体树法129

5.5.4 基于图像空间的碰撞检测算法131

5.6 小结131

参考文献132

第6章 游戏中的高级图形技术133

6.1 纹理映射133

6.1.1 纹理映射的基本原理134

6.1.2 凹凸纹理映射140

6.1.3 位移映射145

6.1.4 环境纹理映射147

6.1.5 基于光照映射的快速绘制149

6.1.6 高级纹理映射技术总结151

6.2 混合式图像和几何绘制152

6.2.1 光晕153

6.2.2 精灵图元的绘制154

6.2.3 Billboard技术155

6.2.4 Impostor技术158

6.3 过程式建模技术160

6.3.1 粒子系统160

6.3.2 L-系统与植被的模拟163

6.3.3 爆炸与火焰165

6.3.4 云的过程式纹理生成166

6.4 场景光影特效模拟166

6.4.1 阴影166

6.4.2 雾175

6.4.3 运动模糊和域深178

6.5 小结178

参考文献179

第7章 三维动画的基本编程技术181

7.1 三维动画技术概述181

7.2 关键帧动画技术183

7.2.1 关键帧的指定183

7.2.2 中间帧的插值技术186

7.3 基于动作捕捉的动画技术192

7.3.1 动作捕捉系统简介193

7.3.2 动作捕捉数据的文件格式及其解析196

7.3.3 动作捕捉数据的编辑与重用210

7.4 脚本驱动的动画技术212

7.5 小结215

参考文献216

第8章 游戏中的音频编程217

8.1 声音基础217

8.1.1 声音的生成217

8.1.2 声音的编码存储218

8.2 DirectX Audio编程219

8.1.3 声音的合成219

8.2.1 DirectX Audio概念220

8.2.2 DirectSound的工作原理220

8.2.3 DirectSound编程初步223

8.2.4 DirectMusic播放MIDI背景音乐230

8.3 三维音效生成233

8.3.1 听觉理论233

8.3.2 环境模拟234

8.3.3 DirectSound的三维音效编程235

8.4 常见的声音引擎简介240

8.5 小结241

参考文献241

第9章 游戏中的人机界面技术243

9.1 游戏的可玩性与人机界面244

9.2 用户界面设计基础245

9.2.1 用户界面的色彩设计245

9.2.2 用户界面的形式247

9.2.3 游戏软件的界面设计250

9.2.4 用户界面开发设计原则251

9.2.5 用户界面的软件开发过程251

9.3 DirectInput编程252

9.3.1 Windows系统下的键盘操作252

9.3.2 DirectInput键盘编程254

9.3.3 DirectInput鼠标编程256

9.3.4 DirectInput游戏操纵杆编程258

9.4 小结260

参考文献261

第10章 游戏中的人工智能263

10.1 游戏AI简介263

10.2 常见的游戏AI技术265

10.2.1 有限状态机265

10.2.2 脚本语言方法267

10.2.3 模糊逻辑267

10.2.4 多智能体技术与人工生命268

10.2.5 决策树269

10.2.6 人工神经元网络270

10.2.7 遗传算法271

10.2.8 群体行为的模拟273

10.2.9 常见游戏AI的技术特点分析与比较274

10.3 跟踪与追逐行为的模拟275

10.4 有限状态机和模糊有限状态机的实现279

10.4.1 有限状态机的实现279

10.4.2 模糊有限状态机的实现289

10.5 A＊算法和路径寻找技术296

10.5.1 搜索技术及A＊算法296

10.5.2 路径寻找技术307

10.6 游戏AI的设计和实现原则312

10.7 小结316

参考文献317

11.1 网络游戏的基本架构319

第11章 网络游戏的基本编程技术319

11.2 Winsock编程基础322

11.2.1 TCP/UDP简介322

11.2.2 Socket和Winsocket简介322

11.2.3 Winsock编程结构324

11.2.4 Winsock地址处理325

11.2.5 Winsock函数介绍326

1 1.2.6 Winsock综合示例333

11.3 网络游戏通信协议336

11.3.1 游戏通信协议简介336

11.3.2 游戏通信协议结构336

11.4 小型网络游戏设计与实现337

11.3.3 协议打包／解包337

11.5 大型多人网络游戏设计策略339

11.5.1 基于推测的数据传输340

11.5.2 消息等级化340

11.5.3 游戏空间剖分341

11.5.4 消息发送策略341

11.5.5 集群化服务器342

11.6 网络传输的优化343

11.6.1 采用UDP协议343

11.6.2 采用多播技术343

11.6.3 使用I/O Completion Port344

11.7 小结345

参考文献345