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目录2

第一部分 游戏编程2

第1章　游戏编程时间表2

1.1　第一阶段：“星球大战”之前2

1.2　第二阶段：从“星球大战”到Atari5

1.3　第三阶段：游戏控制台与个人计算机6

1.3.1 游戏控制台与游戏开发人员6

1.3.2　个人计算机8

1.4　第四阶段：调整与汇总9

1.5　第五阶段：游戏引擎的出现11

1.6　第六阶段：手指式革命14

1.7　第七阶段：移动现象15

1.8　第八阶段：多方游戏16

1.9　结束语17

第2章　游戏体系结构19

2.1 实时软件19

2.2　游戏逻辑段24

2.2.1 玩家更新24

2.2.2　世界更新25

2.3 显示段26

2.3.2　NPC绘制27

2.3.1　世界绘制27

2.3.3　玩家28

2.3.4　问题：网络游戏29

2.4　编程过程30

关卡30

2.5 结束语36

第3章　数据结构与算法37

3.1　类型、结构和类37

3.2　数据结构39

3.2.1　静态数组39

3.2.2　链表40

3.2.3　双向链表41

3.2.4　队列42

3.2.5　堆栈43

3.2.6　双头队列43

3.2.7 表44

3.2.8 树47

3.2.9　优先队列51

3.2.10　图52

3.3　标准模板库54

3.3.1 容器55

3.3.2　迭代器58

3.4　结束语59

4.1 设计模式定义60

第4章　设计模式60

4.2　一些重要编程模式61

4.2.1　单体模式61

4.2.2　策略模式62

4.2.3 工厂模式64

4.2.4　空间索引66

4.2.5 复合模式69

4.2.6　轻量级模式72

4.3　可用性模式74

4.3.1 屏蔽模式74

4.3.4　磁化75

4.3.5　焦点模式75

4.3.2　状态模式75

4.3.3 自动方式取消75

4.3.6 进程模式76

4.4　结束语76

第5章　用户输入77

5.1　键盘77

5.2 鼠标82

5.3　游戏杆85

5.4　硬件抽象90

5.5　力量反馈92

5.6　结束语93

第6章 基本人工智能技术94

6.1 情境94

6.2　人工智能系统结构95

6.2.1 感知世界96

6.2.2　记忆96

6.2.3　分析／推理核心96

6.2.4　动作／输出系统97

6.3　特定技术97

6.3.1　有限状态机97

6.3.2　规则系统106

6.3.3　规划与解题113

6.3.4　生物灵感人工智能115

6.4　结束语119

第7章　面向动作的人工智能120

7.1 动作游戏120

7.2　动作设计人工智能120

7.3　对象跟踪122

7.3.1 眼睛接触：二维半平面测试122

7.3.2　三维版本：半球124

7.4　追赶125

7.4.1　二维追赶：固定速度125

7.4.2　预测性追赶126

7.5　逃避127

7.7　隐藏与遮盖128

7.6　巡逻128

7.8　射击129

7.8.1　无限速度瞄准129

7.8.2　实际瞄准130

7.8.3　机关枪131

7.9　综合起来132

7.9.1 并行自动化132

7.9.2　AI同步133

7.10　结束语134

7.10.1　平台游戏134

7.10.2　射击游戏135

7.10.4　赛车游戏136

7.10.3　格斗游戏136

第8章　战术性人工智能137

8.1 战术性思维137

8.1.1　路径寻找138

8.1.2　团队活动147

8.2　军事分析：影响图149

8.2.1 数据结构149

8.2.2　一些重要测试150

8.3　表示战术151

8.4　结束语154

第9章　脚本155

9.1.1　简单分析语言156

9.1　建立脚本语言156

9.1.2　分析结构化语言162

9.2　嵌入语言165

9.2.1　学习Lua165

9.2.2　Java脚本171

9.3　基于套接的脚本173

9.4　结束语175

第10章　网络编程176

10.1　Internet的实际工作176

10.2　从编程人员角度看套接177

10.3.1　简单TCP客户机178

10.3　客户机178

10.3.2　简单UDP客户机181

10.4　简单TCP服务器183

10.5　多客户机服务器185

10.5.1 并发的面向连接服务器185

10.5.2　迭代的面向连接服务器187

10.6　UDP服务器188

10.7　防止套接受阻189

10.8 设计客户机／服务器游戏190

10.9　大量用户的多方游戏191

10.9.1 数据外推191

10.9.3　空间分割193

10.9.2　层次消息193

10.9.4 发送状态改变194

10.9.5　使用服务器群集195

10.9.6　动态服务器与勇士综合症195

10.10　结束语196

第二部分 引擎编程198

第11章　二维游戏编程198

11.1 旧式硬件198

11.2　二维游戏的数据结构199

11.3　贴图矩阵201

地砖表202

11.4.1　屏幕游戏203

11.4　二维游戏算法203

11.4.2　双向与四向卷轴204

11.4.3　多方引擎206

11.4.4　视差卷轴207

11.4.5　各向异性引擎208

11.4.6　翻页卷轴210

11.5　特殊效果211

11.5.1　调色板效果211

11.5.2　点刻效果215

11.5.3　灰贴216

11.5.4 火216

11.6　结束语217

第12章　三维管道概述218

12.1 简介218

12.2　基本数据类型219

12.2.1 顶点219

12.2.2　索引图元219

12.2.3　颜色223

12.2.4　纹理贴图223

12.3　几何格式224

12.4　一般性图形管道225

12.4.1 剪取226

12.4.2　挑选230

12.4.3　闭合测试232

12.4.4　确定分辨率234

12.4.5　变换与灯光237

12.4.6　光栅化238

12.5　结束语240

第13章　室内绘制241

13.1 一般分析241

13.2　基于闭合的算法242

13.3　二叉空间划分算法243

13.3.1 构造243

13.3.2　视图相关排序250

13.3.3　层次式剪取251

13.3.4　闭合探测252

13.3.5 绘制253

13.4 门户绘制254

13.5　层次式闭合图258

13.6　混合方法259

13.6.1 门户／八叉树混合259

13.6.2　四叉树／BSP混合259

13.7　硬件辅助闭合测试260

13.8　结束语262

14.1　概述263

第14章　户外算法263

14.2　户外绘制的数据结构264

14.2.1 高度域264

14.2.2　四叉树265

14.2.3　二叉三角形树266

14.3　几何贴图267

14.4　ROAM269

14.4.1　第一遍：构造变差树269

14.4.2　第二遍：网格重构270

14.4.3　优化272

14.5　块LOD273

14.6　以GPU为中心的方法275

14.7 户外视景图277

14.8　结束语278

第15章　角色动画279

15.1 分析279

15.2　显式与隐式方法279

15.3　显式动画技术280

15.3.1 帧动画281

15.3.2　关键帧动画281

15.3.3　标记插值283

15.4　隐式动画概述286

15.4.1　正向动力学287

15.4.2　框架动画的数学288

15.4.3　硬件辅助框架动画289

15.5　道具处理292

15.6　关于机车293

15.7　四肢分解293

15.8　面部动画294

15.9　逆向动力学295

15.9.1　分析逆向动力学296

15.9.2　循环坐标派生298

15.10　混合正向与逆向动力学299

15.11　结束语299

16.1　第一人称视角射击游戏300

第16章　制片术300

16.2　处理惯性301

16.3 飞行模拟器与四元数303

16.4　第三人称视角镜头307

16.5　制片镜头：镜头样式311

16.6　制片镜头：位置算法314

16.6.1　选择镜头目标315

16.6.2　选择相关信息315

16.6.3　选择视图角度317

16.7　基于agent的方法317

16.8　结束语318

17.1 实际照明319

第17章　色档319

17.1.1　简单绘制方程320

17.1.2　按顶点与按像素照明322

17.2　灯光贴图323

17.2.1　扩散贴图323

17.2.2　镜面贴图323

17.2.3 使用灯光图的全局照明324

17.2.4　实现光贴图：DirectX325

17.2.5　用DirectX实现灯光贴图326

17.2.6　生成灯光贴图332

17.3　BRDF335

17.3.2　阴影339

17.3.1 平均向量339

17.4.1 铅笔绘制347

17.4　非照片真实绘制347

17.4.2　外形线绘制348

17.4.3　划线外形348

17.4.4　单帧色档349

17.4.5 油画绘制349

17.5　结束语350

第18章　纹理贴图351

18.1　纹理类型351

18.1.1　纹理贴图352

18.1.4　球形贴图353

18.1.2　XYZ贴图353

18.1.3　圆柱贴图353

18.1.5　三角形纹理贴图354

18.2　平铺与贴花355

18.3　过滤355

18.4　Mip贴图356

18.5　纹理优化357

18.5.1 纹理压缩359

18.5.2　纹理缓存与分页359

18.6　多遍方法360

18.7　多纹理363

18.8　纹理运算与组合364

18.10　环境贴图370

18.9　细节纹理370

18.11　鼓包贴图371

18.11.1　浮雕鼓包贴图371

18.11.2　Dot3鼓包贴图372

18.12　上光贴图373

18.13　结束语374

第19章　微粒系统375

19.1　微粒系统剖析375

19.2　微粒数据结束376

19.2.2　派生微粒377

19.2.1　一般性微粒系统377

19.2.3　微粒行为379

19.2.4　微粒消除382

19.2.5　绘制微粒382

19.3　关于体系结构384

19.4　加速技术386

19.4.1 避免内存分配与释放386

19.4.2　空间索引387

19.4.3　LOD微粒系统387

19.4.4　基于色档的微粒系统388

19.5 结束语388

20.1 自然与细节389

第20章　有机构绘制389

20.2　树390

20.2.1　告示牌390

20.2.2　基于图像方法391

20.2.3 平行IBR方法391

20.2.4 正交IBR方法392

20.3 草394

20.3.1 分层草395

20.3.2　统计分布算法395

20.4.3 容积云397

20.4.2　招贴板云397

20.4.1　天框与园顶397

20.4 云397

20.5　海洋398

20.5.1　逼真海洋几何398

20.5.2　海洋外观399

20.5.3 焦散性399

20.6　结束语402

第21章　过程性技术403

21.1　过程性列表403

21.2　Renderman404

21.3　实时色档语言407

21.4　色档程序类型408

21.3.4　GL2色档语言408

21.3.2　Cg408

21.3.3 HLSL408

21.3.1　当前语言408

21.4.1　色档程序集合409

21.4.2　几何效果409

21.4.3　灯光410

21.5　纹理贴图413

21.6　微粒系统415

21.7 动画416

21.8　特殊效果421

21.9　结束语423

22.1.1　球上的点424

22.1　点包括测试424

第22章　几何算法424

22.1.2　AABB中的点425

22.1.3 凸多边形的点426

22.1.4　多边形的点427

（凹与凸）：约当法427

22.1.5 曲线定理427

22.1.6　凸实体的点428

22.1.7　实体的点（约当曲线定理）428

22.2　光束相交测试429

22.2.1　光束平面429

22.2.3　光AABB测试430

22.2.2　光三角形430

22.2.4　光球测试431

22.2.5　光凸形外壳432

22.2.6 光一般实体（三维DDA）432

22.3 运动测试432

22.4　点与三角形集合碰撞（基于BSP）434

22.5 网格与网格（清扫与修剪方法）434

22.6　计算凸形外壳435

22.6.1 二维方案435

22.6.2　三维方案436

22.7　三角形简化436

22.7.3　递进网格437

22.7.1　顶点重合437

22.7.2　边重合437

22.7.4　非保守式三角形简化438

22.8　结束语440

第三部分　附录442

附录A　性能调整442

附录B　OpenGL458

附录C　Direct3D484

附录D　数学知识500

附录E　更多读物510