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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4

1.3 计算机游戏的分类6

1.4 计算机游戏的开发过程10

1.5 中国游戏业的展望12

习题113

参考文献13

第2章 游戏程序设计概览14

2.1 游戏的基本流程和体系结构14

2.2 游戏开发的基本理念及方法17

2.3 游戏引擎简介18

2.4 游戏的调试与测试20

2.5 游戏开发的准则和“忠告”22

2.6 游戏编程人员的基本素质要求24

2.7 小结25

习题225

参考文献26

第3章 二维游戏的基本编程技术27

3.1 二维游戏的基本流程和架构27

3.2 图像文件的解析27

3.3 地图的创建与显示30

3.3.1 固定地图30

3.3.2 滚屏地图31

3.3.3 多层次地图32

3.3.4 菱形地图32

3.4 颜色的混合与半透明效果34

3.4.1 基本原理和步骤34

3.4.2 Alpha融合技术36

3.5 精灵动画37

3.6 二维游戏世界的模拟40

3.6.1 碰撞检测40

3.6.2 物体遮挡关系42

3.6.3 物体运动模拟42

3.7 一个简单的二维潜艇游戏循环实例43

3.8 小结45

习题345

参考文献45

第4章 三维图形学基础46

4.1 向量、矩阵及四元数运算46

4.1.1 向量运算46

4.1.2 矩阵运算47

4.1.3 四元数及其运算51

4.2 常用的立体几何算法53

4.2.1 常用几何体的表达与生成53

4.2.2 常用几何体之间的距离与求交54

4.2.3 常用几何体的属性计算55

4.3 三维场景的表达模型57

4.3.1 三角网格模型59

4.3.2 三类常用参数曲面60

4.4 真实感图形生成64

4.4.1 坐标系64

4.4.2 图形绘制流程65

4.4.3 颜色理论71

4.4.4 光照明计算74

4.5 游戏画面的刷新与反走样80

4.5.1 画面刷新和计时函数80

4.5.2 反走样处理81

4.6 小结81

习题482

参考文献82

第5章 三维游戏场景的组织和绘制83

5.1 三维场景的组织与管理83

5.1.1 基于场景图的表达和管理84

5.1.2 基于绘制状态的场景管理88

5.1.3 基于景物包围体的场景组织89

5.1.4 优化场景绘制的几何剖分技术91

5.1.5 景物包围体与场景剖分技术比较96

5.2 游戏场景的几何优化96

5.2.1 层次细节（LOD）技术97

5.2.2 渐进网格和连续多分辨率绘制技术99

5.3 三维场景的快速可见性判断与消隐99

5.3.1 可见性判断算法分类100

5.3.2 基于入口技术的可见性判断101

5.3.3 遮挡面剔除技术103

5.3.4 潜在可见集（PVS）方法105

5.4 地形场景的绘制与漫游106

5.5 三维游戏场景中的碰撞检测108

5.5.1 碰撞检测的基本原理109

5.5.2 基于空间剖分结构的碰撞检测算法109

5.5.3 层次包围体树法110

5.5.4 基于图像空间的碰撞检测算法112

5.6 小结112

习题5112

参考文献113

第6章 游戏中的高级图形技术114

6.1 纹理映射114

6.1.1 纹理映射的基本原理115

6.1.2 凹凸纹理映射120

6.1.3 位移映射124

6.1.4 环境纹理映射126

6.1.5 基于光照映射的快速绘制128

6.1.6 高级纹理映射技术总结130

6.2 混合式图像和几何绘制131

6.2.1 光晕132

6.2.2 精灵图元的绘制133

6.2.3 Billboard技术133

6.2.4 Impostor技术136

6.3 过程式建模技术137

6.3.1 粒子系统138

6.3.2 L系统与植被的模拟140

6.3.3 爆炸与火焰142

6.3.4 云的过程式纹理生成143

6.4 场景光影特效模拟143

6.4.1 阴影143

6.4.2 雾151

6.4.3 运动模糊和域深153

6.5 小结154

习题6154

参考文献154

第7章 三维动画的基本编程技术156

7.1 三维动画技术概述156

7.2 关键帧动画技术158

7.2.1 关键帧的指定158

7.2.2 中间帧的插值技术160

7.3 基于动作捕捉的动画技术166

7.3.1 动作捕捉系统简介167

7.3.2 动作捕捉数据的文件格式及其解析169

7.3.3 动作捕捉数据的编辑与重用182

7.4 脚本驱动的动画技术184

7.5 小结187

习题7188

参考文献188

第8章 游戏中的音频编程189

8.1 声音基础189

8.1.1 声音的生成189

8.1.2 声间的编码存储190

8.1.3 声音的合成191

8.2 DirectX Audio编程192

8.2.1 DirectX Audio概念192

8.2.2 DirectSound的工作原理192

8.2.3 DirectSound编程初步195

8.2.4 DirectMusic播放MIDI背景音乐201

8.3 三维音效生成204

8.3.1 听觉理论204

8.3.2 环境模拟204

8.3.3 DirectSound的三维音效编程206

8.4 常见的声音引擎简介210

8.5 小结211

习题8211

参考文献212

第9章 游戏中的人机界面技术213

9.1 游戏的可玩性与人机界面214

9.2 用户界面设计基础215

9.2.1 用户界面的色彩设计215

9.2.2 用户界面的形式217

9.2.3 游戏软件的界面设计221

9.2.4 用户界面开发设计原则221

9.2.5 用户界面的软件开发过程222

9.3 DirectInput编程223

9.3.1 Windows系统下的键盘操作223

9.3.2 DirectInput键盘编程224

9.3.3 DirectInput鼠标编程227

9.3.4 DirectInput游戏操纵杆编程228

9.4 Wii手柄的运动传感数据获取编程230

9.4.1 Wiimote编程接口API说明230

9.4.2 基于Wiimote获取运动传感数据的示例代码232

9.5 小结233

习题9234

参考文献234

第10章 游戏中的人工智能235

10.1 游戏AI简介235

10.2 常见的游戏AI技术237

10.2.1 有限状态机237

10.2.2 脚本语言239

10.2.3 模糊逻辑240

10.2.4 多智能体技术与人工生命240

10.2.5 决策树241

10.2.6 人工神经元网络242

10.2.7 遗传算法243

10.2.8 群体行为的模拟245

10.2.9 常见游戏AI的技术特点分析与比较246

10.3 跟踪与追逐行为的模拟246

10.4 有限状态机和模糊有限状态机的实现250

10.4.1 有限状态机的实现250

10.4.2 模糊有限状态机的实现259

10.5 A＊算法和路径寻找技术264

10.5.1 搜索技术及A＊算法264

10.5.2 路径寻找技术273

10.6 游戏AI的设计和实现原则278

10.7 小结282

习题10283

参考文献284

第11章 网络游戏的基本编程技术285

11.1 网络游戏的基本架构285

11.2 Winsock编程基础287

11.2.1 TCP/UDP简介287

11.2.2 Socket和Winsocket简介288

11.2.3 Winsock编程结构289

11.2.4 Winsock地址处理291

11.2.5 Winsock函数介绍292

11.2.6 Winsock综合示例297

11.3 网络游戏通信协议300

11.3.1 游戏通信协议简介301

11.3.2 游戏通信协议结构301

11.3.3 协议打包／解包301

11.4 小型网络游戏设计与实现302

11.5 大型多人网络游戏设计策略304

11.5.1 基于推测的数据传输304

11.5.2 消息等级化305

11.5.3 游戏空间剖分305

11.5.4 消息发送策略306

11.5.5 集群化服务器306

11.6 网络传输的优化307

11.6.1 采用UDP协议307

11.6.2 采用多播技术308

11.6.3 使用I/O Completion Port308

11.7 小结309

习题11309

参考文献309

附录A OGRE使用说明310

附录B 游戏开发的团队项目说明324