Sanjay Madhav 是南加利福尼亞大學的講師，在那裏他教授瞭幾門與遊戲編程相關的課程。而在全職加入南加利福尼亞大學之前，他作為程序員在許多公司工作過，包括Electronic Arts、Neverso 及Pandemic Studios。雖然他在很多係統上都有著豐富的開發經驗，但是他最感興趣的還是遊戲機製的開發。他所參與的遊戲包括《榮譽勛章：太平洋突襲》（Tony Hawk’s Project 8）、《指環王：徵服》（Lord of the Rings: Conquest）和The Saboteur。
從2008 年開始，Sanjay 在南加利福尼亞大學兼職，當時他還是全職遊戲程序員當中的一員。在2009 年年末Pandemic Studios 關閉之後，他決定專注於教越來越重要的遊戲程序員。他的主要課程是麵嚮本科生的遊戲編程課程，而且已經連續教瞭10 個學期。
第1 章遊戲編程概述. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
遊戲編程的發展2
Atari 時期（1977—1985 年） 2
NES 和SNES 時期（1985—1995 年） 3
PS 和PS2 時期（1995—2005 年） 3
Xbox360、PS3 和Wii 時期（2005—2013 年） 3
遊戲的未來4
遊戲循環4
傳統的遊戲循環4
多綫程下的遊戲循環6
時間和遊戲8
真實時間和遊戲時間8
通過處理時間增量來錶示遊戲邏輯8
遊戲對象10
遊戲對象的類型10
遊戲循環中的遊戲對象11
總結13
習題13
相關資料14
遊戲編程的發展14
遊戲循環14
遊戲對象14
第2 章2D 圖形. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
2D 渲染基礎16
CRT 顯示器基礎16
像素緩衝區和垂直同步17
精靈18
繪製精靈18
動畫精靈20
精靈錶單23
滾屏24
單軸滾屏24
無限滾屏26
平行滾屏27
四嚮滾屏28
磚塊地圖29
簡單的磚塊地圖29
斜視等視角磚塊地圖31
總結32
習題32
相關資料33
Cocos2D 33
SDL 33
第3 章遊戲中的綫性代數. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
嚮量35
加法36
減法37
長度、單位嚮量和正規化38
標量乘積39
點乘40
問題舉例：嚮量反射41
叉乘43
問題舉例：鏇轉一個2D 角色45
綫性插值46
坐標係47
矩陣48
加法/減法48
標量乘法49
乘法49
逆矩陣50
轉置50
用矩陣變換3D 嚮量51
總結52
習題52
相關資料53
第4 章3D 圖形. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
基礎55
多邊形55
坐標係55
模型坐標係56
世界坐標係56
視角/攝像機坐標係60
投影坐標係62
光照與著色64
顔色64
頂點屬性65
光照67
Phong 光照模型68
著色70
可見性71
再探畫傢算法72
深度緩衝區73
再探世界變換74
四元數75
3D 遊戲對象的錶示77
總結77
習題77
相關資料78
第5 章遊戲輸入. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
輸入設備80
數字輸入80
模擬輸入82
基於事件的輸入係統84
基礎事件係統85
一個更復雜的係統87
移動設備輸入89
觸屏和手勢89
加速器和陀螺儀91
其他移動設備輸入92
總結92
習題92
相關資料93
第6 章聲音. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
基本聲音95
原始數據95
聲音事件95
3D 聲音98
監聽者和發射者98
衰減100
環繞聲100
數字信號處理101
常見數字信號處理效果102
區域標記102
其他聲音話題103
多普勒效應103
聲音遮擋104
總結105
目錄xiii
習題106
參考資料106
第7 章物理. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
平麵、射綫和綫段108
平麵108
射綫和綫段109
碰撞幾何體110
包圍球110
軸對齊包圍盒111
朝嚮包圍盒111
膠囊體112
凸多邊形113
組閤碰撞幾何體113
碰撞檢測113
球與球的交叉113
AABB 與AABB 交叉114
綫段與平麵交叉115
綫段與三角片交叉117
球與平麵交叉119
球形掃掠體檢測120
響應碰撞124
優化碰撞125
基於物理的移動126
綫性力學概覽127
可變時間步長帶來的問題128
力的計算128
歐拉和半隱式歐拉積分129
Verlet 積分法129
其他積分方法130
角力學130
物理中間件130
總結131
習題131
相關資料131
第8 章攝像機. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
攝像機的類型133
固定攝像機133
第一人稱攝像機134
跟隨攝像機134
場景切換攝像機135
透視投影135
視場136
寬高比137
攝像機的實現138
基礎的跟隨攝像機138
彈性跟隨攝像機139
鏇轉攝像機142
第一人稱攝像機144
樣條攝像機146
攝像機支持算法149
攝像機碰撞149
揀選149
總結151
習題151
相關資料151
第9 章人工智能. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
“真”AI 與遊戲AI 153
尋路153
搜索空間的錶示154
可接受的啓發式算法156
貪婪最佳優先算法157
A* 尋路161
Dijkstra 算法163
基於狀態的行為164
AI 的狀態機164
基礎的狀態機實現165
狀態機設計模式167
策略和計劃168
策略168
計劃169
總結170
習題170
相關資料172
通用AI 172
尋路172
狀態172
第10 章用戶界麵. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173
菜單係統174
菜單棧174
按鈕175
打字176
HUD 元素177
路點箭頭177
準心180
雷達181
其他需要考慮的UI 問題186
支持多套分辨率186
本地化187
UI 中間件189
用戶體驗189
總結189
習題189
相關資料190
第11 章腳本語言和數據格式. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191
腳本語言192
摺中192
腳本語言的類型193
Lua 194
UnrealScript 195
可視化腳本係統196
實現一門腳本語言197
標記化197
正則錶達式198
語法分析199
代碼的執行和生成200
數據格式202
摺中202
二進製格式203
INI 203
XML 203
JSON 204
案例學習：《魔獸世界》中的UI Mod 205
布局和事件205
行為206
問題：玩傢自動操作206
問題：UI 兼容性206
結論207
總結207
習題207
相關資料208
第12 章網絡遊戲. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209
協議210
IP 210
ICMP 211
TCP 212
UDP 214
網絡拓撲215
服務器/客戶端216
點對點218
作弊219
信息作弊219
遊戲狀態作弊220
中間人攻擊220
總結221
習題221
相關資料222
第13 章遊戲示例：橫嚮滾屏者（iOS） . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223
概覽224
Objective-C 224
Cocos2D 225
代碼分析226
AppDelegate 226
MainMenuLayer 227
GameplayScene 227
ScrollingLayer 227
Ship 228
Projectile 229
Enemy 229
ObjectLayer 229
練習230
總結231
第14 章遊戲示例：塔防（PC/Mac）. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232
概覽233
C# 233
XNA 235
MonoGame 235
xviii 目錄
代碼分析236
設置236
單件236
遊戲類237
遊戲狀態237
遊戲對象238
關卡239
計時器239
尋路240
攝像機和投影241
輸入241
物理242
本地化242
圖形242
聲音243
用戶界麵243
練習245
總結246
附錄A 習題答案. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247
附錄B 對開發者有用的工具. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260
· · · · · · (
收起)
《遊戲編程算法與技巧》介紹瞭大量今天在遊戲行業中用到的算法與技術。《遊戲編程算法與技巧》是為廣大熟悉麵嚮對象編程以及基礎數據結構的遊戲開發者所設計的。作者采用瞭一種獨立於平颱框架的方法來展示開發，包括2D 和3D 圖形學、物理、人工智能、攝像機等多個方麵的技術。《遊戲編程算法與技巧》中內容幾乎兼容所有遊戲，無論這些遊戲采用何種風格、開發語言和框架。
《遊戲編程算法與技巧》的每個概念都是用C#、Java 或C++ 程序員直觀明白的僞代碼闡述的，並且這些僞代碼都已被作者改進和驗證過。《遊戲編程算法與技巧》中每章末均配有習題或練習，以幫助讀者對所學內容進行鞏固。《遊戲編程算法與技巧》最後，作者詳細分析瞭兩款完整的遊戲，清楚展現瞭前麵章節講到的很多技術和算法。
