三維游戲引擎設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

前言

隨著全球經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，IT技術(shù)、傳媒和通信產(chǎn)業(yè)的交融使數(shù)字媒體這一信息技術(shù)與媒體藝術(shù)的交叉領(lǐng)域，得到了前所未有的發(fā)展，日益成為現(xiàn)代服務(wù)業(yè)的重要支撐和優(yōu)先發(fā)展方向，成為我國(guó)未來(lái)新產(chǎn)業(yè)的重要增長(zhǎng)點(diǎn)。國(guó)家極其重視數(shù)字媒體產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和交叉性人才的培養(yǎng)，自2005年以來(lái)，陸續(xù)成立了國(guó)家數(shù)字媒體產(chǎn)業(yè)化基地、國(guó)家動(dòng)畫產(chǎn)業(yè)基地和國(guó)家動(dòng)畫教學(xué)研究基地，這大大推進(jìn)了我國(guó)數(shù)字媒體學(xué)科的建設(shè)和數(shù)字媒體產(chǎn)學(xué)研的結(jié)合，進(jìn)而推動(dòng)了數(shù)字經(jīng)濟(jì)的健康發(fā)展。目前，數(shù)字媒體教育在國(guó)內(nèi)高等教育體系中還處于新興階段，人才缺口大，缺少系列化的優(yōu)秀教材。很多高校和研究機(jī)構(gòu)對(duì)此進(jìn)行了有益的探索，形成了一定的成果。浙江大學(xué)出版社推出的這套《數(shù)字媒體藝術(shù)與技術(shù)系列叢書(shū)》是一種很好的嘗試。該叢書(shū)結(jié)合教育部數(shù)字媒體新專業(yè)的建設(shè)要求，從數(shù)字媒體產(chǎn)業(yè)人才的實(shí)際需求出發(fā)，整合了各類高校優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源，注重技術(shù)與藝術(shù)的有機(jī)結(jié)合，既包括數(shù)字媒體的基礎(chǔ)內(nèi)容，又包括數(shù)字媒體藝術(shù)、技術(shù)的專業(yè)技能，體現(xiàn)了數(shù)字媒體與具體行業(yè)領(lǐng)域的結(jié)合以及國(guó)內(nèi)外數(shù)字媒體產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向的研究成果和動(dòng)態(tài)。我很高興地看到，《數(shù)字媒體藝術(shù)與技術(shù)系列叢書(shū)》不僅得到了教育部計(jì)算機(jī)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)、CAD&CG國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、中國(guó)圖形圖像學(xué)會(huì)等單位的大力支持，而且得到了影視、動(dòng)畫、游戲等各類媒體行業(yè)和IT產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的知名專家和學(xué)者的指導(dǎo)。這種專業(yè)教育與產(chǎn)業(yè)的融合、技術(shù)與藝術(shù)結(jié)合的探索，必將對(duì)培養(yǎng)適合產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求的高素質(zhì)人才、對(duì)我國(guó)高校數(shù)字媒體教育的發(fā)展和學(xué)科建設(shè)起到積極的推動(dòng)作用！

內(nèi)容概要

　　《三維游戲引擎設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)》結(jié)合作者自主設(shè)計(jì)并多次獲得國(guó)家級(jí)科研項(xiàng)目資助的CAP引擎的具體設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，介紹三維游戲引擎及其開(kāi)發(fā)過(guò)程?！度S游戲引擎設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)》具體介紹了蔚戲引擎的構(gòu)架、三維場(chǎng)景管理模塊的設(shè)計(jì)、渲染器的設(shè)計(jì)、骨骼動(dòng)畫的設(shè)計(jì)、粒子特效及編輯器的設(shè)計(jì)、GUI其編輯器的設(shè)計(jì)、輸入輸出模塊的設(shè)計(jì)、網(wǎng)絡(luò)模塊的設(shè)計(jì)、音效模塊的設(shè)計(jì)、人工智能模塊的設(shè)計(jì)以及引擎總體架構(gòu)等方西的內(nèi)容?！　AP引擎由C++語(yǔ)言編寫，配套光盤中附有該引擎的所有源代碼和若干相關(guān)的DEM0，以及引擎設(shè)計(jì)的參考文檔。　　《三維游戲引擎設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)》可作為各高校數(shù)字媒體類相關(guān)專業(yè)的教學(xué)月書(shū)瓤；也可以作為游戲設(shè)討愛(ài)好者的工具書(shū)或參考書(shū)。

作者簡(jiǎn)介

耿衛(wèi)東，浙江大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院教授，博士生導(dǎo)師，數(shù)字媒體與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)系主任，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)國(guó)家重點(diǎn)驗(yàn)室副主任，香港理工大學(xué)設(shè)計(jì)學(xué)院兼職副教授。主要研究專長(zhǎng)為計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)、數(shù)字媒體與娛樂(lè)技術(shù)、人工智能/認(rèn)知科學(xué)。2004年入選浙江省151人才工程第二層次培養(yǎng)對(duì)象，2007年獲選教育部新世紀(jì)人才計(jì)劃資助。陳凱，有多年游戲開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)，2005年作為中國(guó)的兩名代表之一參加Dare to be digital游戲創(chuàng)作大賽，獲最佳程序員獎(jiǎng)。李鑫，杭州海瓜軟件科技有限公司創(chuàng)始人之一，主持開(kāi)發(fā)過(guò)多款休閑類網(wǎng)絡(luò)游戲。徐明亮，研究方向是游戲引擎及Game al，曾參與翻譯了Advance 3d gome all in one 一書(shū)。

書(shū)籍目錄

第1章 游戲引擎發(fā)展概況1.1 何為游戲引擎1.2 世界游戲引擎發(fā)展概況1.2.1 引擎的誕生（1992-1993年）1.2.2 引擎的轉(zhuǎn)變（1994-1997年）1.2.3 引擎的革命（1998-2000年）1.2.4 跨世紀(jì)的引擎（2001-）1.3 國(guó)內(nèi)游戲引擎發(fā)展概況1.4 游戲引擎的發(fā)展趨勢(shì)第2章 游戲引擎的總體架構(gòu)設(shè)計(jì)2.1 游戲引擎的構(gòu)架2.2 客戶端體系結(jié)構(gòu)2.2.1 登錄服務(wù)器2.2.2 大廳服務(wù)器2.2.3 中心服務(wù)器2.2.4 數(shù)據(jù)服務(wù)器2.2.5 游戲服務(wù)器第3章 三維場(chǎng)景管理模塊的設(shè)計(jì)3.1 場(chǎng)景圖3.2 有向包圍盒3.3 節(jié)點(diǎn)包圍球3.4 場(chǎng)景圖的渲染第4章 三維渲染管道的設(shè)計(jì)4.1 渲染器4.2 材質(zhì)管理4.3 頂點(diǎn)緩沖區(qū)和索引緩沖區(qū)4.3.1 頂點(diǎn)緩沖區(qū)4.3.2 索引緩沖區(qū)4.4 靜態(tài)模型第5章 骨骼動(dòng)畫技術(shù)的實(shí)現(xiàn)5.1 動(dòng)作數(shù)據(jù)格式解析5.1.1 骨架5.1.2 蒙皮骨骼5.1.3 關(guān)鍵幀骨骼動(dòng)畫5.2 骨骼動(dòng)畫的更新5.3 進(jìn)階骨骼動(dòng)畫5.4 動(dòng)畫瀏覽器第6章 粒子特效6.1 粒f系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)6.2 關(guān)鍵幀技術(shù)及自定義發(fā)射器示例6.3 粒子系統(tǒng)編輯器第7章 圖形用戶界面模塊第8章 輸入模塊第9章 網(wǎng)絡(luò)模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)第10章 音效模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)第11章 游戲中的人工智能技術(shù)附錄參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：第1章 游戲引擎發(fā)展概況本章作為全書(shū)的緒論，主要介紹何為游戲引擎、引擎在游戲中的作用以及它的進(jìn)化對(duì)于游戲的發(fā)展產(chǎn)生了哪些影響、世界游戲引擎發(fā)展概況、國(guó)內(nèi)游戲引擎發(fā)展概況以及游戲引擎技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)等。 1.1 何為游戲引擎簡(jiǎn)單地說(shuō)，游戲引擎就是“用于控制所有游戲功能的主程序”，從計(jì)算碰撞、物理系統(tǒng)和物體的相對(duì)位置到接受玩家的輸入，以及聲音的輸出等等功能，都是游戲引擎需要負(fù)責(zé)的事情。它扮演著中場(chǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)的角’色，把游戲中的所有元素捆綁在一起，在后臺(tái)指揮它們有序地工作。因此，無(wú)論是2D游戲還是3D游戲，無(wú)論是角色扮演游戲、即時(shí)策略游戲、冒險(xiǎn)解謎游戲還是動(dòng)作射擊游戲，哪怕是一個(gè)小游戲，都有一段起控制作用的代碼。經(jīng)過(guò)不斷地進(jìn)化，如今的游戲引擎已經(jīng)發(fā)展為由多個(gè)子系統(tǒng)共同構(gòu)成的復(fù)雜系統(tǒng)，從建模、動(dòng)畫到光影、粒子特效，從物理系統(tǒng)、碰撞檢測(cè)到文件管理、網(wǎng)絡(luò)特性，還有專業(yè)的編輯工具和插件，幾乎涵蓋了開(kāi)發(fā)過(guò)程中的所有重要環(huán)節(jié)。一個(gè)典型的游戲引擎一般包含以下幾個(gè)組件。

編輯推薦

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