游戲核心算法編程內(nèi)幕

第一部分 游戲編程
第1章 游戲編程時(shí)間表
1.1 第一階段：“星球大戰(zhàn)”之前
1.2 第二階段：從“星球大戰(zhàn)”到Atari
1.3 第三階段：游戲控制臺(tái)與個(gè)人計(jì)算機(jī)
1.3.1 游戲控制臺(tái)與游戲開(kāi)發(fā)人員
1.3.2 個(gè)人計(jì)算機(jī)
1.4 第四階段：調(diào)整與匯總
1.5 第五階段：游戲引擎的出現(xiàn)
1.6 第六階段：手指式革命
1.7 第七階段：移動(dòng)現(xiàn)象
1.8 第八階段：多方游戲
1.9 結(jié)束語(yǔ)
第2章 游戲體系結(jié)構(gòu)
2.1 實(shí)時(shí)軟件
2.2 游戲邏輯段
2.2.1 玩家更新
2.2.2 世界更新
2.3 顯示段
2.3.1 世界繪制
2.3.2 NPC繪制
2.3.3 玩家
2.3.4 問(wèn)題：網(wǎng)絡(luò)游戲
2.4 編程過(guò)程關(guān)卡
2.5 結(jié)束語(yǔ)
第3章 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法
3.1 類(lèi)型、結(jié)構(gòu)和類(lèi)
3.2 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
3.2.1 靜態(tài)數(shù)組
3.2.2 鏈表
3.2.3 雙向鏈表
3.2.4 隊(duì)列
3.2.5 堆棧
3.2.6 雙頭隊(duì)列
3.2.7 表
3.2.8 樹(shù)
3.2.9 優(yōu)先隊(duì)列
3.2.10 圖
3.3 標(biāo)準(zhǔn)模板庫(kù)
3.3.1 容器
3.3.2 迭代器
3.4 結(jié)束語(yǔ)
第4章 設(shè)計(jì)模式
4.1 設(shè)計(jì)模式定義
4.2 一些重要編程模式
4.2.1 單體模式
4.2.2 策略模式
4.2.3 工廠模式
4.2.4 空間索引
4.2.5 復(fù)合模式
4.2.6 輕量級(jí)模式
4.3 可用性模式
4.3.1 屏蔽模式
4.3.2 狀態(tài)模式
4.3.3 自動(dòng)方式取消
4.3.4 磁化
4.3.5 焦點(diǎn)模式
4.3.6 進(jìn)程模式
4.4 結(jié)束語(yǔ)
第5章 用戶(hù)輸入
5.1 鍵盤(pán)
5.2 鼠標(biāo)
5.3 游戲桿
5.4 硬件抽象
5.5 力量反饋
5.6 結(jié)束語(yǔ)
第6章 基本人工智能技術(shù)
6.1 情境
6.2 人工智能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
6.2.1 感知世界
6.2.2 記憶
6.2.3 分析/推理核心
6.2.4 動(dòng)作/輸出系統(tǒng)
6.3 特定技術(shù)
6.3.1 有限狀態(tài)機(jī)
6.3.2 規(guī)則系統(tǒng)
6.3.3 規(guī)劃與解題
6.3.4 生物靈感人工智能
6.4 結(jié)束語(yǔ)
第7章 面向動(dòng)作的人工智能
7.1 動(dòng)作游戲
7.2 動(dòng)作設(shè)計(jì)人工智能
7.3 對(duì)象跟蹤
7.3.1 眼睛接觸:二維半平面測(cè)試
7.3.2 三維版本：半球
7.4 追趕
7.4.1 二維追趕：固定速度
7.4.2 預(yù)測(cè)性追趕
7.5 逃避
7.6 巡邏
7.7 隱藏與遮蓋
7.8 射擊
7.8.1 無(wú)限速度瞄準(zhǔn)
7.8.2 實(shí)際瞄準(zhǔn)
7.8.3 機(jī)關(guān)槍
7.9 綜合起來(lái)
7.9.1 并行自動(dòng)化
7.9.2 AI同步
7.10 結(jié)束語(yǔ)
7.10.1 平臺(tái)游戲
7.10.2 射擊游戲
7.10.3 格斗游戲
7.10.4 賽車(chē)游戲
第8章 戰(zhàn)術(shù)性人工智能
8.1 戰(zhàn)術(shù)性思維
8.1.1 路徑尋找
8.1.2 團(tuán)隊(duì)活動(dòng)
8.2 軍事分析：影響圖
8.2.1 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
8.2.2 一些重要測(cè)試
8.3 表示戰(zhàn)術(shù)
8.4 結(jié)束語(yǔ)
第9章 腳本
9.1 建立腳本語(yǔ)言
9.1.1 簡(jiǎn)單分析語(yǔ)言
9.1.2 分析結(jié)構(gòu)化語(yǔ)言
9.2 嵌入語(yǔ)言
9.2.1 學(xué)習(xí)Lua
9.2.2 Java腳本
9.3 基于套接的腳本
9.4 結(jié)束語(yǔ)
第10章 網(wǎng)絡(luò)編程
10.1 Internet的實(shí)際工作
10.2 從編程人員角度看套接
10.3 客戶(hù)機(jī)
10.3.1 簡(jiǎn)單TCP客戶(hù)機(jī)
10.3.2 簡(jiǎn)單UDP客戶(hù)機(jī)
10.4 簡(jiǎn)單TCP服務(wù)器
10.5 多客戶(hù)機(jī)服務(wù)器
10.5.1 并發(fā)的面向連接服務(wù)器
10.5.2 迭代的面向連接服務(wù)器
10.6 UDP服務(wù)器
10.7 防止套接受阻
10.8 設(shè)計(jì)客戶(hù)機(jī)/服務(wù)器游戲
10.9 大量用戶(hù)的多方游戲
10.9.1 數(shù)據(jù)外推
10.9.2 層次消息
10.9.3 空間分割
10.9.4 只發(fā)送狀態(tài)改變
10.9.5 使用服務(wù)器群集
10.9.6 動(dòng)態(tài)服務(wù)器與勇士綜合癥
10.10 結(jié)束語(yǔ)
第二部分 引擎編程
第11章 二維游戲編程
11.1 舊式硬件
11.2 二維游戲的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
11.3 貼圖矩陣地磚表
11.4 二維游戲算法
11.4.1 屏幕游戲
11.4.2 雙向與四向卷軸
11.4.3 多方引擎
11.4.4 視差卷軸
11.4.5 各向異性引擎
11.4.6 翻頁(yè)卷軸
11.5 特殊效果
11.5.1 調(diào)色板效果
11.5.2 點(diǎn)刻效果
11.5.3 灰貼
11.5.4 火
11.6 結(jié)束語(yǔ)
第12章 三維管道概述
12.1 簡(jiǎn)介
12.2 基本數(shù)據(jù)類(lèi)型
12.2.1 頂點(diǎn)
12.2.2 索引圖元
12.2.3 顏色
12.2.4 紋理貼圖
12.3 幾何格式
12.4 一般性圖形管道
12.4.1 剪取
12.4.2 挑選
12.4.3 閉合測(cè)試
12.4.4 確定分辨率
12.4.5 變換與燈光
12.4.6 光柵化
12.5 結(jié)束語(yǔ)
第13章 室內(nèi)繪制
13.1 一般分析
13.2 基于閉合的算法
13.3 二叉空間劃分算法
13.3.1 構(gòu)造
13.3.2 視圖相關(guān)排序
13.3.3 層次式剪取
13.3.4 閉合探測(cè)
13.3.5 繪制
13.4 門(mén)戶(hù)繪制
13.5 層次式閉合圖
13.6 混合方法
13.6.1 門(mén)戶(hù)/八叉樹(shù)混合
13.6.2 四叉樹(shù)/BSP混合
13.7 硬件輔助閉合測(cè)試
13.8 結(jié)束語(yǔ)
第14章 戶(hù)外算法
14.1 概述
14.2 戶(hù)外繪制的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
14.2.1 高度域
14.2.2 四叉樹(shù)
14.2.3 二叉三角形樹(shù)
14.3 幾何貼圖
14.4 ROAM
14.4.1 第一遍：構(gòu)造變差樹(shù)
14.4.2 第二遍：網(wǎng)格重構(gòu)
14.4.3 優(yōu)化
14.5 塊LOD
14.6 以GPU為中心的方法
14.7 戶(hù)外視景圖
14.8 結(jié)束語(yǔ)
第15章 角色動(dòng)畫(huà)
15.1 分析
15.2 顯式與隱式方法
15.3 顯式動(dòng)畫(huà)技術(shù)
15.3.1 幀動(dòng)畫(huà)
15.3.2 關(guān)鍵幀動(dòng)畫(huà)
15.3.3 標(biāo)記插值
15.4 隱式動(dòng)畫(huà)概述
15.4.1 正向動(dòng)力學(xué)
15.4.2 框架動(dòng)畫(huà)的數(shù)學(xué)
15.4.3 硬件輔助框架動(dòng)畫(huà)
15.5 道具處理
15.6 關(guān)于機(jī)車(chē)
15.7 四肢分解
15.8 面部動(dòng)畫(huà)
15.9 逆向動(dòng)力學(xué)
15.9.1 分析逆向動(dòng)力學(xué)
15.9.2 循環(huán)坐標(biāo)派生
15.10 混合正向與逆向動(dòng)力學(xué)
15.11 結(jié)束語(yǔ)
第16章 制片術(shù)
16.1 第一人稱(chēng)視角射擊游戲
16.2 處理慣性
16.3 飛行模擬器與四元數(shù)
16.4 第三人稱(chēng)視角鏡頭
16.5 制片鏡頭：鏡頭樣式
16.6 制片鏡頭：位置算法
16.6.1 選擇鏡頭目標(biāo)
16.6.2 選擇相關(guān)信息
16.6.3 選擇視圖角度
16.7 基于agent的方法
16.8 結(jié)束語(yǔ)
第17章 色檔
17.1 實(shí)際照明
17.1.1 簡(jiǎn)單繪制方程
17.1.2 按頂點(diǎn)與按像素照明
17.2 燈光貼圖
17.2.1 擴(kuò)散貼圖
17.2.2 鏡面貼圖
17.2.3 使用燈光圖的全局照明
17.2.4 實(shí)現(xiàn)光貼圖：DirectX
17.2.5 用DirectX實(shí)現(xiàn)燈光貼圖
17.2.6 生成燈光貼圖
17.3 BRDF
17.3.1 平均向量
17.3.2 陰影
17.4 非照片真實(shí)繪制
17.4.1 鉛筆繪制
17.4.2 外形線繪制
17.4.3 劃線外形
17.4.4 單幀色檔
17.4.5 油畫(huà)繪制
17.5 結(jié)束語(yǔ)
第18章 紋理貼圖
18.1 紋理類(lèi)型
18.1.1 紋理貼圖
18.1.2 XYZ貼圖
18.1.3 圓柱貼圖
18.1.4 球形貼圖
18.1.5 三角形紋理貼圖
18.2 平鋪與貼花
18.3 過(guò)濾
18.4 Mip貼圖
18.5 紋理優(yōu)化
18.5.1 紋理壓縮
18.5.2 紋理緩存與分頁(yè)
18.6 多遍方法
18.7 多紋理
18.8 紋理運(yùn)算與組合
18.9 細(xì)節(jié)紋理
18.10 環(huán)境貼圖
18.11 鼓包貼圖
18.11.1 浮雕鼓包貼圖
18.11.2 Dot3鼓包貼圖
18.12 上光貼圖
18.13 結(jié)束語(yǔ)
第19章 微粒系統(tǒng)
19.1 微粒系統(tǒng)剖析
19.2 微粒數(shù)據(jù)結(jié)束
19.2.1 一般性微粒系統(tǒng)
19.2.2 派生微粒
19.2.3 微粒行為
19.2.4 微粒消除
19.2.5 繪制微粒
19.3 關(guān)于體系結(jié)構(gòu)
19.4 加速技術(shù)
19.4.1 避免內(nèi)存分配與釋放
19.4.2 空間索引
19.4.3 LOD微粒系統(tǒng)
19.4.4 基于色檔的微粒系統(tǒng)
19.5 結(jié)束語(yǔ)
第20章 有機(jī)構(gòu)繪制
20.1 自然與細(xì)節(jié)
20.2 樹(shù)
20.2.1 告示牌
20.2.2 基于圖像方法
20.2.3 平行IBR方法
20.2.4 正交IBR方法
20.3 草
20.3.1 分層草
20.3.2 統(tǒng)計(jì)分布算法
20.4 云
20.4.1 天框與園頂
20.4.2 招貼板云
20.4.3 容積云
20.5 海洋
20.5.1 逼真海洋幾何
20.5.2 海洋外觀
20.5.3 焦散性
20.6 結(jié)束語(yǔ)
第21章 過(guò)程性技術(shù)
21.1 過(guò)程性列表
21.2 Renderman
21.3 實(shí)時(shí)色檔語(yǔ)言
21.3.1 當(dāng)前語(yǔ)言
21.3.2 Cg
21.3.3 HLSL
21.3.4 GL2色檔語(yǔ)言
21.4 色檔程序類(lèi)型
21.4.1 色檔程序集合
21.4.2 幾何效果
21.4.3 燈光
21.5 紋理貼圖
21.6 微粒系統(tǒng)
21.7 動(dòng)畫(huà)
21.8 特殊效果
21.9 結(jié)束語(yǔ)
第22章 幾何算法
22.1 點(diǎn)包括測(cè)試
22.1.1 球上的點(diǎn)
22.1.2 AABB中的點(diǎn)
22.1.3 凸多邊形的點(diǎn)
22.1.4 多邊形的點(diǎn)（凹與凸）：約當(dāng)法
22.1.5 曲線定理
22.1.6 凸實(shí)體的點(diǎn)
22.1.7 實(shí)體的點(diǎn)（約當(dāng)曲線定理）
22.2 光束相交測(cè)試
22.2.1 光束平面
22.2.2 光三角形
22.2.3 光AABB測(cè)試
22.2.4 光球測(cè)試
22.2.5 光凸形外殼
22.2.6 光一般實(shí)體（三維DDA）
22.3 運(yùn)動(dòng)測(cè)試
22.4 點(diǎn)與三角形集合碰撞（基于BSP）
22.5 網(wǎng)格與網(wǎng)格（清掃與修剪方法）
22.6 計(jì)算凸形外殼
22.6.1 二維方案
22.6.2 三維方案
22.7 三角形簡(jiǎn)化
22.7.1 頂點(diǎn)重合
22.7.2 邊重合
22.7.3 遞進(jìn)網(wǎng)格
22.7.4 非保守式三角形簡(jiǎn)化
22.8 結(jié)束語(yǔ)
第三部分 附錄
附錄A 性能調(diào)整
附錄B OpenGL
附錄C Direct3D
附錄D 數(shù)學(xué)知識(shí)
附錄E 更多讀物