網絡游戲客戶端編程

第1章 計算機圖形學基礎 1
1.1 3D圖形學概述 2
1.1.1 計算機圖形學基礎 2
1.1.2 計算機圖形顯示技術 4
1.1.3 計算機圖形處理器 4
1.1.4 顯卡發(fā)展史 6
1.2 向量 11
1.2.1 向量的概念 11
1.2.2 坐標系 12
1.2.3 向量的運算 13
1.3 矩陣 16
1.3.1 矩陣的概念 16
1.3.2 矩陣的運算 17
1.3.3 齊次坐標 20
1.4 圖形幾何變換 20
1.4.1 圖形幾何變換的意義 20
1.4.2 二維圖形的幾何變換 21
1.4.3 三維圖形的幾何變換 23
1.5 四元數 25
1.5.1 復數理論 25
1.5.2 四元數的運算 26
1.5.3 四元數在圖形學中的應用 28
本章小結 30
自測習題 31
課后作業(yè) 31
第2章 DirectX基礎 33
2.1 DirectX介紹 34
2.1.1 DirectX及其歷史 34
2.1.2 DirectX開發(fā)庫 37
2.1.3 DirectX編程約定和命名規(guī)范 37
2.1.4 DirectX環(huán)境配置 40
2.2 D3D相關概念 42
2.2.1 HAL和COM 42
2.2.2 D3D中的基礎概念 46
2.2.3 空間的概念 47
2.3 T&L渲染流水線 48
2.3.1 T&L的概念 48
2.3.2 空間轉換 49
2.3.3 照明與投影 50
2.3.4 投影后的處理 51
2.3.5 渲染中的數據存儲 53
2.4 D3D中的圖元 54
2.4.1 D3D中圖元（Primitive）的概念 54
2.4.2 圖元類型 55
2.5 D3D程序基本框架 57
2.5.1 初始化Direct3D程序 58
2.5.2 圖形顯示 63
本章小結 65
自測習題 65
課后作業(yè) 66
第3章 繪制基本圖形 67
3.1 繪制基本圖形 68
3.1.1 繪制基本圖形的完整代碼 68
3.1.2 繪制圖形的代碼分析 72
3.2 索引緩沖繪制矩形 76
3.2.1 使用索引緩沖（Index Buffer）的意義 76
3.2.2 在D3D中如何使用索引緩沖 76
3.3 D3D中的圖形學 78
3.3.1 D3D中的圖形學基礎 78
3.3.2 D3D中的平面 83
3.3.3 D3D中的射線 86
3.3.4 D3D中的圖形變換 87
本章小結 89
自測習題 89
課后作業(yè) 90
第4章 實現基本光照與紋理 91
4.1 基本紋理繪制 92
4.1.1 紋理的概念 92
4.1.2 D3D的紋理繪制 94
4.2 特殊紋理渲染 99
4.2.1 紋理過濾（Texture Filtering）與采樣 99
4.2.2 紋理尋址（Texture Address） 103
4.2.3 紋理包裝（Texture Wrapping）與壓縮 106
4.3 基本光照模型與表面材質 109
4.3.1 光照模型 109
4.3.2 光源類型 111
4.3.3 光源的屬性 112
4.3.4 物體表面材質 114
4.3.5 在Direct3D中實現光照 115
本章小結 117
自測習題 118
課后作業(yè) 118
第5章 使用網格模型 119
5.1 使用網格建立基本模型 120
5.1.1 ID3DXMesh接口 120
5.1.2 子集和屬性緩沖 121
5.1.3 網格渲染 122
5.1.4 優(yōu)化網格 122
5.1.5 屬性表 123
5.1.6 鄰接信息 124
5.1.7 克隆網格 125
5.1.8 創(chuàng)建Mesh（D3DXCreateMeshFVF） 126
5.1.9 創(chuàng)建并渲染Mesh 126
5.2 游戲地形網格 128
5.2.1 高度圖的概念 129
5.2.2 高度圖的使用 130
5.3 使用模型 134
5.3.1 X文件格式 134
5.3.2 輸出.X文件格式 137
5.3.3 在Direct3D程序中載入X文件 139
5.3.4 三維模型動畫 141
5.3.5 骨骼動畫詳解 143
本章小結 148
自測習題 149
課后作業(yè) 149
第6章 實現基本游戲特效 151
6.1 基本渲染屬性 152
6.1.1 深度緩沖 152
6.1.2 Alpha混合 153
6.1.3 Alpha測試 156
6.1.4 多邊形填充和渲染 157
6.1.5 圖形反鋸齒 158
6.2 多紋理混合 160
6.2.1 多紋理的概念 160
6.2.2 多重紋理的使用 161
6.3 霧化效果 163
6.3.1 D3D中的霧化模型 163
6.3.2 實現霧化效果 165
6.4 2D文字和圖形 167
6.4.1 D3D中使用2D文字 167
6.4.2 D3D中使用二維圖形 169
6.5 公告板技術 170
6.5.1 公告板技術原理 170
6.5.2 公告板的程序實現 171
6.6 粒子系統 172
6.6.1 粒子系統的概念 172
6.6.2 粒子系統的實現 173
本章小結 178
自測習題 178
課后作業(yè) 178
第7章 實現游戲實時陰影 179
7.1 模板技術 180
7.1.1 模板的概念 180
7.1.2 模板的程序實現 181
7.1.3 模板的簡單應用 183
7.2 實時陰影技術 188
7.2.1 陰影體 188
7.2.2 實時陰影的技術實現 192
本章小結 199
自測習題 200
課后作業(yè) 200
第8章 實現游戲控制 201
8.1 游戲控制概述 202
8.1.1 傳統的控制 202
8.1.2 DirectInput 203
8.2 DirectX鍵盤控制 207
8.2.1 初始化鍵盤對象 207
8.2.2 設置鍵盤設備狀態(tài) 208
8.2.3 獲取鍵盤輸入 209
8.2.4 釋放設備 212
8.3 DirectX鼠標控制 212
8.3.1 使用鼠標設備的流程 212
8.3.2 使用鼠標控制 217
8.4 游戲控制綜合應用 221
8.4.1 游戲角色控制 221
8.4.2 攝像機控制 226
本章小結 228
自測習題 229
課后作業(yè) 229
第9章 實現游戲音樂與音效 231
9.1 DirectMusic對音頻文件的支持 232
9.1.1 游戲音樂音效概述 232
9.1.2 DirectMusic的特點 233
9.1.3 DirectMusic的編程步驟 234
9.2 DirectSound對音頻文件的支持 238
9.2.1 DirectSound的特點 238
9.2.2 DirectSound的編程步驟 239
9.3 DirectShow對流媒體的支持 246
9.3.1 DirectShow的工作原理 246
9.3.2 DirectShow的編程步驟 250
9.3.3 DirectShow播放AVI動畫 252
9.4 3D音效的實現 253
9.4.1 3D音效模型 254
9.4.2 3D音效實現 255
本章小結 256
自測習題 256
課后作業(yè) 257
第10章 建立基本游戲場景 259
10.1 CGameApp 260
10.2 CMath 262
10.3 CBoundingBox 263
10.4 CCamera 265
10.5 CMesh 267
10.6 CMP3 268
10.7 CParticleSystem 269
10.8 CShadowVolume 272
10.9 CSkyBox 273
10.10 CTerrain 274
10.11 CUnit 275
10.12 CSkinMesh 277
本章小結 282
第11章 HLSL語言基礎 283
11.1 HLSL基本概念 284
11.1.1 著色器和高級語言 284
11.1.2 VertexShader和PixelShader 285
11.1.3 HLSL工作模型 286
11.1.4 VertexShader和PixelShader的版本 287
11.1.5 Technique和Pass 288
11.2 HLSL中的變量 288
11.2.1 變量類型 289
11.2.2 變量類型的轉換 292
11.2.3 變量的其他修飾用關鍵字 293
11.2.4 變量重組 294
11.3 HLSL中的基礎語法 295
11.3.1 HLSL的函數 295
11.3.2 HLSL中的內置函數 296
11.3.3 數學表達式 296
11.3.4 依賴于不同版本的變量類型 297
11.3.5 HLSL關鍵字和保留字表 298
本章小結 299
自測習題 299
課后作業(yè) 299
本章附錄函數定義表 299
第12章 Direct3D與HLSL 309
12.1 HLSL編碼入門 310
12.1.1 一個簡單的示例 310
12.1.2 獲取圖形硬件所支持的Shader版本 311
12.1.3 編譯HLSL代碼 313
12.1.4 定義technique和pass 316
12.1.5 修改渲染狀態(tài) 316
12.2 HLSL中的語義 317
12.2.1 語義的概念 317
12.2.2 Direct3D中的FVF與多流 318
12.2.3 語義的應用 319
12.2.4 輸入/輸出語義的其他相關內容 320
12.2.5 語義的作用 322
12.2.6 使用語義的原因 322
12.3 HLSL中的釋義 323
12.3.1 釋義的概念 323
12.3.2 獲取釋義信息 325
本章小結 326
自測習題 327
課后作業(yè) 327
第13章 HLSL基本應用 329
13.1 D3D與HLSL的交互 330
13.1.1 在D3D中調用HLSL代碼 330
13.1.2 與變量交互的方法 331
13.1.3 獲取變量的所有信息 335
13.1.4 枚舉出代碼中的所有變量 338
13.1.5 獲取Technqiue和Pass的信息 340
13.2 基本渲染效果 344
13.2.1 頂點變換 344
13.2.2 頂點顏色 348
13.2.3 使用紋理 349
13.2.4 光照效果 351
本章小結 359
自測習題 359
課后作業(yè) 359
第14章 尋路算法 361
14.1 圖論基礎 362
14.1.1 圖的定義 362
14.1.2 圖的表示結構 363
14.2 基本尋路算法 365
14.2.1 深度優(yōu)先算法 365
14.2.2 廣度優(yōu)先算法 370
14.3 A*算法 376
14.3.1 A*算法的思想 376
14.3.2 A*算法的邏輯 377
14.3.3 A*算法的實現 379
本章小結 391
自測習題 392
課后作業(yè) 392
第15章 人工智能 393
15.1 人工智能概述 394
15.1.1 人工智能的概念及其應用 394
15.1.2 游戲中的人工智能 396
15.1.3 游戲中人工智能的系統結構 398
15.2 有限狀態(tài)機 399
15.2.1 電腦角色的行為 399
15.2.2 有限狀態(tài)機 401
15.2.3 模糊狀態(tài)機 403
15.3 博弈論 403
15.3.1 博弈問題概述 403
15.3.2 完全信息靜態(tài)博弈 404
15.3.3 完全信息動態(tài)博弈 406
15.3.4 不完全信息靜態(tài)博弈 407
15.3.5 不完全信息動態(tài)博弈 408
15.3.6 博弈論的應用 409
本章小結 416
自測習題 416
課后作業(yè) 417
第16章 物理模擬 419
16.1 相關物理概念 420
16.1.1 基本物理單位 420
16.1.2 主要物理單位 422
16.2 物理環(huán)境模擬 427
16.2.1 動量守恒與傳遞 427
16.2.2 模擬重力場中的運動 429
16.2.3 模擬摩擦力 432
本章小結 435
自測習題 436
課后作業(yè) 436
第17章 碰撞檢測 437
17.1 2D環(huán)境下的碰撞 438
17.1.1 簡單的平面碰撞反應 438
17.1.2 2D物體間的精確碰撞響應 441
17.2 3D環(huán)境下的碰撞 448
17.2.1 碰撞檢測概述 448
17.2.2 包圍球碰撞檢測 448
17.2.3 AABB算法 450
本章小結 451
自測習題 452
課后作業(yè) 452
第18章 LOD地形渲染 453
18.1 地表的四叉樹分割與數據存儲 454
18.1.1 四叉樹概念及與LOD的關系 454
18.1.2 四叉樹的地表分割原理 454
18.1.3 四叉樹分割數據的存儲 454
18.1.4 四叉樹的實現 455
18.2 平截頭體對場景的分割 456
18.2.1 平截頭體的剔除原理 456
18.2.2 邊界球體的剔除原理 456
18.2.3 平截頭體的實現 458
18.2.4 四叉樹的剔除 458
18.3 視點距離相關的結點評價 462
18.3.1 結點評價系數與結點分割的LOD等級 462
18.3.2 LOD的實現 463
18.4 地形結點渲染網格的生成 464
18.5 LOD地形渲染實現 466
本章小結 469
自測習題 469
課后作業(yè) 470