遊戲引擎架構 pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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[美] Jason Gregory 著，葉勁峰 譯

圖書標籤:

• 遊戲引擎
• 遊戲開發
• 計算機圖形學
• 實時渲染
• 架構設計
• C++
• 遊戲技術
• 圖形編程
• 底層原理
• 性能優化

齣版社： 電子工業齣版社

ISBN：9787121222887

版次：1

商品編碼：11398120

品牌：Broadview

包裝：平裝

開本：16開

齣版時間：2014-01-01

用紙：膠版紙

頁數：800

正文語種：中文

編輯推薦

　　

　　《遊戲引擎架構》由遊戲界傳奇人物雲風及“天天愛消除”團隊傾情作序推薦，既是遊戲工作者必讀Bible，對其他IT從業者也不無裨益。
　　《遊戲引擎架構》內容包括：
　　遊戲開發中的大規模C++軟件架構
　　遊戲編程所需的數學
　　供調試、源代碼控製及性能剖析的遊戲開發工具
　　引擎基礎係統、渲染、碰撞、物理、角色動畫、遊戲世界對象模型等引擎子係統
　　多平颱遊戲引擎
　　多處理器環境下的遊戲編程
　　工作管道及遊戲資産數據庫
　　

海報：

　　

內容簡介

　　

　　《遊戲引擎架構》同時涵蓋遊戲引擎軟件開發的理論及實踐，並對多方麵的題目進行探討。《遊戲引擎架構》討論到的概念及技巧實際應用於現實中的遊戲工作室，如藝電及頑皮狗。雖然書中采用的例子通常依據一些專門的技術，但是討論範圍遠超於某個引擎或API。文中的參考及引用也非常有用，可讓讀者繼續深入遊戲開發過程的任何特定方嚮。
　　《遊戲引擎架構》為一個大學程度的遊戲編程課程而編寫，但也適閤軟件工程師、業餘愛好者、自學遊戲程序員，以及遊戲産業的從業人員。通過閱讀《遊戲引擎架構》，資曆較淺的遊戲工程師可以鞏固他們所學的遊戲技術及引擎架構的知識，專注某一領域的資深程序員也能從《遊戲引擎架構》一書更為全麵的介紹中獲益。

作者簡介

　　Jason Gregory，在1994年開始任職專業軟件工程師，自1999年3月開始在遊戲産業中任職軟件工程師。在聖迭哥Midway Home Entertainment公司開始遊戲編程的他，為《瘋狂飛行員（Freaky Flyers）》及《Crank the Weasel》開發PlayStation 2/Xbox上的動畫係統。在2003年，他轉到洛杉磯藝電，為《榮譽勛章：血戰太平洋（Medal of Honor: Pacific Assault）》開發遊戲引擎及遊戲性技術，並在《榮譽勛章：空降神兵（Medal of Honor: Airborne）》中擔任首席工程師。他現時是頑皮狗公司的通纔程序員，為《神秘海域：德雷剋船長的寶藏（Uncharted: Drake's Fortune）》及《神秘海域：縱橫四海（Uncharted: Among Thieves）》開發引擎及遊戲性軟件。他也在南加州大學教授遊戲技術的課程。

　　葉勁峰（Milo Yip），從小自習編程，並愛好計算機圖形學。上中學時兼職開發策略RPG《王子傳奇》，該遊戲在1995年於颱灣發行。其後他獲取瞭香港大學認知科學學士、香港中文大學係統工程及工程管理哲學碩士。畢業後在香港理工大學設計學院從事遊戲引擎及相關技術的研發，職至項目主任。除發錶學術文章外，也曾閤著《DirectX9遊戲編程實務》。2008年往上海育碧擔任引擎工程師開發《美食從天而降（Cloudy with a Chance of Meatballs）》Xbox360/PS3/Wii/PC，2009年起於麻辣馬開發《愛麗絲：瘋狂迴歸（Alice: Madness Returns）》Xbox360/PS3/PC，2011年加入騰訊互動娛樂引擎技術中心擔任專傢工程師，所研發的技術已用於《鬥戰神》、《天涯明月刀》、《眾神爭霸》等項目中。

精彩書評

　　★本書針對每一個現代遊戲開發相關的重要係統和話題，給齣一個完美、綜閤的概覽，無論是計算機科學、軟件工程，或是遊戲主程，以及業餘愛好者、遊戲玩傢，本書均不可或缺。
　　——獲評CHOICE傑齣學術作品
　　
　　★這裏有專業的領域知識與概念講解……有瞭它，你將具備對如何構建遊戲引擎的深入理解……本書讓人印象尤其深刻，因為該領域再也找不到另一本如此詳盡的圖書。
　　　　——EricHaines
　　
　　★作者將數年經驗及專業積纍集中在這本完整、全麵的著作中，內容跨越遊戲引擎開發理論與實踐。書中提供的遊戲開發過程各方麵的精彩實例，保羅萬象且對讀者大有補益。不僅遊戲引擎開發人員看後會大受鼓舞，甚至也可作為有經驗的該領域技術專傢的實用參考。本書可謂無價，除內容“用戶友好”外，其附錄也值得強烈推薦，無論是個人開發者、專傢還是計算機科學學術人員，都可將其作為資源集閤與參考資料，當然遊戲設計架構人員更是不可不讀。
　　——TheMidwestBookReview
　　
　　★本書涵蓋有關如何開發遊戲引擎要旨的巨量數據。
　　——Gamasutra.comNovember2009
　　
　　★本書曾位列“theGameDeveloper”雜誌前沿大奬候選圖書。
　　　　——PRNewswire

目錄

推薦序1
推薦序2
譯序
序言
前言
緻謝

第一部分基礎

第1章導論
1.1典型遊戲團隊的結構
1.2遊戲是什麼
1.3遊戲引擎是什麼
1.4不同遊戲類型中的引擎差異
1.5遊戲引擎概觀
1.6運行時引擎架構
1.7工具及資産管道

第2章專業工具
2.1版本控製
2.2微軟VisualStudio
2.3剖析工具
2.4內存泄漏和損壞檢測
2.5其他工具

第3章遊戲軟件工程基礎
3.1重溫C++及最佳實踐
3.2C/C++的數據、代碼及內存
3.3捕捉及處理錯誤

第4章遊戲所需的三維數學
4.1在二維中解決三維問題
4.2點和矢量
4.3矩陣
4.4四元數
4.5比較各種鏇轉錶達方式
4.6其他數學對象
4.7硬件加速的SIMD運算
4.8産生隨機數

第二部分低階引擎係統

第5章遊戲支持係統
5.1子係統的啓動和終止
5.2內存管理
5.3容器
5.4字符串
5.5引擎配置

第6章資源及文件係統
6.1文件係統
6.2資源管理器

第7章遊戲循環及實時模擬
7.1渲染循環
7.2遊戲循環
7.3遊戲循環的架構風格
7.4抽象時間綫
7.5測量及處理時間
7.6多處理器的遊戲循環
7.7網絡多人遊戲循環

第8章人體學接口設備（HID）
8.1各種人體學接口設備
8.2人體學接口設備的接口技術
8.3輸入類型
8.4輸齣類型
8.5遊戲引擎的人體學接口設備係統
8.6人體學接口設備使用實踐

第9章調試及開發工具
9.1日誌及跟蹤
9.2調試用的繪圖功能
9.3遊戲內置菜單
9.4遊戲內置主控颱
9.5調試用攝像機和遊戲暫停
9.6作弊
9.7屏幕截圖及錄像
9.8遊戲內置性能剖析
9.9遊戲內置的內存統計和泄漏檢測

第三部分圖形及動畫

第10章渲染引擎
10.1采用深度緩衝的三角形光柵化基礎
10.2渲染管道
10.3高級光照及全局光照
10.4視覺效果和覆蓋層
10.5延伸閱讀

第11章動畫係統
11.1角色動畫的類型
11.2骨骼
11.3姿勢
11.4動畫片段
11.5濛皮及生成矩陣調色闆
11.6動畫混閤
11.7後期處理
11.8壓縮技術
11.9動畫係統架構
11.10動畫管道
11.11動作狀態機
11.12動畫控製器

第12章碰撞及剛體動力學
12.1你想在遊戲中加入物理嗎
12.2碰撞/物理中間件
12.3碰撞檢測係統
12.4剛體動力學
12.5整閤物理引擎至遊戲
12.6展望：高級物理功能

第四部分遊戲性

第13章遊戲性係統簡介
13.1剖析遊戲世界
13.2實現動態元素：遊戲對象
13.3數據驅動遊戲引擎
13.4遊戲世界編輯器

第14章運行時遊戲性基礎係統
14.1遊戲性基礎係統的組件
14.2各種運行時對象模型架構
14.3世界組塊的數據格式
14.4遊戲世界的加載和串流
14.5對象引用與世界查詢
14.6實時更新遊戲對象
14.7事件與消息泵
14.8腳本
14.9高層次的遊戲流程

第五部分總結

第15章還有更多內容嗎
15.1一些未談及的引擎係統
15.2遊戲性係統
參考文獻
中文索引
英文索引

前言/序言

　　歡迎來到《遊戲引擎架構》世界。本書旨在全麵探討典型商業遊戲引擎的主要組件。遊戲編程是一個龐大的主題，有許多內容需要討論。不過相信你會發現，我們討論的深度將足以使你充分理解本書所涵蓋的工程理論及常用實踐的方方麵麵。話雖如此，令人著迷的漫長遊戲編程之旅其實纔剛剛啓程。與此相關的每項技術都包含豐富內容，本書將為你打下基礎，並引領你進入更廣闊的學習空間。
　　本書焦點在於遊戲引擎的技術及架構。我們會探討商業遊戲引擎中，各個子係統的相關理論，以及實現這些理論所需要的典型數據結構、算法和軟件接口。遊戲引擎與遊戲的界限頗為模糊。我們將把注意力集中在引擎本身，包括多個低階基礎係統（low-levelfoundationsystem）、渲染引擎（renderingengine）、碰撞係統（collisionsystem）、物理模擬（physicssimulation）、人物動畫（characteranimation），及一個我稱為遊戲性基礎層（gameplayfoundationlayer）的深入討論。此層包括遊戲對象模型（gameobjectmodel）、世界編輯器（worldeditor）、事件係統（eventsystem）及腳本係統（scriptingsystem）。我們也將會接觸遊戲性編程（gameplayprogramming）的多個方麵，包括玩傢機製（playermechanics）、攝像機（camera）及人工智能（artificialintelligence，AI）。然而，這類討論會被限製在遊戲性係統和引擎接口範圍。
　　本書可以作為大學中等級遊戲程序設計中兩到三門課程的教材。當然，本書也適閤軟件工程師、業餘愛好者、自學的遊戲程序員，以及遊戲行業從業人員。通過閱讀本書，資曆較淺的遊戲程序員可以鞏固他們所學的遊戲數學、引擎架構及遊戲科技方麵的知識。專注某一領域的資深程序員也能從本書更為全麵的介紹中獲益。
　　為瞭更好地學習本書內容，你需要掌握基本的麵嚮對象編程概念並至少擁有一些C++編程經驗。盡管遊戲行業已經開始嘗試使用一些新的、令人興奮的編程語言，然而工業級的3D遊戲引擎仍然是用C或C++編寫的，任何認真的遊戲程序員都應該掌握C++。我們將在第3章重溫一些麵嚮對象編程的基本原則，毫無疑問，你還會從本書學到一些C++的小技巧，不過C++的基礎最好還是通過閱讀[39]、[31]及[32]來獲得。如果你對C++已經有點生疏，建議你在閱讀本書的同時，最好能重溫這幾本或者類似書籍。如果你完全沒有C++經驗，在看本書之前，可以考慮先閱讀[39]的前幾章，或者嘗試學習一些C++的在綫教程。
　　學習編程技能最好的方法就是寫代碼。在閱讀本書時，強烈建議你選擇一些特彆感興趣的主題付諸實踐。舉例來說，如果你覺得人物動畫很有趣，那麼可以首先安裝OGRE，並測試一下它的濛皮動畫示範。接著還可以嘗試用OGRE實現本書談及的一些動畫混閤技巧。下一步你可能會打算用遊戲手柄控製人物在平麵上行走。等你能玩轉一些簡單的東西瞭，就應該以此為基礎，繼續前進！之後可以轉移到另一個遊戲技術範疇，周而復始。這些項目是什麼並不重要，重要的是你在實踐遊戲編程的藝術，而不是紙上談兵。
　　遊戲科技是一個活生生、會呼吸的傢夥，永遠不可能將之束縛於書本之上。因此，附加的資源、勘誤、更新、示例代碼、項目構思等已經發到本書的網站。

　　推薦序1　　最初拿到《GameEngineArchitecture》一書的英文版，是編輯俠少郵寄給我的打印版。他建議我接下翻譯此書的閤同。當時我正在杭州帶領一個團隊開發3D遊戲引擎，我和我的同事都對這本書的內容頗有興趣，兩大本打印的英文書立刻在同事間傳開。可惜那段時間個人精力顧及不來，把近韆頁的英文讀物精讀而後翻譯成中文對個人的業餘時間是個極大的挑戰，不能擔此翻譯任務頗為遺憾。　　不久以後聽說MiloYip（葉勁峰）已開始著手翻譯，甚為欣喜。翻譯此巨著，他一定是比我更閤適的人選。我和Milo雖未曾濛麵，但神交已久。在網絡上讀過一些他的成長經曆，和我頗為相似，心有戚戚。他對遊戲3D實時渲染技術研究精深為我所不及，我們曾通過GoogleTalk討論過許多技術問題，他都有獨到的見解。翻譯工作開始後，Milo是香港人，英文技術術語在香港的中文譯法和大陸的有許多不同。但此書由大陸齣版社齣版，考慮到麵對的讀者主要是大陸程序員，Milo希望能更符閤大陸程序員的用詞習慣，所以在翻譯一開始就通過GoogleDocs創建瞭協作頁麵，邀請大傢共同探討書中技術名詞的中譯名。從中我們可以一窺他作為譯者的慎重。　　三年之後，有幸在齣版之前就拿到瞭完整的譯本。這是一本用LaTeX精心排版的800頁的電子書，我隻花瞭一周時間，幾乎是一口氣讀完。流暢的閱讀享受，絕對不僅僅是因為原著精彩的內容，精美的版麵和翔實的譯注也加瞭不少分。　　在閱讀本書的過程中，我不隻一次地獲得共鳴。例如在第5章的內存管理係統的介紹中，作者介紹的幾種遊戲特有的內存管理方法我都曾在項目中用過，而這是第一次有書籍專門將這些方法詳盡記錄；又如第11章動畫係統的介紹，我們也同樣在3D引擎開發過程中改進原有動畫片段混閤方法的經曆。雖然書中介紹的每個技術點，都可能可以在某篇論文，某本其他的書的章節，某篇網絡blog上見過，但之前卻無一本書可以把這些東西放在一起相互參照。對於從事遊戲引擎開發的程序員來說，瞭解各種引擎在處理每個具體問題時的方案是相當重要的。而每種方案又各有利弊，即使不做引擎開發工作而是在某一特定遊戲引擎上做遊戲開發，從中也可以理解引擎的局限性以及可能的改進方法。尤其是第14章介紹的對遊戲性相關係統的設計，各個開發人員幾乎都是憑經驗設計，很少見有書籍對這些做總結。對於基於渲染引擎做開發的遊戲程序員，這是必須麵對的工作，這一章會有很大的藉鑒意義。　　本書作者是業內資深的遊戲引擎開發人，他所參於的《神秘海域》和《最後生還者》都是我的個人最愛。在玩遊戲的過程中，作為遊戲程序員的天性，自然會不斷地猜想各個技術點是如何實現的，背後需要怎樣的工具支持。能在書中一一得到印證是件特彆開心的事情。作者反復強調代碼實踐的重要性，在書中遍布著C++代碼。我不認為這些代碼有直接取來使用的價值，但它們極大地幫助瞭讀者理解書中的技術點。書中列齣的頑皮狗工作室用lisp方言作為遊戲配置腳本的範例也給我很大的啓發，有瞭這些具體的代碼示例以及作者本身的一綫工程師背景，也讓我確信書中那些關於主機遊戲開發相關等，我所沒有接觸過的內容都也絕非泛泛而談。　　國內的遊戲開發社區的壯大，主要是隨最近十年的MMO風潮而生。而就在大型網絡遊戲在中國有些畸形發展，讓這類遊戲偏離電子遊戲遊戲性的趨勢時，我們有幸迎來瞭為移動設備開發遊戲的大潮。遊戲開發的重心重新迴到遊戲性本身。我們更需要去藉鑒單機遊戲是如何為玩傢帶來更純粹的遊戲體驗，我相信書中記錄的各種技術點會變的更有幫助。　　雲風@簡悅雲風　　推薦序2　　在我認識的許多遊戲業開發同仁中，隻有少數香港同胞，MiloYip（葉勁峰）卻正是這樣一位給我印象非常深刻的優秀香港遊戲開發者。我倆認識，是在Milo加入騰訊互動娛樂研發部引擎技術中心後，說來到現在也隻是兩年多時間。其間，他為人的謙遜務實，對待技術問題的嚴謹求真態度，對算法設計和性能優化的嫻熟技術，都為人所稱道。Milo一絲不苟的工作風格，甚至錶現在對待技術文檔排版這類事情上（Milo常執著地用LaTeX將技術文檔排到完美），我想這一定是他在香港讀大學、碩士及在香港理工大學的多媒體創新中心從事研究員，一貫沿襲至今的好作風。　　我很高興騰訊遊戲有實力吸引到這樣優秀的技術專傢；即使在其已從上海遷迴香港傢中，依然選擇到深圳騰訊互動娛樂總部工作。葉兄從此工作日每天早晚過關，來往香港和深圳兩地，雖有舟車勞頓，但是兼顧瞭對傢庭的照顧和在遊戲引擎方麵的專業研究，希望這樣的狀況是令他滿意的。　　認識葉兄當時，我便知道他在進行JasonGregory所著《遊戲引擎架構》一書的中譯工作。因為自己從前也有業餘翻譯遊戲開發有關書籍的經曆，所以我能理解其中的辛苦和責任重大，對葉兄也更多一分欽佩。我以為，本書以及本書的中文讀者最大的幸運便是，遇到葉兄這位對遊戲有著如同對傢對國般強烈責任感，猶如“遊戲科學工作者”般的專業譯者！　　現在（2013年年末）無疑是遊戲史上對獨立遊戲製作者最友好的年代。開發設備方便獲得（相對過往僅由主機廠商授權纔能獲得專利開發設備，現在有一颱智能手機和一颱個人電腦就可以開發）、技術工具友好、調試過程簡單方便，且互聯網上有豐富的例程和開源代碼參考，也有網上社區便於交流。很多愛好者能夠很快地製作齣可運行的遊戲原型，其中一些也能發布到應用商店。　　但是不全麵掌握各方麵知識，尤其是遊戲引擎架構知識，往往隻能停留在勉強修改、湊閤重用彆人提供的資源的應用程度上，難以做極限的性能改進，更妄談革命式的架構創新。這樣的程度是很難在成韆上萬的遊戲中脫穎而齣的。我們所認可的真正的遊戲大作，必定是在某方麵大幅超越用戶期待的産品。為瞭打造這樣的産品，遊戲內容創作者（策劃、美術等）需要“戴著鐐銬跳舞”（在當前的機能下爭取更多的創作自由度），而引擎架構閤理的遊戲可以經得起也值得進行反復優化，最終可以提供更多的自由度，這是大作齣現的技術前提。　　書的作者、譯者、齣版社的編者，加上讀者，大傢是因書而結緣的有緣人。因葉兄這本《遊戲引擎架構》譯著而在綫上綫下相識的讀者們，你們是不是因“瞭解遊戲引擎架構，從而製作/優化好遊戲”這樣的理想而結瞭緣呢？　　親愛的讀者，願你的遊戲有一天因謎題巧妙絕倫、趣味超凡、虛擬世界氣勢磅礴、視覺效果逼真精美等專業因素取得業界褒奬，並得到玩傢真誠的贊美。希望屆時曾讀葉兄這本《遊戲引擎架構》譯作的你，也可以迴饋社會，迴饋遊戲開發的學習社區，幫助新人。希望你也可以建立微信公眾號、博客等，或翻譯遊戲開發書籍，造福外語不好的讀者，所以如果你的外語（英語、日語、韓語之於遊戲行業比較重要）水平仍需精進，現在也可以同步加油瞭！　　沙鷹@也是沙鷹　　譯序　　數韆年以來，藝術傢們通過文學、繪畫、雕塑、建築、音樂、舞蹈、戲劇等傳統藝術形式充實人類的精神層麵。自20世紀中葉，計算機的普及派生齣另一種藝術形式電子遊戲。遊戲結閤瞭上述傳統藝術以及近代科技派生的其他藝術（如攝影、電影、動畫），並且完全脫離瞭藝術欣賞這種單嚮傳遞的方式遊戲必然是互動的，“玩傢”並不是“讀者”、“觀眾”或“聽眾”，而是進入遊戲世界、感知並對世界做齣反應的參與者。　　基於遊戲的互動本質，遊戲的製作通常比其他大眾藝術復雜。商業遊戲的製作通常需要各種人纔的參與，而他們則需要依賴各種工具及科技。遊戲引擎便是專門為遊戲而設計的工具及科技集成。之所以稱為引擎，如同交通工具中的引擎，提供瞭最核心的技術部分。因為復雜，研發成本高，人們不希望製作每款遊戲（或車款）時都重新設計引擎，重用性是遊戲引擎的一個重要設計目標。　　然而，各遊戲本身的性質以及平颱的差異，使研發完全通用的遊戲引擎變得極睏難，甚至不可能。市麵上齣售的遊戲引擎，有一些雖然已經達到很高的技術水平，但在商業應用中，很多時候還是需要因應個彆遊戲項目對引擎改造、整閤、擴展及優化。因此，即使能使用市麵上最好的商用引擎或自研引擎，我們仍需要理解當中的架構、各種機製和技術，並且分析及解決在製作中遇到的問題。這些也是譯者曾任於上海兩傢工作室時的主要工作範疇。　　選擇翻譯此著作，主要原因是在閱讀中得到共鳴，並且能知悉一些知名遊戲作品實際上所采用的方案。有感坊間大部分遊戲開發書籍並不是由業內人士執筆，內容隻足夠應付一些最簡單的遊戲開發，欠缺宏觀比較各種方案，技術與當今實際情況也有很大差距。而一些Gems類叢書雖然偶有好文章，但受形式所限欠缺係統性、全麵性。難得本書原作者身為世界一流遊戲工作室的資深遊戲開發者，在繁重的遊戲開發工作外，還在大學教授遊戲開發課程以至編寫本著作。此外，從與內地同事的交流中，瞭解到許多從業者不願意閱讀外文書籍。為瞭普及知識及反饋業界社會，希望能盡綿力。　　或許有些人以為本著作是針對單機／遊戲機遊戲的，並不適閤國內以網遊為主的環境。但譯者認為這是一種誤解，許多遊戲本身所涉及的技術是具通用性的。例如遊戲性相關的遊戲性係統、場景管理、人工智能、物理模擬等部分，許多時候也會同時用於網遊的前颱和後颱。現時，一些動作為主、非MMO的國內端遊甚至會直接在後颱運行傳統意義上的遊戲引擎。至於前颱相關的技術，單機和端遊的區彆更少。此外，隨著近年移動終端的興起，其硬件性能已超越傳統掌上遊戲機，開發手遊所需的技術與傳統掌上遊戲機並無太大差異。還可預料，現時單機／遊戲機的一些較高級的架構及技術，將在不遠的未來著陸移動終端平颱。　　譯者認為，本書涵括遊戲開發技術的方方麵麵，同時適閤入門及經驗豐富的遊戲程序員。書名中的架構二字，並不單是給齣一個係統結構圖，而是描述每個子係統的需求、相關技術及與其他子係統的關係。對譯者本人而言，本書的第11章（動畫係統）及第14章（運行時遊戲性基礎係統）是本書特別精彩之處，含有許多少見於其他書籍的內容。而第10章（渲染引擎）由於是遊戲引擎中的一個極大的部分，有限的篇幅可能未能覆蓋廣度及深度，推薦讀者參考[1]，人工智能方麵也需參考其他專著。　　本譯作采用LaTeX排版，以Inkscape編譯矢量圖片。為瞭令閱讀更流暢，內文中的網址都統一改以腳注標示。另外，由於現時遊戲開發相關的文獻以英文為主，而且遊戲開發涉及的知識麵很廣，本譯作盡量以括號形式保留英文術語。為瞭方便讀者查找內容，在附錄中增設中英文雙嚮索引（索引條目與原著的不同）。　　本人在香港成長學習及工作，至2008年纔赴內地遊戲工作室工作，不黯內地的中文寫作及用字習慣，翻譯中曾遇到不少睏難。有幸得到齣版社人員以及良師益友的幫助，纔能完成本譯作。特彆感謝周筠老師支持本作的提案，並耐心地給予協助及鼓勵。編輯張春雨老師和盧鶇翔老師，以及好友餘晟給予瞭大量翻譯上的知識及指導。也感謝遊戲業界專傢雲風、大寶和Dave給予瞭許多寶貴意見。此書的翻譯及排版工作比預期更花時間，感謝妻子及兒女們的體諒。此次翻譯工作曆時三年半，因工作及傢庭事宜導緻嚴重延誤，唯有在翻譯及排版工作上更盡心盡力，希望求得等待此譯作的讀者們諒解。無論是批評或建議，誠希閣下通過電郵、新浪微博、豆瓣等渠道不吝賜教。　　葉勁峰（MiloYip）　　2013年10月

踏入數字世界的奇妙之旅：虛幻引擎與Unity的深度解析 本書將帶您踏上一段深入探索現代遊戲開發核心的旅程，聚焦於當前業界最炙手可熱的兩大引擎——虛幻引擎（Unreal Engine）和Unity。我們並非簡述它們的功能，而是從根源齣發，剖析其架構設計、核心原理以及開發者如何巧妙地利用這些強大的工具來構建引人入勝的數字體驗。 第一部分：虛幻引擎——史詩級視效與性能的基石 在這一部分，我們將深入剖析虛幻引擎的強大之處，它以其逼真的畫麵錶現、卓越的性能優化和高度的靈活性，成為AAA級遊戲開發的首選。 引擎核心架構：從藍圖到C++的藝術 渲染管綫深度解析： 我們將從像素的誕生開始，一步步追蹤光綫如何在虛擬世界中傳播、反射、摺射，最終呈現在您的屏幕上。從基礎的渲染方程到高級的全局光照、屏幕空間反射、體積霧等技術，您將瞭解虛幻引擎是如何實現照片級真實的視覺效果的。我們將詳細講解其Deferred Shading（延遲渲染）和Forward+ Rendering（前嚮+渲染）的實現機製，以及它們在不同場景下的優劣。 物理引擎：構建真實的互動世界 碰撞檢測與響應： 探索虛幻引擎內置的物理模擬係統，包括其碰撞體類型、物理材質、關節約束等。瞭解如何使用物理模擬來創建逼真的物體交互，例如角色與環境的碰撞、物體的破碎與掉落等。我們將介紹其基於PhysX（或Chaos）的實現，並探討如何進行性能優化。 剛體與軟體模擬： 深入理解剛體動力學在遊戲中的應用，以及如何利用虛幻引擎的物理組件實現復雜的動畫和交互。同時，也會觸及軟體模擬（如布料、頭發）的實現原理和挑戰。 動畫係統：賦予角色生命 骨骼動畫與濛皮： 剖析虛幻引擎強大的骨骼動畫係統，包括骨骼的創建、濛皮（Skinning）過程以及動畫藍圖（Animation Blueprint）的使用。您將學習如何創建流暢的角色動作，並實現復雜的動畫狀態機。 動畫混閤與IK（逆嚮動力學）： 探索如何通過動畫混閤技術實現不同動畫的平滑過渡，並學習如何利用IK來讓角色在復雜地形中保持自然的站姿和步態。 AI係統：讓虛擬角色“思考” 行為樹與感知係統： 深入瞭解虛幻引擎的AI框架，特彆是行為樹（Behavior Tree）的設計理念和實現方式，它如何讓NPC擁有復雜的決策邏輯。同時，我們將解析感知係統（AI Perception System），讓AI能夠感知周圍的環境和玩傢。 導航網格與尋路： 學習如何構建導航網格（Navigation Mesh）來引導NPC在遊戲世界中移動，以及虛幻引擎提供的尋路算法（如A算法）的優化技巧。 音效係統：沉浸式聽覺體驗 音頻引擎結構： 探索虛幻引擎的音頻引擎，包括音頻總綫、混響、空間化音效等。瞭解如何創建層次豐富的音效，讓玩傢身臨其境。 實時音頻處理： 學習如何利用虛幻引擎的音頻組件實現動態音效，例如根據玩傢行為或環境變化而改變的音效。 網絡同步：多人遊戲的命脈 客戶端-服務器架構： 深入剖析虛幻引擎在多人遊戲開發中的網絡同步機製，包括客戶端預測、服務器權威、狀態同步等關鍵概念。 Replication（復製）機製： 詳細講解虛幻引擎的Replication係統，如何高效地將遊戲狀態在客戶端和服務器之間同步，以及如何優化網絡流量。 藍圖可視化腳本： 學習如何利用虛幻引擎強大的藍圖係統，通過可視化節點編程快速實現遊戲邏輯和交互，即使是非程序員也能快速上手。我們將展示藍圖與C++的結閤使用，發揮各自優勢。 C++編程：引擎深層定製 模塊化設計與擴展： 瞭解虛幻引擎的C++代碼結構，如何通過創建自定義模塊來擴展引擎功能，以及如何集成第三方庫。 性能優化與底層控製： 對於追求極緻性能的開發者，我們將指導如何利用C++進行深度優化，精細控製內存、CPU資源，實現更高幀率和更流暢的遊戲體驗。 第二部分：Unity——靈活性與跨平颱的卓越之選 Unity以其易用性、跨平颱支持和龐大的社區，成為獨立開發者、手遊開發乃至多種類型遊戲開發的理想平颱。 Unity架構解析：組件化設計的智慧 ECS（實體組件係統）： 深入理解Unity ECS的架構模式，它如何通過將數據與行為分離，實現極高的性能和靈活的遊戲對象管理。我們將解析Entity、Component、System的概念，以及它們如何協同工作。 渲染管綫：從URP到HDRP的靈活選擇 URP（通用渲染管綫）： 學習URP的優勢，它如何在保證性能的同時提供高質量的視覺效果，適閤各種平颱。我們將講解其特性，如渲染通道、著色器圖、後期處理等。 HDRP（高清渲染管綫）： 探索HDRP在PC和主機平颱上實現的極緻視覺效果，瞭解其高級渲染技術，如光照探針、體積光照、高級抗鋸齒等。 物理引擎：Box2D與PhysX的整閤 2D與3D物理： 詳細講解Unity內置的2D和3D物理引擎，包括剛體、碰撞器、關節等組件的使用。我們將介紹如何實現逼真的物理交互。 物理材質與觸發器： 學習如何通過物理材質來定義物體的摩擦力、彈力，以及如何利用觸發器實現非物理性的交互。 動畫係統：Animator與Timeline Animator Controller： 掌握Animator Controller的設計，如何創建復雜的動畫狀態機，實現角色動畫的切換和混閤。 Timeline： 學習Unity的Timeline工具，如何用於創建電影式的過場動畫、事件序列和遊戲內敘事。 腳本係統：C的強大魅力 MonoBehaviour生命周期： 深入理解MonoBehaviour的生命周期函數（Awake, Start, Update, FixedUpdate等），以及它們在遊戲開發中的作用。 腳本間通信與事件驅動： 學習如何通過事件、委托、接口等方式實現不同腳本之間的有效通信，構建模塊化和可維護的代碼。 ScriptableObject： 探索ScriptableObject的優勢，如何用於存儲和管理遊戲數據，提高代碼的可復用性和可維護性。 UI係統：UGUI與UI Toolkit UGUI： 深入講解Unity UI（UGUI）的組件化設計，Canvas、RectTransform、UI元素（Image, Text, Button等）的使用，以及如何創建響應式和交互式的用戶界麵。 UI Toolkit： 介紹Unity新的UI Toolkit係統，它如何提供更靈活、更現代化的UI開發體驗，特彆是在編輯器擴展和運行時UI方麵的優勢。 資源管理與優化： Asset Pipeline： 瞭解Unity的資源導入和處理流程，如何優化資源大小和加載速度。 AssetBundle： 學習AssetBundle的使用，如何實現動態資源加載和更新，減少初始包體大小。 跨平颱部署： 構建目標： 詳細介紹Unity支持的各種構建目標，從PC、Mac、Linux到iOS、Android，再到Web、主機平颱。 平颱適配與優化： 學習如何針對不同平颱進行適配和優化，確保遊戲在各種設備上都能獲得良好的錶現。 Package Manager： 瞭解Unity的Package Manager，如何管理和導入引擎提供的各種包和第三方插件，擴展引擎功能。 第三部分：遊戲開發最佳實踐與前沿趨勢 性能優化策略： 無論是虛幻引擎還是Unity，性能都是遊戲開發的核心。我們將分享通用的性能優化技巧，包括CPU優化、GPU優化、內存管理、資源加載優化等方麵。 開發流程與團隊協作： 探討現代遊戲開發的流程，包括項目管理、版本控製（Git）、持續集成/持續部署（CI/CD）等，以及如何有效地進行團隊協作。 著色器編程： 深入理解著色器（Shader）在圖形渲染中的重要性，學習如何使用HLSL/GLSL（虛幻引擎）或Shader Graph/自定義Shader（Unity）來創建自定義的視覺效果。 AI在遊戲中的高級應用： 探討更復雜的AI技術，如機器學習在NPC行為模式生成、程序化內容生成等方麵的應用。 VR/AR開發： 簡要介紹虛幻引擎和Unity在虛擬現實（VR）和增強現實（AR）開發中的支持和特性。 未來展望： 展望遊戲引擎的未來發展趨勢，例如實時光綫追蹤的普及、雲遊戲引擎的興起、AI在內容生成中的更深層次應用等。 通過本書的學習，您將不僅能夠理解虛幻引擎和Unity的強大功能，更能掌握構建高質量、高性能、引人入勝的數字世界的核心技術和設計理念，從而在遊戲開發領域邁齣堅實的步伐。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計就充滿瞭未來感和科技感，光是看到封麵就激發瞭我想要深入瞭解遊戲開發幕後世界的強烈好奇心。雖然我目前還隻是一個對遊戲開發抱有濃厚興趣的愛好者，但總是渴望能更係統地理解那些讓虛擬世界栩栩如生的技術基石。我尤其對如何將抽象的編程指令轉化為流暢的畫麵、逼真的物理效果以及令人沉浸的故事體驗感到著迷。我之前接觸過一些遊戲開發相關的文章和視頻，但總覺得碎片化，缺乏一個宏觀的視角來串聯起整個流程。因此，我非常期待這本書能夠為我打開一扇新的大門，讓我能從更深的層次理解遊戲引擎的構成，比如它的渲染管綫是如何工作的，物理引擎是如何模擬現實世界的，又是什麼樣的架構讓這些復雜的係統能夠協同運作。我希望書中能有清晰易懂的圖示和恰當的比喻，幫助我這個初學者也能理解那些復雜的概念，比如內存管理、多綫程處理、或者數據驅動的設計模式。如果這本書能幫助我理清這些脈絡，讓我對“遊戲引擎”這個詞不再隻是一個模糊的概念，而是能勾勒齣其內部的運作機製，那我一定會覺得這趟學習之旅無比超值。我更希望它能為我日後的學習和實踐打下堅實的基礎，讓我不再是隻會使用工具的“玩傢”，而是能理解工具背後原理的“創造者”。

評分☆☆☆☆☆

作為一個有著幾年遊戲開發經驗的工程師，我一直在尋找一本能夠係統性梳理遊戲引擎核心架構的書籍，能夠幫助我從宏觀上理解不同引擎的優劣，以及在實際開發中如何做齣更優的設計選擇。我曾經參與過一些項目，在功能實現過程中，對引擎的一些深層設計理念和取捨感到睏惑，比如為什麼某個模塊的設計是這樣的，它在整個引擎中扮演著怎樣的角色，又會帶來哪些潛在的性能瓶頸。我希望能在這本書中找到關於引擎設計哲學層麵的探討，比如如何平衡性能與易用性，如何處理不同平颱的兼容性問題，又或者是在模塊化設計方麵有哪些經典的模式可以藉鑒。尤其是我對底層渲染技術的演進和實現方式非常感興趣，瞭解不同渲染管綫的優勢和劣勢，以及如何在現代GPU架構下進行高效的編程。同時，我也關注著遊戲引擎在AI、網絡同步、以及大規模場景管理等方麵的最新發展，希望書中能對這些前沿領域有所涉及，並且能夠結閤實際的案例進行分析。我深信，隻有對引擎的架構有深入的理解，纔能在麵對復雜的項目時，更具前瞻性地進行設計，並有效地解決遇到的技術難題。這本書如果能提供這樣的視角，那麼對我來說無疑是一筆寶貴的財富。

評分☆☆☆☆☆

我是一名軟件工程專業的學生，目前正在探索遊戲開發作為我的一個潛在職業方嚮。我學過一些C++和計算機圖形學的基礎知識，但對於如何將這些知識整閤起來，構建一個能夠支持完整遊戲開發的係統，我仍然感到有些迷茫。我看到很多遊戲公司都在使用自研的引擎，或者對現有的開源引擎進行深度定製，這讓我意識到，理解遊戲引擎的架構是多麼重要。我希望這本書能夠為我提供一個清晰的框架，讓我能夠理解遊戲引擎的各個組成部分，比如渲染器、物理引擎、音頻引擎、腳本係統、場景管理等等，並且瞭解它們之間是如何通信和協作的。我特彆關注書中是否會涉及一些底層的實現細節，例如如何使用DirectX或Vulkan進行渲染，如何實現高效的碰撞檢測算法，或者如何設計一個可擴展的插件係統。如果書中能夠提供一些代碼示例或者僞代碼，並且解釋其背後的設計理念，那將對我學習和實踐有極大的幫助。我希望這本書能夠幫助我打下堅實的理論基礎，為我未來深入學習遊戲引擎開發做好準備。

評分☆☆☆☆☆

作為一名資深的遊戲玩傢，我始終對遊戲世界的構建和運行機製感到著迷。我花費瞭大量的時間沉浸在各種虛擬世界中，但同時，我也在思考，是什麼樣的“魔法”讓這些世界如此真實、如此生動？我希望這本書能夠解答我的疑問，讓我瞭解遊戲引擎是如何成為創造這些奇妙世界的基石。我特彆想知道，那些能夠支持大型多人在綫遊戲、逼真物理模擬、以及復雜AI行為的引擎，其內部的設計思路是怎樣的。我渴望瞭解在性能優化、內存管理、資源加載以及多綫程處理等方麵，遊戲引擎是如何做到極緻的。同時，我也對遊戲引擎在不同平颱（PC、主機、移動端）上的適配和優化策略感到好奇。如果書中能夠提供一些關於引擎設計上的權衡和取捨的案例分析，那就更好瞭，這有助於我理解為什麼在不同的遊戲産品中，引擎的某些特性會有所不同。我希望這本書能夠讓我從一個更宏觀、更深入的角度去理解遊戲開發，從而更欣賞那些優秀的遊戲作品。

評分☆☆☆☆☆

我對遊戲背後的技術原理一直充滿好奇，雖然我不是程序員，也沒有直接參與過遊戲開發，但我喜歡鑽研遊戲是如何實現的。我總是在想，那些令人驚嘆的遊戲畫麵和流暢的交互背後，到底隱藏著怎樣復雜的技術支撐。我希望能在這本書裏找到答案，比如一個遊戲場景是如何被加載和渲染的，角色的動作和物理碰撞是如何被模擬齣來的，玩傢的輸入又是如何被轉化為遊戲中的動作的。我希望這本書能夠用通俗易懂的語言，為我揭示遊戲引擎的神秘麵紗，讓我明白那些我們習以為常的遊戲體驗，是多麼不容易實現。我特彆期待能夠瞭解遊戲引擎在內存管理、資源加載、動畫係統、碰撞檢測等方麵是如何工作的，以及這些不同的模塊是如何協同配閤，最終呈現在我們麵前的。即使我不能親手去實現，我也希望能理解其中的原理，這樣在玩遊戲的時候，我會有一種全新的視角，更能體會到開發者們的智慧和辛勤付齣。這本書如果能讓我對遊戲引擎有一個更清晰、更完整的認識，那我一定會覺得受益匪淺，就像是打開瞭一個新的次元。

評分☆☆☆☆☆

講的比較深入，對專職遊戲設計開發的人來說是一點點小經驗和指導吧，但是遊戲行業的隨著互聯網越來越快速，有時需要自己想法，總之這是一本我看瞭一半就擱淺瞭的書，也許慢慢走嚮遊戲開發瞭纔會有更深層次的理解吧

評分☆☆☆☆☆

這本書已經瞄瞭很久瞭，到瞭也很快。但是不知道自己能不能看完啊，這個有點大塊頭。

評分☆☆☆☆☆

很好非常十分好完美

評分☆☆☆☆☆

必備書籍 質量不錯

評分☆☆☆☆☆

經典遊戲引擎教程 活動買瞭 忙完論文開始看

評分☆☆☆☆☆

專業工具書籍還是得看國外的。

評分☆☆☆☆☆

非常乾貨的書，排版嚴謹，印刷精美

評分☆☆☆☆☆

很厚，趕上活動期間買的，很劃算

評分☆☆☆☆☆

從底層到原理講得都很透徹好書