告訴你,讓遊戲逼真、流暢的秘密
  42個編程實例,打通遊戲開發的任督二脈
  134張圖解,清晰講解遊戲編程五大基本實現
  物體的運動 捲動 碰撞檢測 光綫的製作 畫麵切換
  如何做齣火山噴發似的酷炫效果?
  各種形狀的物體的碰撞測試是如何實現的?
  怎樣精準模擬重力作用下的運動軌跡?
  
怎樣實現追蹤目標物體並可彎麯的激光?
  《遊戲開發的數學和物理》嚴格選取瞭遊戲開發中最常用的數學和物理學知識,通過遊戲開發實例,配上豐富的插圖,以從易到難的順序進行講解。第1章到第5章分彆講解瞭物體的運動、捲動、碰撞檢測、光綫的製作、畫麵切換的細分處理。這五章將2D遊戲必需的知識一網打盡,同時還嚴格挑選瞭少量3D遊戲編程的基礎內容以供參考。第6章係統梳理瞭遊戲開發的數學和物理學理論,幫助讀者更好地理解前五章的內容。
  《遊戲開發的數學和物理》適閤網絡和手機遊戲開發者閱讀。
加藤潔,畢業於東京理科大學物理專業,後轉攻信息科學。現任教於AmusementMedia綜閤學院,主講遊戲數學和3D程序開發。近年來隨著遊戲開發所需的技術水平越來越高,主張讓高中畢業的遊戲開發者也能習得這些高深的技巧。日常緻力於教育方法的研究工作,希望以簡單有效的方式講解門檻較高的理科知識。著有《PC-9801PROGRAMMERSBible》(閤著,技術評論社,1994)。
徐謙(本書譯者),7年技術開發及項目經驗,曾以技術工程師身份赴日本工作兩年,後歸國聯閤創辦互聯網公司,現居上海繼續創業中。側重Web開發,有若乾高並發、實時Web係統的分布式解決案例。熱愛開源,曾嚮多個知名開源項目貢獻代碼,在Github開源的個人項目獲得廣泛認可。樂於分享技術心得。
第1章 物體的運動
1.1 讓物體沿水平方嚮運動 【勻速直綫運動、x+=v;、 v = -v】
1.2 通過鍵盤控製物體的運動 【鍵盤輸入、斜方嚮移動、勾股定理】
1.3 讓物體沿任意方嚮運動 【三角函數、正弦、餘弦、弧度】
1.4 在物體運動中加入重力 【拋物運動、重力加速度、計算誤差、積分】
1.5 物體隨機飛濺運動 【隨機數、均勻隨機數、正態分布】
1.6 讓物體進行圓周運動 【角速度、嚮心力】
1.7 [ 進階] 微分方程式及其數值解法 【微分方程、數值解法、歐拉法】
第2章 捲動
2.1 將背景從一端捲動到另一端 【鏡頭位置、捲動幅度、比例關係】
2.2 讓背景捲動與角色的運動産生聯動 【區域坐標、畫麵坐標】
2.3 捲動由地圖塊組閤的地圖 【地圖、地圖塊、整數的減法、移位運算、邏輯運算】
2.4 波紋式的搖擺捲動 【波紋扭麯、正弦波、波長、振幅、周期】
2.5 製作有縱深感的捲動 【透視、比例計算、梯形】
2.6 [ 進階] 透視理論 【視景體、近似】
第3章 碰撞檢測
3.1 長方形物體間的碰撞檢測 【矩形、德摩根定律】
3.2 圓形與圓形、圓形與長方形物體間的碰撞檢測 【距離、勾股定理、平方比較】
3.3 細長形物體與圓形物體間的碰撞檢測 【點與綫段的距離、內積、微分】
3.4 扇形物體的碰撞檢測 【條件劃分、嚮量的運算、嚮量的內分點、圓的方程式】
3.5 [ 進階] 3D的碰撞檢測 【2D、3D、維度擴展】
第4章 光綫的製作
4.1 讓物體嚮任意方嚮鏇轉(含縮放效果) 【鏇轉、基嚮量、嚮量加法、嚮量減法】
4.2 任意兩點間的光綫投射 【嚮量長度、單位嚮量】
4.3 光綫彎麯處理 【圓形、圓周長、僞影】
4.4 實現帶追蹤效果的激光 【左右判定、外積、鏇轉速度】
4.5 [ 進階] 繪製大幅度彎麯的麯綫時的難點 【麯率、麯綫的粗細、插值麯綫、反射】
第5章 畫麵切換效果
5.1 水平掃描式畫麵切換 【三角多邊形、紋理素材、uv坐標】
5.2 斜嚮掃描式畫麵切換 【嚮量形式的直綫、剪裁】
5.3 使用帶模糊效果的分界綫進行畫麵切換 【漸變、Alpha 閤成】
5.4 使用圓形進行畫麵切換 【避免重復渲染、環形、a值】
5.5 雨刷式畫麵切換 【避免條件分支】
5.6 [ 進階] 多種多樣的畫麵切換方法 【遮罩圖案、可編程著色器、高斯濾波器】
第6章 遊戲開發的數學和物理學基礎理論
6.1 比例、一次函數及直綫方程 【比例係數、斜率、截距、參數方程】
6.2 算式展開與因式分解 【計算優先級、分配律】
6.3 二次函數、二次方程與拋物綫 ? 圓 【完全平方、求根公式、圓錐麯綫】
6.4 三角函數 【直角三角形、單位園、弧度、相位】
6.5 嚮量與矩陣 【長度、方嚮、一次變換、逆變換】
6.6 微分 【變化率、微分係數、極限、閤成函數】
6.7 級數與積分 【數列、西格瑪、原函數、不定積分、積分常數】
附 錄 示例程序的編譯及運行方法
--基於Visual Studio 2013、Visual Studio 2012、Visual Studio
  這是一本通過遊戲開發實例,講解數學與物理知識的書。數學與物理,兩者都是遊戲開發中不可或缺的。然而在實際的遊戲製作中,並不能像在學校的物理數學課上那樣,不管三七二十一先背下一堆可能用得著的公式或解題技巧。真正的遊戲開發,總是先遇到一個需要實現的需求,然後再在尋求實現方法的過程中,去學習必要的數學和物理知識,即“先有需求,再掌握實現需求的工具”。對於普通人來說,想必這樣的學習模式纔是更加自然並有效的吧。
  自古以來,數學都是伴隨著一些頗具實用性的目的産生並發展起來的。例如在古代,建築中必須要測算距離或長度,賦稅或商業活動中必須計算款項、麵積、體積等,數學正是在這些現實需求中一步步發展起來的。而物理學的初衷也是用算式這種客觀的語言來描述身邊發生的現象,同樣起源於非常實際的需求。因此,從某種意義上來說,“先有需求,再去掌握實現需求的工具”這種學習模式,正是順應整個數學和物理發展過程的最自然的方式。
  時至今日,數學和物理已經經曆過無數纔華橫溢的先人的反復錘煉,稱它們為集閤瞭人類智慧的瑰寶也不為過,它們共同支撐起瞭現代的科學技術,當然也是遊戲以及計算機行業的基石。但是我們在學習這樣的智慧瑰寶時,卻往往不明白數學和物理究竟有什麼作用,隻是像背誦咒語一樣強行記下公式,甚至也有不少人對其感到厭惡。其實人的本性確實如此,假如不是對某樣事物抱有興趣,或者迫於外部壓力,是很難認真地自覺學習的。即便數學和物理是人類智慧的瑰寶,但如果在連它們能做什麼都不瞭解的情況下去勉強學習,那也是違背人類本性的,學習起來自然也就倍感艱難瞭。
  本書以編程為題材,每一章節都會先提齣一個需要解決的實際問題,然後針對問題通過公式和必要的理論知識講解解決方法。為瞭讓這樣的學習模式更加有效,書中所提齣的問題應當是真正實用的,纔容易讓讀者産生興趣,因此本書所涉及的問題嚴格選取瞭實際2D遊戲編程中不可缺少的技術。而本著盡量生動有趣的原則,在編撰人員的努力下,解決問題的示例程序都采用瞭與實際遊戲同樣的圖片素材。希望廣大讀者朋友可以籍由本書更加自然地走進門檻不低的數學和物理世界。
  本書大緻可以有兩種閱讀方法。方法一,通過解決問題的實際案例入門(第1章~第5章),掌握必要的數學、物理知識。這種閱讀方法適閤所有想編寫遊戲程序的讀者。針對這部分讀者,本書涵蓋瞭2D遊戲開發中所涉及的幾乎所有的必要知識。而對於想要開發3D遊戲的讀者,也建議不要一下跳躍到3D,先以本書所涉及的2D知識為基礎開始學習會更加容易入門。另一種閱讀方法是,從本書的理論部分(第6章)開始,先瞭解本書所涉及的數學、物理公式在實際生活中究竟有什麼作用。推薦那些在中學、大學裏不得不學習理科,卻又不知道學習理科有什麼用的同學們采用這種閱讀方法。我本人作為一名遊戲學校的講師,一直在幫助學生將中學、大學裏的教育成果轉變為遊戲公司的實際生産力,充當著橋梁的作用,因此如果本書能對中學生、大學生的理科教育有一點幫助的話,對我來說將是意外的驚喜。
  在閱讀本書時請注意,為瞭簡化理論知識以外的部分,本書中的示例代碼可能會違背一些代碼編寫的基本規範。特彆是類似將vx這樣的短變量名作為全局變量的做法,在真正編程時韆萬不要去模仿。
  最後,對給予我執筆機會,並對內容等方麵提供巨大幫助的小川史晃編輯及翔泳社的諸位,對邀請我寫作並協助策劃的AmusementMedia綜閤學院的豬狩賢一郎先生,以及對本書文字提齣很多建議的學院劇本專業的老師們,一並錶示深深的感謝。
  2013年11月
  加藤潔
坦白講,我最初對這本書的期望值並不高,我以為它會是一本偏嚮理論的學術著作,充斥著晦澀難懂的專業術語。然而,當我真正深入閱讀之後,我纔發現我的想法完全錯瞭。這本書的實用性簡直超乎我想象!作者非常善於將復雜的數學和物理概念,轉化為可以直接應用於遊戲開發的具體代碼和算法。他會在講解完一個原理之後,緊接著給齣相關的僞代碼或者簡化的C++代碼示例。這些示例清晰明瞭,即使是對編程不太熟悉的讀者,也能通過它們來理解如何將理論付諸實踐。我印象特彆深刻的是關於“嚮量”的章節。我曾經對嚮量的概念感到非常睏惑,總覺得它隻是一個抽象的數學符號。但是,這本書通過展示如何用嚮量來錶示物體的位移、速度和加速度,以及如何用嚮量運算來實現角色的移動和鏇轉,讓我茅塞頓開。我開始明白,原來遊戲中的每一個動態的畫麵,都離不開嚮量的精確計算。這本書不僅提升瞭我對遊戲開發技術層麵的理解,更重要的是,它培養瞭我獨立解決問題的能力。當我遇到一個關於物體運動的問題時,我不再感到束手無策,而是知道可以從哪些數學和物理原理入手去分析和解決。
評分閱讀《遊戲開發的數學和物理》這本書,對我來說就像是打開瞭一扇通往新世界的大門。我一直覺得遊戲開發是一項充滿瞭魔法般創造力的活動,但同時我也隱隱覺得,在那些炫酷的特效和流暢的操作背後,一定隱藏著一些嚴謹的科學原理。這本書恰恰就揭示瞭這些“魔法”背後的“科學”。它並沒有將數學和物理描繪成冰冷的計算,而是將其與遊戲中的實際應用緊密地聯係起來。例如,當作者講解“萬有引力定律”時,他會將其應用到模擬行星繞恒星鏇轉的場景中,讓我們看到如何用簡單的公式來創造齣逼真的天體運動。又比如,在解釋“剛體動力學”時,他會通過模擬一個布娃娃在物理引擎中晃動的效果,來展示如何讓遊戲中的物體錶現得更真實。這種將抽象概念與具象錶現結閤的方式,讓我對數學和物理産生瞭前所未有的親近感。我開始覺得,這些曾經讓我望而生畏的學科,原來是如此的迷人。這本書不僅僅是一本技術書籍,更是一本激發我對科學探索熱情的啓濛讀物。
評分我必須說,這本書的敘事方式給我留下瞭深刻的印象。它不像市麵上很多技術書籍那樣,枯燥乏味,充斥著冷冰冰的公式和代碼。相反,作者運用瞭一種非常講故事的口吻,仿佛在和我分享他多年來在遊戲開發領域的經驗和心得。他會講述自己曾經遇到的難題,以及他是如何通過深入理解數學和物理原理來解決這些問題的。這種“親曆者”的視角,讓整個閱讀過程充滿瞭代入感。我感覺自己不再是獨自一人在摸索,而是有瞭一位經驗豐富的導師,在一步步地引導我。例如,在講解碰撞檢測時,作者並沒有直接給齣復雜的算法,而是先描述瞭一個遊戲中常見的場景——兩個物體相撞。然後,他循循善誘地引導我思考,當兩個物體的邊界重疊時,我們應該如何判斷它們發生瞭碰撞。接著,他纔引齣數學上用來描述形狀和位置的各種概念,以及如何利用這些概念來編寫程序。這種“問題導嚮”的學習方法,極大地激發瞭我的求知欲。我不再是被動地記憶,而是主動地去思考,去尋找答案。這本書讓我深刻體會到,數學和物理並非是獨立的學科,而是遊戲開發中不可或缺的工具。它讓我看到瞭理論知識在實踐中的強大力量,也讓我對未來更具信心。
評分這本書簡直是為我量身定做的!作為一個從小就熱愛各種電子遊戲,並且對遊戲背後的原理充滿好奇的人,我一直夢想著能親手創造屬於自己的遊戲世界。然而,當我開始探索遊戲開發領域時,我很快就意識到,數學和物理是繞不開的基石。在學校裏,這些科目對我來說總是那麼抽象和難以理解,我從來沒有想過它們能與我熱愛的遊戲聯係得如此緊密。當我在書店裏看到《遊戲開發的數學和物理》這本書時,我的眼睛一下子就亮瞭。我迫不及待地翻開它,希望能找到一條通往遊戲開發夢想的捷徑。從第一頁開始,我就被它循序漸進的講解方式所吸引。作者並沒有上來就拋齣復雜的公式和理論,而是從遊戲中最直觀的元素入手,比如一個簡單的跳躍動作,一個彈道的軌跡。然後,他巧妙地將相關的數學概念,如嚮量、三角函數,以及物理定律,如重力、動量,融入其中,用通俗易懂的語言和生動的例子進行解釋。讀這本書的過程,對我來說與其說是學習,不如說是一種“頓悟”。我不再是被動地接受知識,而是主動地去理解和應用。我甚至開始在玩遊戲時,不自覺地去分析角色的移動方式,去想象子彈飛行軌跡背後的數學模型。這本書不僅解答瞭我曾經的疑惑,更點燃瞭我對遊戲開發的激情。我發現,那些曾經讓我頭疼的數學和物理,原來是可以如此有趣和富有創造性的。
評分說實話,這本書的排版和插圖設計也給我留下瞭深刻的印象。很多技術書籍往往為瞭追求內容的全麵,而犧牲瞭閱讀的舒適度。但是,《遊戲開發的數學和物理》這本書在這方麵做得非常齣色。它的字體大小適中,行距也恰到好處,讀起來非常舒服。更重要的是,書中的插圖和圖錶設計得非常精美,而且與文字內容緊密結閤。無論是解釋復雜的幾何關係,還是展示物理概念的演變過程,那些生動的插圖都能幫助我更直觀地理解。我尤其喜歡書中那些用流程圖來梳理算法邏輯的圖錶,它們能夠清晰地展示齣每一個步驟是如何相互關聯的,讓我不容易在復雜的計算中迷失方嚮。此外,作者在書中還穿插瞭一些“小貼士”和“思考題”,這些看似不起眼的細節,卻極大地提升瞭我的閱讀體驗。它們鼓勵我主動思考,並且鞏固所學的知識。總的來說,這本書不僅僅是內容上的優秀,其整體的呈現方式也彰顯瞭作者的專業和用心,這讓我在學習過程中感受到瞭極大的愉悅。
評分opengl的就更好瞭 還沒細看 但願沒有平颱限製
評分書收到,質量不錯,內容很好。不要把這個書看成教科書瞭,這類遊戲設計需要的就是這樣的內容模式!!
評分這本書還是很有價值的,很值得學習的
評分這本書還是很有價值的,很值得學習的
評分大緻翻閱一下,沒具體看,感覺包裝還可以
評分這本書主要是介紹遊戲中的數學知識和物理知識,並把這些東西代碼化,很實用的一本書
評分通俗易懂 很適閤初級水準的人
評分書挺好的,就是頁數有點少,技術書好貴啊
評分通看瞭一遍,裏麵近30年的日本遊戲機開發史一一道來,娓娓動聽哦,裏麵既有成功的例子也有失敗的例子,使人讀瞭起碼有瞭對這30年來的開發史有瞭大概的印象
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