游戏开发原理

　　在《游戏开发原理》这本书里，艾伦?索恩清晰地列出了大多数成功游戏开发者所倚赖的核心理论知识。这些知识包括相关理论概念、实际开发流程、经验与技巧，以及开发优秀游戏的一般细节。本书各章都系统地介绍了游戏开发的重要概念与理论，包括游戏算法、纹理及材质、几何学、拓扑学、声、光、特效，等等。此外，本书还以图解、实例分析和举例说明的方式解答了读者关于游戏开发的诸多基础问题，所有解答都简单明了，易于理解。读完这本书，读者将会深度理解和掌握游戏开发的核心理论和基本法则。
　　

　　本书的内容既适合对游戏开发感兴趣的入门人士，也适合游戏开发的专业人员，书中讲的不一定都是真理，但阅读完本书一定会有所收获。
　　由书名“游戏开发原则”可以看出本书是一本理论书。任何关于游戏开发的书都有可能是理论书。“理论”指在制作电脑游戏时所采用的一系列跨学科想法、概念、工作流实践、提示和技巧以及广泛的知识。本书思考的话题涵盖一系列学科，例如数学中的向量与矩阵，设计中的规划要素与分镜头脚本设计，图形与渲染中的顶点、网格与光照，等等。总之，本书希望简洁广泛的论述大多数游戏开发者需要知道的那些极其重要的核心理论知识。这种理论知识是开发者进行所有游戏开发工作的基础。不管开发者采用什么特殊工具，例如3dsMax、C++、UDK、Unity、Photoshop或者其他工具，这些理论都能全面适用。游戏开发新手如何“专业”地上手开发，本书将他们所必须了解的基本知识与要点几乎都涵盖其中。基本上，它代表了开始学习游戏开发时，希望有人能告诉我的一切知识，如果能早点有这本书，当初笔者就不用学的如此艰难。
　　思考这本书主要是关于什么时，同样值得讨论的还有这本书绝不是什么的问题。
　　这不是一本教如何利用特殊工具或软件快速生成电子游戏的全能手册，也不是一本实践教程来详细介绍如何使用某个程序的每一步，例如UDK。也不包含需遵循或熟记的具体操作说明，例如“单击此按钮，完成X”或“单击另一按钮，完成Y”。开发软件及特性随着其版本的不同而会有增减变化，这本书则关注更抽象的概念，论述在过去十年里基本都保持不变的原则。这些概念随时随地扎根于开发者们大脑中，每天都能运用到每一个工具中。
　　当然，我们不能完全将实践与理论割裂开，只干巴巴独立地思考理论问题。当今游戏行业，通过利用特殊工具的具体实践实例能不断丰富完善理论概念。 使用这些工具也只是为了说明正不断被行业所讨论的核心理论。因此，阅读某个具体工具或者开发实例的时候，不应该完全只当它们是工具使用指南或新手指南。学习实例的关键在于，多思考如何将讨论过的抽象概念更广泛地运用于其他地方甚至所有地方。
　　

艾伦·索恩（Alan Thorn） 作家，数学家，独立的电子游戏开发者。他是Wax Lyrical Games游戏开发工作室的创始人，也是PC获奖游戏Baron Wittard的缔造者。艾伦·索恩曾受邀为很多大型的国际游戏公司工作，经常在欧洲各地的重要机构做游戏开发方向的演讲。艾伦·索恩先后撰写了七部图书，代表作包括《自学游戏开发》（Teach Yourself Games Programming ） 、《游戏引擎：设计与执行》（Game Engine: Design and Implementation）和《UDK游戏开发》（UDK Game Development）。

《游戏开发原理》是游戏从业人员必读图书！它全方位地阐述了游戏开发的心理学与数学基础知识，并且提供了大量简单易懂的案例。本书便于读者深入理解优秀的游戏产品是如何策划和开发出来的，适合作为广大游戏开发从业者的案头工具图书。
　　 ——张翰荣 美格方互动CEO，《隐龙传：影踪》制作人

游戏技术类图书通常侧重阐述某个开发工具或游戏案例，而《游戏开发原理》不仅全面阐述了游戏开发的理论基础，而且给出了宝贵的设计经验，非常难得。本书的出版对现有的游戏开发类图书是一个很好的补充，本书将使读者从更贴近原理的层面来理解游戏开发原理、掌握游戏开发原则，推荐阅读！

——李志远 触控未来CEO
　　作为一个非专业人士，我居然能够饶有兴致地通读了这本《游戏开发原理》！相信广大游戏开发者认真读完本书，将会从作者关于游戏原理的基本论述中受益匪浅，对于日常开发过程中某些无法逾越的困难，也许能够迎刃而解，豁然开朗！

——金凯旋 龙图游戏公司HR

第1章游戏与游戏设计
1.1游戏类型与平台
1.1.1类型和子类型
1.1.2出品类型
1.1.3平台
1.1.4图形类型
1.1.5交付方式
1.1.6视角
1.2视频游戏剖析
1.2.1引擎
1.2.2资产
1.2.3规则
1.3游戏开发阶段
1.3.1基本设计与头脑风暴
1.3.2原型设计
1.3.3完善设计
1.3.4引擎开发
1.3.5资产创建
1.3.6脚本制作
1.3.7测试与调试
1.3.8营销与分销
1.4游戏设计
1.4.1游戏设计目的
1.4.2游戏设计文档
1.4.3游戏名称、平台和受众
1.4.4总结与故事
1.4.5人物、设备和地点
1.5总结
第2章游戏软件开发
2.1项目管理及其依据
2.2通过RAMS创建一个计划
2.2.1可复用性
2.2.2抽象性
2.2.3模块化
2.2.4简单性
2.3开发方法
2.3.1瀑布模型： 线性开发
2.3.2瀑布模型： 优点和缺点
2.3.3敏捷模型： 迭代开发
2.3.4敏捷模型： 优点和缺点
2.3.5敏捷对比瀑布： 如何进行
2.4发布周期
2.4.1技术预览版本
2.4.2预览版本
2.4.3用户测试版本
2.4.4候选发布版本
2.4.5最终版本
2.5总结
第3章游戏编程
3.1深度型程序开发
3.1.1编码
3.1.2脚本
3.1.3可视化脚本
3.2开发游戏用不用引擎
3.3游戏开发范例
3.3.1面向对象
3.3.2深入了解面向对象
3.3.3面向部分设计方法论
3.3.4OO与CBD
3.4时间、事件和动作
3.4.1时间
3.4.2事件和动作
3.5错误、测试和调试
3.6总结
第4章游戏数学
4.1数字的语言
4.2坐标系
4.3坐标系基础
4.4全局与局部坐标系
4.5位置、方位和尺寸
4.6变换
4.6.1位移
4.6.2旋转
4.6.3缩放
4.6.4矩阵变换
4.7向量： 方向和位移
4.7.1维克多，什么是向量
4.7.2向量加法和乘法
4.7.3向量归一化
4.7.4向量点积
4.8解决速度、距离和时间的问题
4.9总结
第5章图形、像素和色彩
5.1像素： 图形的最小单位
5.1.1分辨率
5.1.2屏幕宽高比
5.1.3分辨率与宽高比带来的难题
5.1.4分辨率的差异
5.1.5宽高比的差异
5.1.6关于游戏像素的总结
5.2色彩： 图片的品质
5.2.1RGB:颜色根本不存在
5.2.2色相、饱和度和色彩值： 色温调节、阴影调节和色调调节
5.2.3位深度
5.2.4Alpha通道与遮罩
5.2.5图片格式： 无损与有损
5.2.6伽马与伽马校正
5.2.7颜色混合： 颜色运算
5.2.8图片重采样
5.3矢量图片： 矢量与栅格图
5.4图片纹理： 纹理与UV映射
5.5总结
第6章网格、操纵和动画
6.1网格: 四个信息通道
6．2几何通道
6.3UV映射通道
6．4操控通道
6.5动画通道
6.6使用网格： 性能优化
6.6.1尽量少用多边形
6.6.2优化拓扑
6.6.3减少UV映射接缝
6.6.4回收纹理空间
6.6.5特克塞尔密度
6.6.6一致的像素密度
6.6.7校准像素密度
6.6.8优化模型选择和遮挡
6.6.9模块化创建网格
6.6.10优化模块化构建
6.6.11易扩展的模块化构建
6.6.12减少动画关键帧
6.7总结
第7章照明与补光
7.1阴影的组件
7.1.1形式:形状、轮廓和结构
7.1.2材质与纹理
7.1.3照明
7.2照明： 直接与间接照明
7.2.1直接照明
7.2.2间接照明
7.2.3照明规则
7.3光源
7.4计算直接照明与间接照明强度
7.5光照绘图： 通过纹理照明
7.6实时照明： 基于顶点与基于像素
7.7法向映射
7.8渲染方法： 正向与延迟
7.8.1正向渲染
7.8.2延迟渲染
7.9学习照明和渲染
7.10总结
第8章声音与音乐
8.1声音、音乐和音频
8.1.1声音
8.1.2音乐
8.1.3音频
8.2文件格式及音频工作流
8.3加载和码流
8.3.1加载
8.3.2码流
8.42D音频对应3D音频
8.4.12D声音
8.4.23D声音
8.5音频技巧和诀窍
8.5.1谨防过度混合
8.5.2图画的替代品
8.5.3侵入的音乐
8.5.4语音和定位
8.6总结
第9章特殊效果和后期处理
9.1在游戏中创造特殊效果
9.2粒子系统
9.2.1粒子
9.2.2发射器
9.2.3行为
9.3粒子性质
9.3.1粒子规模
9.3.2粒子透明度
9.3.3粒子颜色
9.4粒子系统摘要
9.4.1最小化粒子系统
9.4.2所看非所得
9.4.3废除不可见粒子
9.5手翻书纹理方法
9.6程序的几何学
9.7带状轨迹
9.8后处理
9.8.1模糊
9.8.2景深
9.8.3泛光
9.8.4渐淡与渐晕
9.8.5染色效果
9.8.6动画单帧阴影
9.8.7镜头闪光
9.9总结
第10章分销、发布和营销
10.1营销
10.1.1新闻稿
10.1.2网站与博客
10.1.3试玩版游戏
10.1.4视频与“病毒式传播”
10.1.5Twitter、Facebook和微博
10.1.6定向横幅广告
10.1.7续作与系列
10.2营销概述
10.3发布与分销
10.3.1零售市场与数字市场
10.3.2DIY与发行商
10.3.3DIY数字分销
10.3.4游戏门户网站
10.3.5围墙花园
10.3.6盗版与数字版权管理(DRM)
10.4总结
附录A拓展内容

我国游戏行业细分产业中，网络游戏和移动手机游戏市场增长迅速，移动手机游戏经历了近两年的集体爆发。根据IT行业投资银行和分析机构DigiCapital预计,2017年全球移动游戏市场规模将达到330亿美元，产业融合趋势越发明显，越来越多的电影、电视剧和电视综艺节目被改编成游戏来获取更大的市场价值。

从游戏类型来讲，休闲游戏、卡牌游戏、动作游戏及策略游戏等各种类型产品都有相当不错的数据表现。

从产品的开发技术来讲，绝大多数重度游戏采用3D模式进行开发，但2D的游戏产品仍然会是市场主流。不论2D还是3D，其实游戏的核心不仅仅是技术，技术只是实现游戏的基础，一名好的游戏开发者应该了解技术、美术、策划和市场运营等游戏产品的各个环节。

无论何种游戏类型、何种技术实现，都离不开游戏开发的一些基本原理。本书正是阐述关于游戏开发的核心技术，包括游戏本身、游戏技术、游戏的运营和推广等，这对于正在从事游戏开发和希望进入游戏开发行业的读者来讲都有实际的指导价值。通过本书的学习，可能会为一个项目的开发缩短周期。本书的知识内容也适用于电视游戏、PC游戏和移动游戏的开发。

本书的内容既适合对游戏开发感兴趣的入门人士，也适合游戏开发的专业人员，书中讲的不一定都是真理，但阅读完本书一定会有所收获。

本书书稿由李海涛、胡粤、王玉洁、吴诗梦和沈大海通过社交网络朋友圈共同组建了翻译小组，经过几个月的努力将书稿翻译完成，再次感谢大家，同时也要感谢清华大学出版社盛东亮编辑对翻译小组的大力支持，以及于彬老师对书稿排版校对工作的支持。

由于译者水平有限，书中翻译难免有不妥之处，敬请读者谅解。

译者

2016年1月