Clayman 遊戲程式設計師養成計劃

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與玩遊戲相比,寫遊戲要複雜上千萬倍,除了需要掌握通用的程式設計技巧以外,還要有相當的圖形學,物理,數學基礎,特別是在國內,由於相關資料的缺乏,更是讓初學者無從下手。下面總結了一些入門方法和比較容易入手的資料。

         首先你要精通一門高階語言,比如C 或者C#,其次,要有良好的英文閱讀能力。對遊戲開發者來說英文閱讀能力是最重要也是最基本的工具之一,因為你遇到的大部分資源都將是英文的,不要總等著別人為你翻譯。慢慢嘗試著閱讀英文資料,你會發現其實也並沒有那麼難:)

 

         剛開始,你要做的就是選擇一門圖形API,一般就是DirectX或者OpenGL之間選一個。如果考慮到跨平臺,那麼OGL是首選. 如果只在ms的平臺,則DX是首選。我對OGL並不是很瞭解,所以下面大部門資料都是和DX相關的。當然,作為準備工作之一,你首先要到DirectX Develop Center下載最新版的DirectX SDK。

 

         入門書籍非常重要,推薦<<Introduction to 3D Game Programming with DirectX 9.0>>(好像去年出了中文版)也就是傳說中的龍書,這可以說是最好的DX入門教材,Frank Luna從淺入深,討論了DX的方方面面。另外再配上<<DirectX 9 Graphics  the Definitive Guide to Direct3D>>,書名雖然是definitive
,但實際屬於入門基本的書。看完這兩本書,你基本上已經對DirectX比較熟悉了。如果你希望學習XNA,也是一樣的,畢竟XNA是以DX為基礎。

更新(2010.11.6): <<Introduction to 3D Game Programming with DirectX 9.0>>的第二版,《xxx, A Shader Approach》也可以找到了。

更新(2011.10.23):如果有dx9或者10基礎,希望學習DX11的話 <<Practical Rendering & Computation with Direct3D 11>>是最好的書,目前暫無電子版

 

         不要一開始就看圖形學的書,這個時候你對圖形程式設計還沒有一個基本的感性認識,因此八成看的雲裡霧裡。不要以網上的教程和論壇提問作為主要學習途徑,找一本好書,系統學習,效率才最高。不要馬上看SDK裡的例子,很多圖形學的基本原理僅僅通過讀程式碼是不會明白的。某些年代太過久遠的書最好*不要*看了,比如<<windows遊戲程式設計大師技巧>> 
<<3D遊戲程式設計大師技巧>>
。有人說基本的思想總是不變的,可惜對於現代GPU來說,很多早期的技術和優化技巧早就過時了。圖形程式設計是發展的非常快的技術,看看GPU的發展速度,1~2年就是一代產品的革新。

 

          好了,入門之後,是你鞏固和拓展視野的階段。現在看計算機圖形學就比較合適了。吐血推薦<<Real-Time-Rendering>>,這本書算得上是所有圖形程式設計師的必讀書籍和參考手冊了。最近剛出了第三版(更新:已經有電子版了)。可惜國內只有第二版,稍微有點老,如果實在找不到第三版,還是值得一讀。國內其他所有以圖形學命名的書都有一個共同點:枯燥,過時。只需看看其中二維三維變換和曲線曲面表示的部分即可。如果這個時候發現你當年數學沒有學好,那麼有三本數學書是為遊戲程式設計師量身定製的:<<3D
Math Primer for Graphics and Game Development>>, <<Mathematics for 3D Game Programming and Computer Graphics>>和<<Essential Mathematics Guide 2nd Edition>>,第一本書有中文版,最後一本則是08年才出的新書。
更新(2011.10.23) <<Mathematics for 3D Game Programming and Computer Graphic>>第三版已有電子版,推薦。

 

更新(2010.11.6)  看完上述入門書籍之後,就應該花點時間好好的完整閱讀DirectX文件以及部分sample了,加深對DX整個系統,函式的瞭解。你會發現普通論壇裡60%的問題都是文件裡講過的。

 

         其實入門之後,就沒有固定的學習路線了,最好根據你感興趣的方向來學習。

 

Shader方面

《Cg_tutorial》和《The Complete Effect and HLSL Guide》都是不錯的入門材料,當然還有SDK文件。<<Shaders for Game Programmers and Artists>>有大量入門的例子。<<Advanced Lighting And Materials With Shaders>>詳細介紹了各種光照模型和技術。<<GPU Gems>> 1~3冊肯定是必讀的,雖然有1,2有中文版,但某些翻譯並不是很理想,強烈建議直接看英文版。ShaderX系列也是很經典的系列,每年出版一本,包含了最新的實時渲染技術,如今已經出了第6冊了。不過網路上只能找到1~3冊。1,2冊大部分shader都是用asm寫的,不過看懂原理,轉換為HLSL也並不難。另外Nvidia
SDK和ATI SDK也是學習shader的重要資源。最後還有剛出的<< Programming Vertex, Geometry, and Pixel Shaders>>

更新(2010.4.30):ShaderX已經出版了第7冊,後續的版本由於版權原因,改名為GPU Pro: Advanced Rendering Techniques,仍然每年出版一本。

更新(2010.11.6): 天朝人民的智慧是無限的,很多圖形學的新書都能在taobao買單翻印的紙版了,包括ShaderX系統等等…..

更新(2010.11.6): 關於ShaderX和GPU Gems常常有人問我較老的幾冊值不值得看,還有看不懂怎麼辦。這裡是我個人的看法,僅供參考:ShaderX和GPU Gems收錄的都是比較前沿的技術,雖然每本之間沒有連續性,但很多技術都建立在之前的方法上。有時間的話,建議從第一本看起。兩本書都屬於論文集,章節之間並沒有太多連續性,所以不必從第一頁看到最後一頁,選擇你感興趣的部分即可。比如對陰影感興趣,就只看陰影相關的章節,你可以看到整個陰影技術近10年的發展,變化,很有價值。另外,書裡很多前沿,實驗性的技術,由於硬體限制,通常要2,3年後才有可能普及,現在看以前的幾冊也不會太”過時”。
最後,這樣的書內容涉及了圖形學的方法面面,2d,3d,影象處理,ai,遊戲構架,gpgpu等等,範圍太過廣泛,特別是GPU Gems相比ShaderX更偏重學術研究,很多技術最終不一定能實際應用到產品中,有些章節看不懂也屬於正常現象。

 

地形:

<<Real Time 3D Terrain Engines Using C And DX9>>非常全面的討論了關於地形渲染的各種技術,至少應該把第5~9章都瀏覽一遍。之後便可以 到virtual terrain查閱近期的地形渲染技術。

更新(2010.11.6): 經常嘗試用PIX分析你電腦上的遊戲,地形渲染通常是最容易分析的部分,而且可以讓你馬上了解目前流行的地形渲染方法。

 

模型匯入和動畫:

<<Advanced Animation with DirectX>>,僅此一本足以。

更新(2010.5.5):<<Character Animation With Direct3D>>已經可以很容易的找到了, 此書介紹了目前最新的遊戲動畫技術,作者是xbox360大作Alan Wake的開發人員,完全可以替代上面提到的那本。

 

物理:

<<Game Physics>>和<<Game Physics Engine Development>>都不錯。<<Real-time Collision Detection>>是碰撞檢測方面最好的書。:<<3D Game Engine Design, 2nd>>的8,9章也值得一看。

 

LOD:

<<Level of Detail for 3D Graphics>>

 

Ray tracing:

<< Physical-Based Rendering – From Theory to Implementation>>

更新(2010.4.30): 一本免費的入門教程Another Introduction to Ray Tracing

更新(2011.10.23): 此書已有第二版,並且有電子版。

 

引擎設計:
說實話,這方面還沒有特別好的書,大概越是核心的內容,越少有人願意寫吧。<<3D Game Engine Architecture Engineering Real-Time Applications with Wild Magic>>只有第三章值得一讀。<<3D Game Engine Programming>>可以選部分感興趣的章節看看,不過總的來說,講的比較淺。
更新:<<3D Game Engine Design, Second Edition>>出了影印版本,此書是<<3D Game Engine Architecture Engineering>>更新版,強烈推薦。
最近發現<<Pro OGRE 3D Programming>>也很不錯,200多頁短小精幹,但是可以讓讀者快速瞭解一個既有引擎的設計和構架。
更新(2010.7.15): 新出的《Game Engine Architecture》非常不錯,注意是Jason Gregory的版本。如果只推薦一本引擎方面的書,絕對是這本。傳說有掃描電子版了。

更新(2010.6.28): <<Game Engine Gems>>是關於引擎設計的新系列叢書,與ShaderX類似,也是每年一本,目前已經出版了第一冊,已有電子版

 

AI & Game Programming
<<Programming Game AI by Example>>非常不錯,好像還有中文版,備選<<Artificial Intelligence for Games>>(已有第二版)。當然<<AI Programming Wisdom>>系列也是必讀作品,不過目前網路上只有1~2冊。
更新(2010.5.28):<<AI Game Engine Programming>>已比較好找了,雖然說這是一本名不副實的書,並沒有完全介紹一個”one for all”型別的引擎,也沒有具體演算法討論,但針對各種不同型別遊戲的AI設計做了詳細介紹,可作為一本指參考導性書選擇閱讀。

網路:mai%25##&%…(本人網路白痴 _ ……..)

 

綜合:
<<Game Programming Gems>>系列,不過由於內容涉及的過於廣泛,文章質量參差不齊,選擇性閱讀就可以了。歷年GDC, Gamefest,Siggraph等大型會議的paper也是應該關注的。至於那些“All in one”或者n天較你寫出個FPS遊戲的書就不要讀了,這類書的通病是什麼都說了,結果什麼也沒說清楚。

 

除了書以外,再推薦一些不錯的網路資源:

http://www.gamedev.net/ 除了大量教程以外,論壇裡多年累計下來的內容保羅永珍。好好利用論壇搜尋,你會發不管你多厲害,那裡總有一些比你強大的人在很久以前就遇到了和你同樣的問題,並且給出瞭解決方案。
Nvidia和ATI的開發者中心
creators.xna.com  XNA官方網站
http://www.gamasutra.com/ 與GameDev類似
http://www.beyond3d.com/ 這裡的除了討論軟體以外,還能看到對硬體構架的分析
http://www.gameres.com/ 國內唯一比較專業的遊戲程式設計網站,可惜和GameDev相比就顯得太寒磣了-_-#

         當然,不要忘了收集各大論壇裡牛人們的blog:)

         最後,僅僅靠看書是不夠的,多寫多練才是王道。