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出版者:For Dummies

作者:Jacob Cordeiro

出品人:

页数:160

译者:

出版时间:2013-2-11

价格:USD 9.99

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isbn号码:9781118537145

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深入解析电子游戏设计与编程的基石：从概念到实现的全面指南 《游戏引擎架构与核心机制：构建虚拟世界的蓝图》 书籍简介： 在这本内容详实、结构严谨的专著中，我们将剥开流行电子游戏的华丽外表，直抵其驱动的底层技术核心。本书旨在为那些渴望从“玩家”转变为“架构师”的开发者、计算机科学专业的学生以及对复杂系统设计充满热情的技术人员提供一份深入且实用的技术蓝图。我们不探讨特定的游戏IP或商业策略，而是专注于构建任何成功虚拟世界所必需的、跨平台、可扩展的基础设施和设计范式。 本书的深度和广度覆盖了现代游戏开发中的六大核心领域，每部分都辅以详尽的理论阐述、经典算法解析以及实际的C++或C伪代码示例（侧重于概念而非特定API绑定，以保持通用性）。 --- 第一部分：核心引擎架构与内存管理（The Engine Foundation） 本部分奠定了整个游戏引擎的物理基础。一个高效的引擎依赖于精妙的资源组织和内存布局。 1. 现代游戏引擎结构概览： 我们首先解析分层架构设计，对比面向数据（Data-Oriented Design, DOD）与面向对象（Object-Oriented Programming, OOP）在游戏循环中的优劣权衡。深入探讨主循环（Game Loop）的同步与异步处理机制，包括固定时间步长（Fixed Timestep）的实现及其对物理模拟精确性的保证。 2. 内存分配与管理策略： 传统的`malloc/new`在实时系统中存在明显的碎片化和延迟问题。本章详细介绍定制化的内存分配器，如块分配器（Block Allocators）、对象池（Object Pools）和线性分配器（Linear Allocators）。我们将分析如何设计一个跨越帧缓冲的内存回收策略，以最小化CPU缓存未命中率。此外，如何利用内存映射文件（Memory-Mapped Files）技术加速大型资产的加载过程，也是本部分的重点内容。 3. 资产管道（Asset Pipeline）设计： 探讨从原始资源（如3D模型、纹理、音频）到引擎可加载格式的转换流程。这包括构建高效的序列化/反序列化方案（如使用Protocol Buffers或自定义二进制格式），以及实现热加载（Hot Reloading）机制，允许开发者在不重启应用的情况下迭代资源。 --- 第二部分：高性能渲染系统解析（The Visual Pipeline） 本部分深入探讨如何将数据转化为视觉奇观，重点关注现代图形API（如DirectX 12, Vulkan, Metal）的设计哲学。 1. 渲染器架构模式： 我们将详细对比并实现经典的渲染管线：立即模式（Immediate Mode）与保留模式（Retained Mode）的演进，并重点剖析现代延迟渲染（Deferred Shading）与前向渲染（Forward Rendering）的混合使用场景。讨论如何通过渲染队列（Render Queue）的优先级排序，确保关键对象的可见性。 2. 现代GPU编程基础： 深入理解计算着色器（Compute Shaders）在非图形任务中的应用，例如粒子系统Culling和后期处理效果的并行化。分析GPU数据的上传与同步机制（如Resource Barriers），以及如何有效地管理描述符堆（Descriptor Heaps）以减少CPU对GPU的瓶颈。 3. 光照与阴影技术： 剖析全局光照（Global Illumination, GI）的现代实现，包括屏幕空间环境光遮蔽（SSAO）、基于探针的体积光照（Voxel/Probe-based Lighting）的烘焙流程与运行时插值方法。对实时阴影技术，如百分比提升提升点阴影（PCSS）和级联阴影贴图（CSM）的实现细节进行数学推导与代码演示。 --- 第三部分：复杂物理模拟与碰撞检测（The World Dynamics） 本部分聚焦于构建一个可信且稳定的物理世界，这要求对连续碰撞检测（CCD）和约束求解有深刻理解。 1. 刚体动力学基础： 讲解牛顿-欧拉方程在离散时间步长下的积分方法，对比显式（Explicit）和隐式（Implicit）欧拉积分的稳定性差异。核心篇幅将用于解析角速度与四元数（Quaternion）的正确操作，避免万向节死锁（Gimbal Lock）。 2. 高效碰撞检测算法： 详细介绍空间划分结构（Spatial Partitioning Structures），如BSP树、四叉树（Quadtrees）和八叉树（Octrees）的应用，用于快速的近邻搜索（Broad Phase）。随后，深入探究AABB（轴对齐包围盒）与OBB（定向包围盒）的相交测试，并重点解析Minkowski差集在凸多面体碰撞响应中的应用。 3. 约束求解器（Constraint Solver）： 刚体系统稳定性的关键在于求解器。本书将实现一个基于顺序松弛（Sequential Impulse）或迭代拉格朗日乘数法的求解器，用于处理关节、摩擦力和地面接触等复杂约束，并讨论如何通过“堆叠系数”（Stacking Coefficient）和“惩罚因子”来平衡模拟的稳定性和响应的真实感。 --- 第四部分：人工智能与行为树系统（Cognitive Architecture） 本部分关注构建可信赖的非玩家角色（NPC）决策逻辑，超越简单的有限状态机（FSM）。 1. 行为树（Behavior Trees, BT）的实践： 深入分析行为树的结构——装饰节点（Decorators）、组合节点（Composites）和动作节点（Actions）——及其在复杂决策流程中的优势。我们将展示如何设计一个可复用、可序列化的行为树序列化格式，并实现高效的遍历算法。 2. 寻路与导航网格（Pathfinding & NavMesh）： 详细解析A算法的变体，如基于层次结构的寻路（Hierarchical Pathfinding）以处理大规模地图。重点介绍导航网格的生成、维护以及动态障碍物的处理，包括如何利用Voronoi图进行局部避障。 3. 感知系统（Perception）： 探讨NPC如何“看到”和“听到”世界。这包括射线投射（Raycasting）在视锥体（Frustum Culling）和视线遮挡判断中的应用，以及如何建立一个基于“兴趣点”的听觉模型，实现非对称信息获取。 --- 第五部分：网络同步与分布式系统（Multiplayer Foundation） 针对需要多人互动的环境，本部分聚焦于如何在不可靠的网络上保证游戏状态的一致性。 1. 网络模型选择与数据包结构： 比较客户端-服务器（Client-Server）和对等网络（Peer-to-Peer）模型的适用性。设计一个高效的、低延迟的自定义传输协议层，重点关注数据压缩（如差量编码）和确定性序列化。 2. 状态同步机制： 详细剖析“快照（Snapshot）”与“增量更新（Delta Updates）”技术。讨论服务器权威模型下的输入预测（Input Prediction）与延迟补偿（Lag Compensation）的精确数学模型，以及如何处理客户端预测错误的恢复（Reconciliation）。 3. 确定性模拟： 对于那些需要严格同步的模拟（如RTS或格斗游戏），我们将探讨构建确定性引擎的挑战，包括如何确保所有客户端的浮点运算结果在任何机器上都完全一致，以及如何使用零种子（Zero-Seed）的伪随机数生成器进行精确的模拟回放。 --- 第六部分：工具链与可扩展性设计（Extensibility and Tooling） 一个强大的引擎必须是易于扩展和调试的。本部分关注引擎的工程质量。 1. 脚本与热更新接口： 介绍如何使用嵌入式脚本语言（如Lua或Python）来暴露引擎核心功能，实现快速迭代。探讨JIT编译和AOT编译对性能的影响，以及如何安全地进行跨语言内存管理和垃圾回收。 2. 数据驱动设计（Data-Driven Design）： 强调将所有配置和元数据从硬编码中分离出来的重要性。实现一个通用的、基于组件（Component-Based）实体系统（ECS）的轻量级版本，展示如何通过数据定义来驱动复杂对象行为，从而最大化引擎的灵活性和迭代速度。 3. 调试与性能分析工具： 讲解如何内建调试视图，如绘制屏幕空间调试线框、内存使用热力图和性能剖析器钩子。重点介绍如何利用硬件性能计数器（PMC）和Tracing工具来识别CPU和GPU的瓶颈，从而指导架构优化方向。 --- 结论： 《游戏引擎架构与核心机制》超越了任何单一商业软件的使用手册，它提供的是一套通用的、经过时间考验的软件工程范式，指导读者理解和构建那些驱动现代虚拟体验的复杂软件基础设施。掌握这些底层原理，是成为一名真正具备创新能力的资深游戏工程师的必经之路。

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这本书的魅力在于，它能够将看似复杂的游戏机制，用最简单、最直观的方式呈现出来。作为一名从来没有接触过沙盒类游戏的玩家，《Minecraft for Dummies》对我来说，简直就是一场及时雨。它从最基础的“视角控制”和“操作键位”开始讲起，让我这个对游戏操作完全不熟悉的人，也能很快地掌握基本的操作。然后，它循序渐进地讲解了如何收集资源，如何合成工具，如何建造庇护所。我最喜欢的部分是它关于“怪物图鉴”的介绍。这本书详尽地列举了Minecraft中的各种怪物，它们的攻击方式、弱点以及掉落物，并且配有生动的插图。这让我这个对怪物感到恐惧的玩家，也能在了解它们之后，不再那么害怕，甚至开始研究如何“对付”它们。它还提供了很多关于“建造技巧”的建议，比如如何利用不同的方块来创造不同的视觉效果，如何设计更合理的房屋结构，甚至是如何建造一些简单的“红石机关”。这让我觉得，Minecraft不仅仅是一个生存游戏，更是一个可以发挥想象力的“艺术创作平台”。这本书的语言风格非常轻松幽默，读起来一点也不费力，让我感觉就像在和一个玩了多年Minecraft的朋友聊天，听他分享游戏的乐趣和经验。

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作为一个已经玩了几年Minecraft的老玩家，我通常不太会去翻阅“新手入门”类的书籍。但偶然间看到了《Minecraft for Dummies》，出于好奇还是翻开了。令我吃惊的是，这本书并没有让我觉得内容陈旧或者过于基础。相反，它以一种全新的视角，重新审视了Minecraft的许多核心玩法。比如，它在讲解不同生物群系时，不仅仅列举了它们的特点，还深入分析了每个群系中隐藏的资源优势和潜在的危险，以及如何在这些环境中进行有效的探索和生存。这让我这个自认为对游戏了如指掌的玩家，也从中获益良多，学到了很多之前没有注意到的细节。这本书对于游戏后期的发展，比如探索末地、与Boss战斗，也有着非常精彩的讲解。它不仅仅是告诉你“去打败末影龙”，而是详细地分析了末影龙的攻击模式，提供了多种有效的战斗策略，甚至还讲解了如何利用地形和装备来增加胜算。我最喜欢的部分是它关于“游戏发展思路”的章节，它鼓励玩家去设定自己的目标，去进行更有规划的游戏，而不是漫无目的地游荡。这让我重新燃起了对游戏的热情，开始思考如何构建一个更宏伟的王国，如何设计更复杂的自动化系统。这本书的语言风格依然保持了“for Dummies”系列的亲切易懂，但内容却非常有深度，适合各个水平的玩家。它就像一个百科全书，又像一位经验丰富的朋友，总能在我遇到瓶颈的时候，给我提供新的思路和解决方案。

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老实说，我本来对“for Dummies”系列的书持保留态度，总觉得这类书可能内容比较浅显，只能满足最最基础的需求。但《Minecraft for Dummies》彻底颠覆了我的看法！这本书的深度和广度都超出了我的预期。它不仅仅是讲解了如何在这个虚拟世界里生存下去，更是教会了我如何去“玩”Minecraft，如何去创造，如何去探索。在阅读这本书的过程中，我发现它对于游戏机制的讲解非常透彻，比如红石系统，我以前听到“红石”就头大，觉得它非常复杂。但这本书用非常形象的比喻和清晰的图示，一步步地拆解了红石的基础知识，从最简单的电路原理，到各种组件的功能，再到一些基础的自动化装置的搭建，让我这个以前觉得“红石大神”高不可攀的人，也开始有了尝试的勇气和信心。更重要的是，它不仅仅停留在理论层面，而是提供了大量的实例和灵感。书中有很多关于建造的想法和建议，从简单的房屋到复杂的农场，甚至是炫酷的红石机械，都给了我很大的启发。我学会了如何规划我的建筑，如何利用地形来优化我的基地，甚至还尝试了一些书里提到的自动化收割系统，这让我在游戏中省去了大量的重复劳动，也让我对“效率”有了更深的理解。这本书的排版也非常舒服，重点信息突出，阅读起来不会感到疲惫。我甚至会把书中一些章节反复阅读，每次都能发现新的细节或者更深入的理解。对于想要深入了解Minecraft，而不仅仅是停留在表面挖挖矿、打打怪的玩家来说，这本书绝对是必不可少的参考。

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这本书就像一位经验丰富的老船长，在我这艘刚刚起航的Minecraft小船面前，指明了方向，并且绘制了详细的海图。我之前对Minecraft的印象一直停留在“像素方块”的层面，觉得它就是一个单纯的建造游戏，直到我读了这本书，才意识到它背后蕴含着多么庞大的世界观和玩法。它不仅仅是教我如何砍树、挖矿，更是让我理解了游戏中的“生态循环”，比如农作物如何生长，动物如何繁殖，以及如何利用这些资源来维持可持续的生存。在讲解动物驯养的部分，它详细列举了不同动物的驯养方式、它们提供的资源以及如何建立高效的养殖场，这让我觉得我不仅仅是在“玩”游戏，更是在“经营”一个属于自己的虚拟农场。我还特别喜欢它关于“地下世界探索”的讲解。在玩游戏的过程中，我总是对洞穴和矿脉感到既好奇又恐惧，但这本书却为我揭示了地下世界的丰富宝藏和隐藏的危险。它详细介绍了各种矿物的分布规律，挖掘矿物的最佳策略，以及如何应对地下怪物的袭击。这让我在下一次进入洞穴时，不再是盲目地乱闯，而是有了更明确的目标和更充分的准备。这本书的语言风格非常幽默风趣，读起来一点也不枯燥，仿佛是在听一位老朋友在分享他的游戏心得。它让我觉得，学习Minecraft的过程，本身就是一次充满乐趣的冒险。

评分☆☆☆☆☆

我是一个对科技产品和新兴事物总是充满好奇的人，而Minecraft这款游戏，对我来说就像是一个充满未知和可能性的数字世界。《Minecraft for Dummies》这本书，就像是给我打开了这扇大门的一把金钥匙。它没有使用任何晦涩难懂的词汇，而是用一种非常亲切、接地气的语言，为我一一揭示了Minecraft的奥秘。从最基础的“游戏模式”选择，到“视角切换”，再到“物品栏管理”，每一个细节都讲解得非常清晰。我记得我第一次尝试着去“制作”一把剑，当成功合成出来的那一刻，我感到无比的成就感。这本书在讲解“合成系统”时，提供了大量的图示和配方，让我不再需要依靠网络搜索，就能轻松地制作出各种所需的物品。更让我惊叹的是，它还讲解了“生物群系”的特点，比如“森林”的资源丰富，“沙漠”的严酷环境，以及“雪地”的寒冷气候，让我对游戏中的环境有了更深入的了解。它还提供了很多关于“探险”的建议，比如如何寻找矿洞，如何规划路线，以及如何应对未知的危险。这让我觉得，Minecraft的世界是如此广阔，充满了无限的惊喜。这本书的语言风格非常幽默，读起来一点也不枯燥，让我觉得学习的过程本身就是一种乐趣。

评分☆☆☆☆☆

我是一个非常不喜欢被“喂饭”式教学的人，总觉得游戏就是用来自己探索和发现的。但《Minecraft for Dummies》这本书，却神奇地做到了既提供了详尽的指导，又保留了探索的乐趣。它不像那种直接告诉你“这样做”的书，而是通过解释“为什么”以及“如何去做”，让你自己去理解和掌握。比如，在讲解如何建造庇护所以及如何避免怪物侵扰时，它不仅仅告诉你要用什么材料，建造多大的空间，还会解释为什么特定的材料更适合、为什么某些布局能有效阻挡怪物，甚至还会提供一些非常规的创意，比如利用天然洞穴进行改造。这让我觉得我不是在被动地接受信息，而是在主动地学习和思考。书中还包含了很多关于游戏社区和模组的介绍，这对我来说是一个全新的领域。我之前一直是在原版游戏里玩，对模组知之甚少。这本书就像一扇窗户，让我看到了Minecraft更广阔的可能性，了解了如何安装和使用一些基础的模组，以及模组如何能够极大地丰富游戏体验。它让我觉得，Minecraft不仅仅是一个游戏，更是一个不断发展的生态系统。我特别喜欢它关于“游戏目标设定”的部分，它鼓励玩家根据自己的兴趣来规划游戏方向，无论是成为一个建筑大师，还是一个红石工程师，亦或是一个探险家，都能在书中找到相应的指引和启发。这本书的价值在于，它不仅仅教会你玩Minecraft，更是教会你如何去“爱上”Minecraft。

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这本书简直是把我从零基础直接送上了“专家”的宝座！我之前对Minecraft的了解几乎为零，连方块是什么都不知道，更别提建造什么了。但拿到这本《Minecraft for Dummies》后，就像找到了一位耐心无比、循循善诱的老朋友。它并没有上来就扔给我一堆复杂的指令或者听起来高深莫测的术语，而是从最最基础的概念讲起，比如“生存模式”和“创造模式”的区别，让我这个完全的门外汉也能快速建立起对游戏的基本认知。然后，它循序渐进地讲解了如何收集资源，从最基础的挖木头、石头开始，到后面介绍各种工具的制作和升级，每一个步骤都写得非常详尽，配上清晰的插图，让我完全不会感到迷茫。我记得刚开始玩的时候，对背包管理和物品合成感到头疼，这本书里有专门的章节详细拆解了制作台的使用方法，甚至还列出了很多常用的合成配方，这对我来说简直是救星！更让我惊喜的是，它还讲解了如何应对夜晚的危险，比如僵尸和骷髅的生成机制，以及如何制作火把、床来保障自己的安全。这本书的语言风格非常亲切，不像枯燥的技术手册，更像是朋友在手把手教你玩游戏，让我觉得学习过程一点也不枯燥，反而充满了探索的乐趣。我以前总觉得这种沙盒游戏很难上手，可能会浪费很多时间在摸索上，但这本书帮我省去了大量的“试错”成本，让我能更快地享受到游戏带来的创造和冒险的乐趣。它真的是一个非常适合新手入门的宝藏。

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坦白说，我是一个对电子游戏普遍不太感冒的人，但《Minecraft for Dummies》这本书却让我这个“游戏小白”也深深地着迷了。它没有使用任何我听不懂的术语，而是用最朴实、最易懂的语言，一步步地引导我进入Minecraft的世界。当我第一次读到关于“昼夜循环”的章节时，我才明白为什么夜晚会有怪物出现，以及为什么拥有一张床如此重要。这本书对于游戏中的“基础知识”的讲解，做得非常到位，就像在一张白纸上，一点一点地勾勒出Minecraft的模样。然后，它开始教我如何“建造”。从最简单的方块堆砌，到如何搭建一个具有基本功能的庇护所，它都提供了详细的步骤和图示。让我感到惊喜的是，它还介绍了如何利用游戏中的物理引擎来建造一些简单的机关，比如利用活塞来开门，或者利用水流来搬运物品。这让我觉得，Minecraft不仅仅是一个建造游戏，更是一个可以让你发挥创意的“实验室”。我还对书中关于“资源管理”的章节印象深刻。它教我如何有效地组织我的背包，如何规划我的资源采集，以及如何利用工具来提高效率。这让我这个以前总是把背包弄得乱七八糟的人，也开始学会了条理化的管理。这本书就像一位循循善诱的老师，让我这个完全不懂游戏的“傻瓜”，也能体会到Minecraft的魅力。

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我一直觉得，电子游戏是一种能够激发人创造力和想象力的媒介。《Minecraft for Dummies》这本书，恰恰完美地诠释了这一点。它不仅仅是一本简单的游戏攻略，更是一本“创意启蒙书”。它从最基础的“方块”概念开始，让我理解了Minecraft的构成原理，然后一步步地引导我进入“建造”的世界。我记得我第一次读到关于“基础庇护所”的搭建方法时，虽然只是一个简单的火柴盒，但却让我感受到了“家”的温暖。这本书提供了非常多关于“建造”的灵感，从简单的房屋到复杂的城堡，甚至是各种功能性的建筑，都提供了详细的讲解和图示。它还讲解了“红石系统”，虽然我之前对这个概念感到非常陌生，但这本书用非常形象的比喻和生动的案例，将复杂的红石电路变得易于理解。我学会了如何利用红石制作自动门、自动照明系统，甚至是一些简单的“逻辑门”。这让我觉得，Minecraft的世界不仅仅是关于生存和冒险，更是关于“科技”和“创新”。它还提供了关于“游戏目标设定”的建议，鼓励玩家根据自己的兴趣来规划游戏方向，无论是成为一个建筑大师，还是一个红石工程师，亦或是一个探险家，都能在书中找到相应的指引和启发。这本书的语言风格非常轻松幽默，让我觉得学习的过程本身就是一种乐趣，也让我对Minecraft这款游戏充满了热爱。

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我曾经尝试过几次自己玩Minecraft，但总是因为太过于复杂而放弃。直到我遇到了《Minecraft for Dummies》，我才真正地理解了这款游戏的精髓。《Minecraft for Dummies》这本书，给我最深刻的印象是它的“系统性”。它并没有零散地讲解某个功能，而是将Minecraft的各种元素，比如生存、建造、探索、冒险，都巧妙地编织在一起，形成了一个完整的故事线。在讲解“生存模式”时，它不仅仅教你如何获取食物和住所，还会深入分析游戏中的“食物链”和“环境因素”，让我意识到生存不仅仅是躲避怪物，更是与整个游戏世界和谐共处。我特别喜欢它关于“村庄”的章节。我以前总是把村庄当成是随机生成的场景，但这本书却让我了解了村庄的运作机制，比如村民的职业、交易系统，以及如何与村民建立良好的关系。这让我在游戏中第一次真正意义上与“NPC”进行了互动，感受到了游戏的“社交”层面。它还提供了很多关于“后期发展”的建议，比如如何建立自动化农场、如何制作高级装备，甚至是进入“下界”和“末地”的策略。这让我觉得，Minecraft的世界是如此广阔，充满了无限的可能性。这本书就像一本“游戏秘籍”，但是又不像那种直接告诉你答案的秘籍，它更像是在引导你去发现答案，让你在探索的过程中获得成就感。

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