SFML Game Development

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出版者:Packt Publishing
作者:Jan Haller
出品人:
页数:296
译者:
出版时间:2013-6
价格:0
装帧:Paperback
isbn号码:9781849696845
丛书系列:
图书标签:
  • 游戏
  • 动漫
  • GameDev
  • C++
  • SFML
  • 游戏开发
  • C++
  • 图形编程
  • 游戏引擎
  • 跨平台
  • 教程
  • 编程入门
  • 游戏设计
  • 计算机图形学
  • 开源
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具体描述

Game development comprises the combination of many different aspects such as game logics, graphics, audio, user input, physics and much more. SFML is an Open Source C++ library designed to make game development more accessible, exposing multimedia components to the user through a simple, yet powerful interface.

If you are a C++ programmer with a stack of ideas in your head and seeking a platform for implementation, your search ends here.

Starting with nothing more than a blank screen, SFML Game Development will provide you with all the guidance you need to create your first fully featured 2D game using SFML 2.0. By the end, you'll have learned the basic principles of game development, including advanced topics such as how to network your game, how to utilize particle systems and much more.

SFML Game Development starts with an overview of windows, graphics, and user inputs. After this brief introduction, you will start to get to grips with SFML by building up a world of different game objects, and implementing more and more gameplay features. Eventually, you’ll be handling advanced visual effects, audio effects and network programming like an old pro. New concepts are discussed, while the code steadily develops.

SFML Game Development will get you started with animations, particle effects and shaders. As well as these fundamental game aspects, we’re also covering network programming to the extent where you’ll be able to support the game running from two different machines. The most important part, the gameplay implementation with enemies and missiles, will make up the core of our top-scrolling airplane shoot' em-up game!

You will learn everything you need in SFML Game Development in order to start with game development and come closer to creating your own game.

好的,以下是一本名为《光影炼金术:现代图形编程与视觉叙事》的图书简介: 光影炼金术:现代图形编程与视觉叙事 探索数字世界背后的魔法:从基础光栅化到沉浸式体验 在数字屏幕上呈现的每一个动态世界、每一帧逼真的光影效果,都凝聚着深厚的计算机科学与艺术的结晶。《光影炼金术:现代图形编程与视觉叙事》 是一本深入浅出、面向实践的指南,旨在揭示当代实时渲染技术、图形管线以及数字视觉叙事背后的核心原理。本书不局限于某一特定的游戏引擎或库,而是专注于教授读者掌握图形学领域的普适性知识、算法和思维模式,使他们能够构建高性能、高保真度的图形应用。 本书适合有一定 C++ 基础,对底层图形渲染原理、数学建模以及实时交互艺术有浓厚兴趣的开发者、计算机图形学专业的学生,以及希望深化对视觉效果理解的创意工作者。 --- 第一部分:图形学的基石与数字几何 本部分将读者带入三维图形学的起点,打下坚实的数学和概念基础。我们不再仅仅关注“如何调用 API”,而是深入探究“API 背后发生了什么”。 第一章:视觉世界的数学语言 图形编程的基石是线性代数。我们将复习和深入讲解向量、矩阵运算在三维空间转换中的实际应用。重点解析齐次坐标、变换矩阵(平移、旋转、缩放)的构造与组合,以及它们如何在图形管线中高效地组织对象。此外,还会探讨四元数在处理复杂旋转和插值中的优势,以及它们如何避免万向锁问题,为平滑的动画打下基础。 第二章:从三维到二维的魔术——投影与视锥体 本章将详细剖析相机模型。我们区别并实现正交投影和透视投影的数学原理,理解视锥体(Frustum)的定义及其与裁剪平面(Clipping Planes)的关系。读者将学习如何精确地计算将三维世界坐标转化为屏幕二维坐标的 MVP(Model-View-Projection)矩阵,以及裁剪(Culling)过程如何极大优化渲染效率。 第三章:几何体的表示与处理 本书深入研究如何用数据结构精确描述复杂的三维模型。我们将探讨多边形网格(Polygon Mesh)的存储方式,如顶点、法线、纹理坐标的组织结构。随后的章节会讲解更高级的几何处理技术,包括曲面细分(Tessellation)的基础概念、碰撞检测中的边界体积(Bounding Volumes)的应用,以及如何高效地遍历和管理大规模场景中的几何数据。 --- 第二部分:实时光栅化:渲染管线的解剖 实时渲染的核心在于光栅化——将矢量信息转化为屏幕上的像素点阵。本部分将精确拆解现代 GPU 上的渲染管线,并教授如何控制其中的关键步骤。 第四章:GPU 编程模型与可编程管线 我们将介绍现代 GPU 的基本架构,理解其并行处理的特性。重点解析可编程管线的概念,特别是顶点着色器(Vertex Shader)和片段着色器(Fragment Shader)的作用。读者将学习如何使用高级着色语言(如 GLSL 或 HLSL 的核心概念,但侧重于语言无关的算法设计)来编写自定义的渲染逻辑,实现对几何体和像素的精细控制。 第五章:光照模型:真实感的桥梁 光照是图形学的灵魂。本章将系统梳理经典的光照模型:从基础的环境光、漫反射到镜面反射的 Phong 模型。随后,我们将过渡到更为复杂的、基于物理的渲染(PBR)范式。深入探讨能量守恒、微上面模型(如 GGX/Trowbridge-Reitz BRDF)的数学描述,以及如何通过这些模型实现金属、电介质等不同材质的真实感表现。 第六章:纹理映射与采样艺术 纹理赋予模型表面细节。本章讲解纹理坐标的生成、参数化、以及不同类型的纹理应用(如漫反射、法线贴图、高度图)。尤其关注纹理采样的抗锯齿技术,如线性插值和各向异性过滤(Anisotropic Filtering)的工作原理,确保在不同视角下纹理的清晰度。 第七章:深度缓冲与透明度的挑战 深度测试(Z-Buffering)是实现三维视觉连续性的关键。本章详细分析深度缓冲区的实现机制及其局限性。对于无法使用深度缓冲解决的透明物体渲染,我们将探讨排序策略(如画家算法的局限性)以及 Alpha 混合(Blending)的正确顺序和数学公式,以实现高质量的半透明效果。 --- 第三部分:性能、优化与高级效果 高性能是实时图形的永恒追求。本部分聚焦于现代渲染技术中用于性能提升和视觉奇观的进阶主题。 第八章:优化渲染性能的利器 我们将探讨多种数据结构和算法,用于减少不必要的绘制调用(Draw Calls)和片段处理。内容包括实例化(Instancing)技术、视锥体剔除(Frustum Culling)、遮挡剔除(Occlusion Culling)的实践策略,以及如何利用批处理(Batching)来最大化 GPU 吞吐量。 第九章:后处理与屏幕空间效果 现代游戏的视觉冲击力往往来自后处理阶段。本章专注于屏幕空间技术,如屏幕空间环境光遮蔽(SSAO)和屏幕空间反射(SSR)的算法实现与调优。此外,还将解析抗锯齿技术(如 FXAA、TAA)的原理,以及色彩空间转换、伽马校正和色调映射(Tone Mapping)在最终画面呈现中的重要性。 第十章:延迟渲染与前向+渲染 为了处理复杂场景中大量的动态光源,本书深入对比分析了两种主流的现代渲染架构。我们详述延迟渲染(Deferred Shading)如何将光照计算从几何处理中解耦,并探讨前向+渲染(Forward+)如何结合分块(Tiling)技术,在保持良好材质控制的同时,高效处理成百上千个光源。 第十一章:动态与可编程着色进阶 本章将引导读者探索更具创造性的着色器应用。我们将介绍基于计算着色器(Compute Shader)进行非渲染任务处理的可能性,例如粒子系统的模拟、体积雾的生成,以及如何利用形变着色器(Geometry Shader)动态增加模型的几何细节(如草地或树叶的动态摆动)。 --- 结语:迈向下一代视觉体验 《光影炼金术》的最终目标是赋予读者驾驭图形技术、创造独特视觉体验的能力。掌握这些底层原理,意味着你不再只是引擎的用户,而是能够根据特定需求定制、创新渲染路径的图形炼金术师。通过本书的学习,你将能自信地理解和实现任何基于实时光栅化技术的复杂视觉效果。

作者简介

Jan Haller

Jan Haller is a Master's degree student of Electrical Engineering and Information Technology. In his free time, he occasionally develops games in C++. He is also interested in the creation of graphics and 3D models. In 2008, Jan stumbled upon SFML. Since then, he has used the library for many of his works. One of his bigger projects was a 2D Jump'n'Run game, where the character has to find its way through different levels, defeating enemies and collecting various items. During the years, Jan has actively participated in the SFML community, getting a lot of insights into the development of SFML 2. He has also written a C++ library called Thor, which extends SFML by ready-to-use features such as particle systems or animations.

Henrik Vogelius Hansson

Henrik Vogelius Hansson has always been in love with both games and programming. He started his education fairly early and continued on into the indie scene with Defrost Games and their game Project Temporality. The next company that hired him was Paradox Development Studio where he got to work on titles such as Crusader Kings 2. Beside the game companies, Henrik has also been very active in the SFML community and has even provided a binding for Ruby called rbSFML.

目录信息

1: Making a Game Tick
2: Keeping Track of Your Textures – Resource Management
3: Forge of the Gods – Shaping Our World
4: Command and Control – Input Handling
5: Diverting the Game Flow – State Stack
6: Waiting and Maintenance Area – Menus
7: Warfare Unleashed – Implementing Gameplay
8: Every Pixel Counts – Adding Visual Effects
9: Cranking Up the Bass – Music and Sound Effects
10: Company Atop the Clouds – Co-op Multiplayer
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

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我一直对独立游戏开发充满向往,也尝试过一些不同的引擎,但往往因为学习成本过高或者授权费用昂贵而不得不放弃。《SFML Game Development》的出现,就像是为我这样的独立开发者量身打造的解决方案。SFML 本身是一个开源的、跨平台的库,这让我能够免费地使用它,并且没有任何限制,这对于资源有限的独立开发者来说,无疑是一个巨大的福音。这本书的内容,也完全围绕着 SFML 的特性展开,它详细地介绍了如何利用 SFML 来实现各种游戏元素,从最基础的窗口创建、输入处理,到更高级的图形渲染、音频播放、网络通信等等。我尤其喜欢书中关于物理引擎集成和碰撞检测的讲解。在独立游戏中,精确的物理模拟和有效的碰撞检测是实现逼真游戏体验的关键,而这本书提供了清晰的指引,让我能够理解如何将第三方物理引擎集成到 SFML 项目中,并如何编写高效的碰撞检测代码。此外,书中对游戏 UI 设计和开发的讲解也让我眼前一亮。一个良好的用户界面能够极大地提升玩家的游戏体验,而这本书提供了多种实现 UI 的方法,从简单的按钮和文本框,到更复杂的菜单系统和 HUD 显示,都涵盖其中。这让我觉得,即使是作为一个独立开发者,我也能够创造出具有专业水准的游戏界面。

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作为一名已经有几年游戏开发经验的开发者,我一直在寻找能够提升我工作效率、扩展我技术能力的工具和方法。《SFML Game Development》这本书,虽然看起来是面向初学者的,但其中一些深入的探讨和优秀的实践方法,也让我受益匪浅。我尤其欣赏书中关于代码组织和架构设计的建议。在游戏开发中,随着项目的规模越来越大,代码的维护和扩展性就变得尤为重要。这本书提供了一些非常实用的设计模式和架构思路,比如如何使用组件化(Component-based)的设计来管理游戏对象,如何利用事件驱动(Event-driven)的架构来处理用户输入和游戏逻辑,以及如何进行模块化的开发来提高代码的可读性和可重用性。这些理念,虽然我之前有所接触,但这本书的讲解更加系统和深入,并且通过具体的代码示例,让我能够更直观地理解它们的实现方式和优缺点。我印象深刻的是书中关于游戏循环(Game Loop)的优化讨论,它不仅讲解了基础的固定帧率和可变帧率的实现,还探讨了如何通过时间步长(Time Step)来保证游戏逻辑的稳定性,以及如何利用多线程来提升性能。这些细节的处理,对于开发高质量的游戏至关重要,而这本书恰恰在这方面提供了很多宝贵的经验。总而言之,《SFML Game Development》为我提供了一个重新审视和优化自己开发流程的机会,让我能够在追求高效和高质量的道路上更进一步。

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这本书的出现,在我看来,简直就像是为我这种对游戏开发充满热情,却又不知从何下手的“小白”量身定做的。我一直以来都对那些精彩绝伦的游戏世界心生向往,总想着有一天也能亲手创造出属于自己的游戏,但现实往往是残酷的,面对着浩如烟海的开发工具和技术,我常常感到无所适从,就像站在一个巨大的迷宫入口,找不到任何线索。然而,当我翻开《SFML Game Development》的扉页时,一股莫名的踏实感油然而生。书中的语言风格非常友善,没有那些令人望而生畏的专业术语堆砌,取而代之的是清晰、循序渐进的讲解。我尤其欣赏它在介绍概念时,总是会先从最基础的部分讲起,然后慢慢深入,就好像一位经验丰富的老师,耐心地引导着每一个学生。比如,它在介绍图形渲染时,并没有直接抛出复杂的API,而是先从最简单的窗口创建、颜色填充开始,让我能够逐步理解计算机是如何在屏幕上绘制像素的。接着,它会引入精灵(Sprite)、纹理(Texture)等概念,并用生动的例子展示如何将图像加载到游戏中,如何让这些图像动起来,甚至是如何实现复杂的动画效果。这整个过程,我都觉得充满了成就感,仿佛我一直在不断地突破自己的认知边界,一点一点地解锁游戏开发的奥秘。我常常会一边阅读,一边对照着书中的代码片段,在自己的开发环境中进行实践,那种即时反馈的体验,让我更加深刻地理解了每一个知识点。即使遇到一些我暂时无法理解的地方,书中的解释也足够详尽,并且常常会提供一些额外的资源链接,鼓励读者进行更深入的探索。总而言之,《SFML Game Development》为我打开了一扇通往游戏开发世界的大门,让我看到了实现梦想的切实可行性。

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作为一个对游戏开发充满好奇,但又缺乏系统学习机会的爱好者,我一直苦于找不到一本能够真正引领我入门的书籍。《SFML Game Development》的出现,给了我极大的惊喜。它没有那些冗长晦涩的理论,也没有那些令人望而却步的复杂概念,而是用一种非常平易近人的语言,一步一步地带领我探索游戏开发的奥秘。我尤其喜欢书中关于游戏逻辑和算法的讲解。它会从最基础的玩家控制、敌人AI,到更复杂的路径寻找、状态机等等,都给出了清晰的讲解和实现方法。例如,在讲解如何实现敌人AI时,它会先从简单的巡逻模式开始,然后逐步引入更复杂的行为,比如侦测玩家、追击玩家、逃跑等等,并且提供了相应的代码示例,让我能够直观地理解这些算法是如何在游戏中实现的。此外,书中关于碰撞检测和物理模拟的讲解也让我受益匪浅。它让我理解了如何使用 SFML 的内置功能来实现简单的碰撞检测,同时也介绍了如何集成更强大的第三方物理引擎,来实现更逼真的物理效果。通过这本书,我不仅学会了如何使用 SFML 来构建游戏,还对游戏设计和开发中的一些核心算法和原理有了更深入的理解。

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一直以来,我都在寻找一本能够帮助我实现从“想法”到“成品”之间飞跃的书籍。《SFML Game Development》这本书,就像是一位经验丰富的向导,为我指明了方向。它从最基础的窗口创建开始,逐步深入到游戏的核心机制,让我能够一步一步地构建出自己的游戏。我特别喜欢书中关于游戏状态管理的讲解。它提供了一种非常清晰和灵活的方式来管理游戏的不同状态,比如主菜单、游戏进行中、暂停、游戏结束等等。通过这种方式,我能够更好地组织我的代码,并且在不同状态之间进行平滑的切换,避免了代码的混乱和逻辑的冲突。此外,书中关于音频和音乐播放的讲解也让我眼前一亮。它不仅介绍了如何加载和播放音效,还探讨了如何实现背景音乐的循环播放、音量控制,甚至是如何实现简单的音频特效,这让我在为游戏添加听觉元素时有了更多的选择和创意。总而言之,《SFML Game Development》这本书为我提供了一个完整的游戏开发框架,让我能够将自己的游戏创意付诸实践,并最终实现一个可玩的游戏作品。

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我是一名在校的学生,对计算机图形学有着浓厚的兴趣,一直渴望将理论知识与实际项目结合起来。《SFML Game Development》这本书,恰好满足了我的这一需求。它在讲解游戏开发的过程中,巧妙地融入了许多图形学的概念,让我感觉像是在上一门生动有趣的互动式图形学课程。书中关于坐标系、变换(平移、旋转、缩放)、图元(点、线、三角形)的介绍,都与我在课堂上学到的知识息息相关,但这本书更进一步,展示了如何在实际的游戏开发中应用这些概念。例如,它不仅讲解了如何使用矩阵来表示和应用变换,还通过实际的代码示例,展示了如何通过组合变换来实现复杂的动画效果,比如让一个物体沿着复杂的路径运动,或者实现镜面反射、阴影投射等视觉效果。我特别喜欢书中关于纹理映射(Texture Mapping)的讲解,它不仅解释了如何将图像应用到二维平面上,还探讨了如何使用不同的纹理坐标来控制图像的显示区域,甚至是如何实现纹理的平铺和拉伸,这对于制作精美的游戏画面至关重要。更让我惊喜的是,书中还涉及了一些更高级的图形学技术,比如混合模式(Blending Modes),它允许我实现半透明效果、加亮效果等,让游戏画面更具层次感和表现力。通过阅读和实践这本书,我感觉我对计算机图形学有了更深入的理解,也对如何将这些理论知识转化为实际可玩的游戏有了更清晰的认识。

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在信息爆炸的时代,找到一本真正有价值、能够带来实质性提升的书籍并非易事。《SFML Game Development》绝对是我近期阅读中最有价值的一本书之一。它不仅教授了 SFML 这个游戏开发库的使用方法,更重要的是,它传递了一种高效、优雅的游戏开发理念。我尤其赞赏书中关于跨平台开发的讨论。SFML 本身就支持 Windows、macOS 和 Linux 等多个平台,而这本书则详细地介绍了如何在不同的操作系统上进行开发和部署,这对于希望将自己的游戏发布到更广泛平台的开发者来说,无疑是极其重要的。此外,书中关于性能优化的章节也让我获益匪浅。它不仅讲解了常见的性能瓶颈,比如CPU占用过高、内存泄漏等,还提供了针对性的优化方法,比如如何合理使用缓存、如何优化算法、如何进行代码重构等等。通过学习这些优化技巧,我能够写出更高效、更稳定的游戏代码,为玩家提供更好的游戏体验。这本书让我认识到,游戏开发不仅仅是编写代码,更是一种对细节的极致追求和对用户体验的深刻理解。

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我一直坚信,学习一门技术,最好的方式就是通过实践,而《SFML Game Development》这本书,正是将理论与实践完美结合的典范。它并没有停留在枯燥的理论讲解,而是通过大量的代码示例和实际项目的构建,带领读者一步一步地走进游戏开发的世界。我特别欣赏书中循序渐进的教学方法,从最简单的“Hello, World!”,到后面构建完整的游戏,整个过程都非常流畅。每当我完成书中一个章节的学习,并成功运行其中的代码时,我都会感到一种强烈的成就感,这极大地激发了我继续学习的热情。书中对于每一个代码片段的解释都非常详尽,不仅会解释代码的功能,还会深入探讨其背后的原理,这让我能够真正理解“为什么”这样做,而不仅仅是“怎么做”。我印象深刻的是书中关于游戏实体(Game Entity)和组件(Component)的设计模式的讲解。它提供了一种非常灵活和可扩展的方式来构建游戏对象,让我在后续的开发中能够轻松地添加新的功能和特性。通过跟随书中的项目,我不仅掌握了 SFML 的使用技巧,还学习到了很多通用的游戏开发设计理念和最佳实践。这本书为我提供了一个坚实的基础,让我能够自信地开始自己的游戏开发之旅。

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当我第一次接触到《SFML Game Development》这本书时,我首先被其封面设计所吸引,那是一种简洁而充满科技感的风格,预示着这本书将带领我进入一个充满创造力的数字世界。阅读过程中,我惊喜地发现,这本书的内容同样如此,它以一种非常系统和有条理的方式,向我展示了如何利用 SFML 这个强大的库来开发游戏。我特别欣赏书中关于游戏引擎架构的讲解。它并没有直接给我一个现成的“引擎”,而是教我如何从零开始构建一个属于自己的游戏引擎,包括如何管理游戏资源、如何组织游戏循环、如何实现场景管理等等。这种“授人以渔”的教学方式,让我对游戏引擎的内部运作有了更深入的理解,也培养了我独立思考和解决问题的能力。书中关于精灵动画和粒子系统的讲解也让我印象深刻。它不仅提供了丰富的代码示例,还详细解释了如何通过调整参数来实现各种炫酷的动画效果和粒子特效,这为我后续的游戏开发提供了无限的可能性。我常常会花大量的时间去尝试书中提供的各种参数组合,观察它们对游戏画面的影响,从中汲取灵感,创造出独具特色的视觉效果。

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老实说,在接触《SFML Game Development》之前,我对 C++ 语言本身就有一定的基础,也尝试过一些其他的游戏开发框架,但总感觉它们要么过于庞大复杂,学习曲线陡峭,要么就是功能有限,难以满足我的一些创意想法。而 SFML,这款框架恰好在我心中找到了一个完美的平衡点。它既提供了足够强大的功能,能够支持我实现各种我脑海中构思的游戏机制,比如复杂的物理模拟、精美的粒子效果、流畅的多人联机等等,又保持了相对简洁的API设计,使得学习和使用起来都更加高效。这本书给我最直观的感受就是,它充分利用了 SFML 的这些优点,将 C++ 的强大与 SFML 的易用性完美地结合起来。我尤其喜欢书中对各个模块的讲解,它们之间的衔接非常自然。比如,在介绍了如何处理用户输入(键盘、鼠标)之后,紧接着就讲解了如何利用这些输入来控制游戏中的角色移动,或者触发技能释放,这种“输入-处理-输出”的逻辑链条被清晰地展示出来,让我能够迅速构建出游戏的基本交互。此外,书中对音频处理的讲解也让我印象深刻。以往我总觉得游戏音效和背景音乐的实现是一个非常独立且复杂的环节,但这本书用非常清晰的步骤,展示了如何加载、播放、控制音量,甚至实现简单的音效叠加和混响效果,这让我在游戏的美学体验方面有了更多的发挥空间。我对书中关于状态管理(State Management)的章节尤其赞赏,它提供了一种非常有条理的方式来组织和切换游戏的不同状态,比如主菜单、游戏进行中、暂停菜单、游戏结束等等。这对于避免代码混乱,保证游戏的稳定运行至关重要,而且它提供的方法也易于理解和实现。

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用现代化的方式教你写一个小游戏

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