游戏编程算法与技巧 pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:电子工业出版社作者:【美】Sanjay Madhav 出品人: 页数:296 译者:刘瀚阳出版时间:2016-10 价格:89 装帧:平装 isbn号码:9787121276453 丛书系列:

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具体描述

《游戏编程算法与技巧》介绍了大量今天在游戏行业中用到的算法与技术。《游戏编程算法与技巧》是为广大熟悉面向对象编程以及基础数据结构的游戏开发者所设计的。作者采用了一种独立于平台框架的方法来展示开发，包括2D 和3D 图形学、物理、人工智能、摄像机等多个方面的技术。《游戏编程算法与技巧》中内容几乎兼容所有游戏，无论这些游戏采用何种风格、开发语言和框架。

《游戏编程算法与技巧》的每个概念都是用C#、Java 或C++ 程序员直观明白的伪代码阐述的，并且这些伪代码都已被作者改进和验证过。《游戏编程算法与技巧》中每章末均配有习题或练习，以帮助读者对所学内容进行巩固。《游戏编程算法与技巧》最后，作者详细分析了两款完整的游戏，清楚展现了前面章节讲到的很多技术和算法。

《代码魔法师：精通计算机视觉的核心算法与实践》本书将带领读者踏上一段探索计算机视觉奥秘的非凡旅程。我们不再局限于基础的概念，而是深入到那些驱动现代图像处理与分析的强大算法的核心。这本书并非一本简单的教程，而是一份详尽的操作手册，旨在帮助您掌握将理论知识转化为实际应用所需的精湛技艺。第一部分：视觉感知的基础与高级模型在展开深度学习的宏大图景之前，我们首先会巩固并深化对传统图像处理技术的理解。本书将详细剖析诸如边缘检测、角点检测、特征提取等经典算法的数学原理和实现细节，例如Sobel、Canny、Harris以及SIFT、SURF等。您将学会如何从噪声中提取有意义的结构信息，理解这些算法在不同场景下的优势与局限。随后，我们将全面审视深度学习在计算机视觉领域掀起的革命。从卷积神经网络（CNN）的诞生到其演进中的里程碑式架构，如AlexNet、VGG、ResNet、Inception等，我们将深入解析它们的设计理念、层级结构以及核心操作（卷积、池化、激活函数）如何模拟人类视觉系统的工作方式。本书将详细阐述反向传播算法在CNN训练中的作用，并探讨各种正则化技术（Dropout、Batch Normalization）和优化器（SGD、Adam）如何帮助我们构建更鲁棒、泛化能力更强的模型。第二部分：核心视觉任务的算法解析与工程化我们将逐一攻克计算机视觉领域最核心、最具挑战性的任务，并提供深入的算法分析和实际编码指导。图像分类与识别：您将学习如何利用迁移学习（Transfer Learning）快速构建高性能的图像分类器，掌握模型微调（Fine-tuning）的策略，以及如何应对数据集不平衡等常见问题。我们还会探讨注意力机制（Attention Mechanism）如何增强模型对图像关键区域的关注。目标检测与定位：从R-CNN家族（R-CNN, Fast R-CNN, Faster R-CNN）到单阶段检测器（YOLO, SSD），我们将详细讲解它们从区域建议到最终边界框预测的完整流程。您将理解锚框（Anchor Boxes）、非极大值抑制（NMS）等关键概念，并学习如何评估检测模型的性能指标（mAP）。图像分割：本部分将深入探讨语义分割（Semantic Segmentation）和实例分割（Instance Segmentation）的算法原理。您将学习U-Net、Mask R-CNN等经典模型的设计，并理解像素级分类和实例级识别的挑战。人脸识别与姿态估计：我们将剖析用于人脸识别的度量学习（Metric Learning）方法，如Triplet Loss。同时，您还将了解如何利用深度学习模型进行人体关键点检测，实现姿态估计，并探讨其在人机交互、动作分析等领域的应用。图像生成与风格迁移：生成对抗网络（GANs）将是本部分的核心。我们将详细介绍DCGAN、StyleGAN等架构，理解生成器和判别器的博弈过程，并探索它们在图像合成、超分辨率（Super-Resolution）以及艺术风格迁移（Neural Style Transfer）等方面的强大能力。第三部分：实战案例与前沿探索本书的价值不仅在于算法的理论深度，更在于其实际应用。我们将通过一系列精心设计的实战案例，引导您将所学算法应用于解决真实世界的问题。自动驾驶中的视觉感知：探索车道线检测、交通标志识别、障碍物检测等在自动驾驶系统中的关键应用。智能安防与监控：讲解基于计算机视觉的行为分析、异常事件检测以及人脸识别技术。医疗影像分析：介绍如何利用深度学习辅助疾病诊断，如肿瘤检测、病灶分割等。增强现实（AR）与虚拟现实（VR）：探讨3D重构、SLAM（Simultaneous Localization and Mapping）等技术如何为AR/VR提供视觉基础。此外，本书还将展望计算机视觉领域的前沿方向，如Transformer在视觉中的应用（Vision Transformer）、图神经网络（GNNs）在视觉中的潜在角色，以及多模态学习（Multimodal Learning）如何融合视觉与文本信息。为谁而写？本书适合具备一定编程基础（熟悉Python）、对数学（线性代数、微积分、概率论）有基本了解，并对计算机视觉领域充满热情的开发者、研究人员、在校学生以及希望深化自身技能的工程师。无论您是想从零开始构建自己的视觉系统，还是想为现有项目注入更强大的视觉能力，本书都将是您不可或缺的伙伴。学习本书，您将能够：深刻理解计算机视觉核心算法的内在机制与数学原理。熟练掌握在TensorFlow、PyTorch等主流深度学习框架中实现和部署这些算法。独立解决各种计算机视觉应用中的实际问题，从数据预处理到模型评估。掌握评测和优化模型性能的关键技术。站在行业前沿，了解计算机视觉的最新发展趋势。让我们一起用代码编织出视觉的魔力，开启一段充满发现与创造的探索之旅。

作者简介

Sanjay Madhav 是南加利福尼亚大学的讲师，在那里他教授了几门与游戏编程相关的课程。而在全职加入南加利福尼亚大学之前，他作为程序员在许多公司工作过，包括Electronic Arts、Neverso 及Pandemic Studios。虽然他在很多系统上都有着丰富的开发经验，但是他最感兴趣的还是游戏机制的开发。他所参与的游戏包括《荣誉勋章：太平洋突袭》（Tony Hawk’s Project 8）、《指环王：征服》（Lord of the Rings: Conquest）和The Saboteur。

从2008 年开始，Sanjay 在南加利福尼亚大学兼职，当时他还是全职游戏程序员当中的一员。在2009 年年末Pandemic Studios 关闭之后，他决定专注于教越来越重要的游戏程序员。他的主要课程是面向本科生的游戏编程课程，而且已经连续教了10 个学期。

目录信息

第1 章游戏编程概述. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
游戏编程的发展2
Atari 时期（1977—1985 年） 2
NES 和SNES 时期（1985—1995 年） 3
PS 和PS2 时期（1995—2005 年） 3
Xbox360、PS3 和Wii 时期（2005—2013 年） 3
游戏的未来4
游戏循环4
传统的游戏循环4
多线程下的游戏循环6
时间和游戏8
真实时间和游戏时间8
通过处理时间增量来表示游戏逻辑8
游戏对象10
游戏对象的类型10
游戏循环中的游戏对象11
总结13
习题13
相关资料14
游戏编程的发展14
游戏循环14
游戏对象14
第2 章2D 图形. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
2D 渲染基础16
CRT 显示器基础16
像素缓冲区和垂直同步17
精灵18
绘制精灵18
动画精灵20
精灵表单23
滚屏24
单轴滚屏24
无限滚屏26
平行滚屏27
四向滚屏28
砖块地图29
简单的砖块地图29
斜视等视角砖块地图31
总结32
习题32
相关资料33
Cocos2D 33
SDL 33
第3 章游戏中的线性代数. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
向量35
加法36
减法37
长度、单位向量和正规化38
标量乘积39
点乘40
问题举例：向量反射41
叉乘43
问题举例：旋转一个2D 角色45
线性插值46
坐标系47
矩阵48
加法/减法48
标量乘法49
乘法49
逆矩阵50
转置50
用矩阵变换3D 向量51
总结52
习题52
相关资料53
第4 章3D 图形. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
基础55
多边形55
坐标系55
模型坐标系56
世界坐标系56
视角/摄像机坐标系60
投影坐标系62
光照与着色64
颜色64
顶点属性65
光照67
Phong 光照模型68
着色70
可见性71
再探画家算法72
深度缓冲区73
再探世界变换74
四元数75
3D 游戏对象的表示77
总结77
习题77
相关资料78
第5 章游戏输入. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
输入设备80
数字输入80
模拟输入82
基于事件的输入系统84
基础事件系统85
一个更复杂的系统87
移动设备输入89
触屏和手势89
加速器和陀螺仪91
其他移动设备输入92
总结92
习题92
相关资料93
第6 章声音. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
基本声音95
原始数据95
声音事件95
3D 声音98
监听者和发射者98
衰减100
环绕声100
数字信号处理101
常见数字信号处理效果102
区域标记102
其他声音话题103
多普勒效应103
声音遮挡104
总结105
目录xiii
习题106
参考资料106
第7 章物理. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
平面、射线和线段108
平面108
射线和线段109
碰撞几何体110
包围球110
轴对齐包围盒111
朝向包围盒111
胶囊体112
凸多边形113
组合碰撞几何体113
碰撞检测113
球与球的交叉113
AABB 与AABB 交叉114
线段与平面交叉115
线段与三角片交叉117
球与平面交叉119
球形扫掠体检测120
响应碰撞124
优化碰撞125
基于物理的移动126
线性力学概览127
可变时间步长带来的问题128
力的计算128
欧拉和半隐式欧拉积分129
Verlet 积分法129
其他积分方法130
角力学130
物理中间件130
总结131
习题131
相关资料131
第8 章摄像机. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
摄像机的类型133
固定摄像机133
第一人称摄像机134
跟随摄像机134
场景切换摄像机135
透视投影135
视场136
宽高比137
摄像机的实现138
基础的跟随摄像机138
弹性跟随摄像机139
旋转摄像机142
第一人称摄像机144
样条摄像机146
摄像机支持算法149
摄像机碰撞149
拣选149
总结151
习题151
相关资料151
第9 章人工智能. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
“真”AI 与游戏AI 153
寻路153
搜索空间的表示154
可接受的启发式算法156
贪婪最佳优先算法157
A* 寻路161
Dijkstra 算法163
基于状态的行为164
AI 的状态机164
基础的状态机实现165
状态机设计模式167
策略和计划168
策略168
计划169
总结170
习题170
相关资料172
通用AI 172
寻路172
状态172
第10 章用户界面. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173
菜单系统174
菜单栈174
按钮175
打字176
HUD 元素177
路点箭头177
准心180
雷达181
其他需要考虑的UI 问题186
支持多套分辨率186
本地化187
UI 中间件189
用户体验189
总结189
习题189
相关资料190
第11 章脚本语言和数据格式. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191
脚本语言192
折中192
脚本语言的类型193
Lua 194
UnrealScript 195
可视化脚本系统196
实现一门脚本语言197
标记化197
正则表达式198
语法分析199
代码的执行和生成200
数据格式202
折中202
二进制格式203
INI 203
XML 203
JSON 204
案例学习：《魔兽世界》中的UI Mod 205
布局和事件205
行为206
问题：玩家自动操作206
问题：UI 兼容性206
结论207
总结207
习题207
相关资料208
第12 章网络游戏. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 209
协议210
IP 210
ICMP 211
TCP 212
UDP 214
网络拓扑215
服务器/客户端216
点对点218
作弊219
信息作弊219
游戏状态作弊220
中间人攻击220
总结221
习题221
相关资料222
第13 章游戏示例：横向滚屏者（iOS） . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223
概览224
Objective-C 224
Cocos2D 225
代码分析226
AppDelegate 226
MainMenuLayer 227
GameplayScene 227
ScrollingLayer 227
Ship 228
Projectile 229
Enemy 229
ObjectLayer 229
练习230
总结231
第14 章游戏示例：塔防（PC/Mac）. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232
概览233
C# 233
XNA 235
MonoGame 235
xviii 目录
代码分析236
设置236
单件236
游戏类237
游戏状态237
游戏对象238
关卡239
计时器239
寻路240
摄像机和投影241
输入241
物理242
本地化242
图形242
声音243
用户界面243
练习245
总结246
附录A 习题答案. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247
附录B 对开发者有用的工具. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260
· · · · · · (收起)

读后感

☆☆☆☆☆

中文版地址： https://book.douban.com/subject/26906838/ 这本书是南加州大学本科教材，适合系统了解游戏编程方方面面利益相关：译者博客：jjyy.guru 140字140字140字140字140字140字140字140字140字

☆☆☆☆☆

书的内容是游戏引擎架构的简易浓缩版，基本上概括了游戏开发的方方面面。名字有点吓人，算法与技巧几个字很容易让初学者敬而远之。不过还是比较简单适合入门的，但是还是需要一点编程基础的。书中的一些demo的伪代码还是蛮不错，有比较好的参考意义。也推荐想做策划的看，以...

☆☆☆☆☆

用户评价

☆☆☆☆☆

这本书在图形渲染方面的内容同样让我耳目一新。虽然我之前也接触过一些图形学知识，但总觉得零散不成体系。而《游戏编程算法与技巧》将光照模型、阴影投射、纹理映射、后处理效果等技术串联起来，让我对现代游戏画面是如何呈现有了更深刻的认识。特别是关于PBR（基于物理的渲染）的讲解，用通俗易懂的语言解释了金属度、粗糙度等参数对物体外观的影响，让我明白了为什么很多现代游戏画面如此逼真。书中提供的优化技巧，例如LOD（细节层次）和遮挡剔除，也让我看到了如何在保证画面效果的同时，提升游戏的运行流畅度。我尤其喜欢书中关于性能优化的独立章节。在游戏开发过程中，性能是绕不开的难题。这本书并没有简单地罗列一些优化方法，而是深入分析了常见性能瓶颈的成因，比如CPU密集型任务、GPU渲染管线、内存管理等。它提供了诸如数据驱动设计、多线程编程、对象池技术等一系列行之有效的解决方案，并且详细解释了这些方法背后的原理。通过学习这些内容，我能够更有针对性地发现并解决自己项目中遇到的性能问题，这对于我未来的独立游戏开发项目来说，无疑是宝贵的财富。

☆☆☆☆☆

《游戏编程算法与技巧》的附录和参考资料也做得非常出色。在每一章的末尾，作者都会给出相关的进一步阅读方向和推荐的资源，这为我打开了更广阔的学习视野。而且，书中提供的代码示例，不仅可以直接运行，还可以作为我未来开发项目的起点。我尝试着将书中关于网络同步的代码，移植到我自己的一个小项目中，虽然还有很多地方需要调整，但核心的同步机制已经能够正常工作，这极大地节省了我从头开始的时间。这本书最大的价值在于，它不仅仅提供了“怎么做”，更重要的是解释了“为什么这么做”。对于许多看似简单的技巧，书中都深入剖析了其背后的原理和设计思想。例如，在讲解碰撞检测时，它不仅仅是介绍了几种检测算法，还分析了不同算法的优缺点，以及在不同场景下的适用性。这种深度的讲解，让我能够真正地理解这些技术，而不是停留在表面。这对于我这样希望能够独立思考和解决问题的开发者来说，是极其宝贵的。

☆☆☆☆☆

这本书的叙事方式非常吸引人，它不是那种枯燥的理论堆砌，而是充满了实践的智慧。在阅读过程中，我感觉就像和一位经验丰富的老程序员在进行一对一的交流，他耐心地解答我心中的疑惑，并且分享了他多年的开发心得。我尤其欣赏书中对于各种算法的权衡和取舍的讨论，比如在选择某种数据结构或算法时，我们需要考虑哪些因素，不同的选择又会带来怎样的后果。这种辩证的思维方式，让我不再是机械地套用公式，而是能够根据实际情况做出更明智的决策。书中对于数学在游戏开发中的重要性也有深入的阐述。我之前一直觉得数学离我的游戏梦很遥远，但这本书让我明白，向量、矩阵、三角函数等等，它们是构建游戏世界的语言。从角色移动、相机控制，到物理碰撞、光线追踪，数学无处不在。书中不仅讲解了数学概念，更重要的是，它演示了如何将这些数学概念转化为实际的游戏代码。这让我克服了对数学的畏惧感，并且开始主动地去学习和应用相关的数学知识，这对我来说是一次重要的突破。

☆☆☆☆☆

读完《游戏编程算法与技巧》，我对游戏中的物理模拟有了全新的理解。过去，我总是觉得游戏的物理效果是“魔法”，但这本书让我明白了这些“魔法”背后的数学和算法。从简单的刚体动力学，到复杂的布娃娃系统，再到流体模拟和粒子系统，书中都进行了详尽的阐述。我尝试着利用书中提供的粒子系统代码，制作了一个简单的火焰效果，那种从无到有，动态变化的视觉冲击力让我感到非常兴奋。而且，书中还讨论了如何平衡物理模拟的真实性和性能开销，这对于游戏开发而言至关重要，毕竟过于逼真的物理效果往往会带来巨大的计算负担。令我印象深刻的是，书中对于游戏逻辑和架构的设计也给出了许多有价值的建议。除了核心的算法和技巧，如何组织代码，如何构建可维护、可扩展的游戏系统，也是一名合格游戏开发者需要掌握的。这本书探讨了事件驱动架构、组件化设计等模式，并结合实际案例展示了它们的应用。这让我意识到，一个优秀的游戏程序不仅仅是算法的堆砌，更需要精巧的系统设计。它帮助我摆脱了“代码粘合怪”的初级阶段，开始思考如何写出更专业、更健壮的游戏代码。

☆☆☆☆☆

这本《游戏编程算法与技巧》真是让我大开眼界！作为一名对游戏开发充满热情但技术尚不精湛的初学者，我一直都在寻找一本能够真正帮助我理解底层原理，并且提供实用技巧的书籍。翻开这本书，我首先被其清晰的结构和由浅入深的讲解所吸引。作者并没有一开始就抛出一些晦涩难懂的概念，而是从最基础的数学和物理原理入手，比如向量、矩阵、碰撞检测等，这些都是游戏开发不可或缺的基石。让我惊喜的是，书中对于这些基础知识的讲解方式非常直观，往往会结合具体的游戏场景来阐述，让我这个“纸上谈兵”的爱好者也能迅速理解。最让我感到受益匪浅的部分，是关于游戏AI的章节。我一直觉得游戏中的NPC（非玩家角色）的行为是游戏灵魂的体现，但要如何让它们显得“智能”却是一个巨大的挑战。这本书详细介绍了状态机、行为树、寻路算法（如A*）等多种AI设计模式，并且提供了大量代码示例。我尝试着跟着书中的例子实现了一个简单的追逐和躲避AI，看着屏幕上的小方块能够灵活地响应玩家的移动，那种成就感真是难以言喻。而且，书中还探讨了如何优化AI的性能，避免CPU过载，这对于制作大型多人在线游戏或者复杂的单机游戏来说至关重要。

☆☆☆☆☆

过于浅显

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里面介绍的是游戏开发相关的，看完之后会对游戏开发有个大概的了解，比较基础，适合新人。

☆☆☆☆☆

没做过客户端，读了这本书感觉客户端比服务器难多了，游戏引擎果然是最难的！这本书绝对值得再看一遍！线性代数非常有用啊。

☆☆☆☆☆

讲的内容还是比较基础，适合新人

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里面介绍的是游戏开发相关的，看完之后会对游戏开发有个大概的了解，比较基础，适合新人。