具体描述
A 2010 CHOICE outstanding academic title, this updated book covers the theory and practice of game engine software development. It explains practical concepts and techniques used by real game studios, such as Electronic Arts and Naughty Dog. Suitable for both beginners and seasoned engineers, the text includes all the required mathematical background. Examples are grounded in specific technologies, but the discussions extend beyond any particular engine or API. This edition adds new material, including a chapter on audio.
作者简介
Jason Gregory has worked as a professional software engineer since 1994. He got his start in game programming in 1999 at Midway Home Entertainment in San Diego, where he wrote tools and engine code, including the Playstation 2/Xbox animation system for Freaky Flyers, Hydro Thunder 2 and Crank the Weasel. In 2003, Jason moved to Electronic Arts Los Angeles, where he worked on engine and game play technology for Medal of Honor: Pacific Assault and served as a lead engineer during the Medal of Honor: Airborne project. Jason is currently a lead programmer at Naughty Dog Inc., where he most recently completed work on The Last of Us. He also developed engine and gameplay technology for Naughty Dog's Uncharted: Drake's Fortune, Uncharted 2: Among Thieves and Uncharted 3: Drake's Deception, and taught courses in game technology at the University of Southern California.
目录信息
Foreword to the First Edition xiii
Foreword to the Second Edition xvii
Preface to the First Edition xxi
Preface to the Second Edition xxiii
Acknowledgements xxiv
I Foundations 1
1 Introduction 3
1.1 Structure of a Typical Game Team 5
1.2 What Is a Game? 8
1.3 What Is a Game Engine? 11
1.4 Engine Differences Across Genres 13
1.5 Game Engine Survey 26
vii
viii CONTENTS
1.6 Runtime Engine Architecture 32
1.7 Tools and the Asset Pipeline 54
2 Tools of the Trade 63
2.1 Version Control 63
2.2 Microsoft Visual Studio 73
2.3 Profiling Tools 91
2.4 Memory Leak and Corruption Detection 93
2.5 Other Tools 94
3 Fundamentals of Software Engineering for Games 97
3.1 C++ Review and Best Practices 97
3.2 Data, Code and Memory 112
3.3 Catching and Handling Errors 144
3.4 Pipelines, Caches and Optimization 152
4 3D Math for Games 165
4.1 Solving 3D Problems in 2D 165
4.2 Points and Vectors 166
4.3 Matrices 181
4.4 Quaternions 200
4.5 Comparison of Rotational Representations 209
4.6 Other Useful Mathematical Objects 213
4.7 Hardware-Accelerated SIMD Math 218
4.8 Random Number Generation 227
II Low-Level Engine Systems 229
5 Engine Support Systems 231
5.1 Subsystem Start-Up and Shut-Down 231
5.2 Memory Management 239
5.3 Containers 254
5.4 Strings 274
5.5 Engine Configuration 290
CONTENTS ix
6 Resources and the File System 297
6.1 File System 298
6.2 The Resource Manager 308
7 The Game Loop and Real-Time Simulation 339
7.1 The Rendering Loop 339
7.2 The Game Loop 340
7.3 Game Loop Architectural Styles 343
7.4 Abstract Timelines 346
7.5 Measuring and Dealing with Time 348
7.6 Multiprocessor Game Loops 361
7.7 Networked Multiplayer Game Loops 375
8 Human Interface Devices (HID) 381
8.1 Types of Human Interface Devices 381
8.2 Interfacing with a HID 383
8.3 Types of Inputs 385
8.4 Types of Outputs 391
8.5 Game Engine HID Systems 392
8.6 Human Interface Devices in Practice 409
9 Tools for Debugging and Development 411
9.1 Logging and Tracing 411
9.2 Debug Drawing Facilities 416
9.3 In-Game Menus 423
9.4 In-Game Console 426
9.5 Debug Cameras and Pausing the Game 427
9.6 Cheats 427
9.7 Screenshots and Movie Capture 428
9.8 In-Game Profiling 429
9.9 In-Game Memory Stats and Leak Detection 436
III Graphics, Motion and Sound 441
10 The Rendering Engine 443
x CONTENTS
10.1 Foundations of Depth-Buffered Triangle Rasterization 444
10.2 The Rendering Pipeline 489
10.3 Advanced Lighting and Global Illumination 519
10.4 Visual Effects and Overlays 532
10.5 Further Reading 541
11 Animation Systems 543
11.1 Types of Character Animation 543
11.2 Skeletons 548
11.3 Poses 551
11.4 Clips 556
11.5 Skinning and Matrix Palette Generation 570
11.6 Animation Blending 575
11.7 Post-Processing 594
11.8 Compression Techniques 597
11.9 Animation System Architecture 604
11.10 The Animation Pipeline 605
11.11 Action State Machines 621
11.12 Animation Controllers 646
12 Collision and Rigid Body Dynamics 647
12.1 Do You Want Physics in Your Game? 648
12.2 Collision/Physics Middleware 653
12.3 The Collision Detection System 655
12.4 Rigid Body Dynamics 684
12.5 Integrating a Physics Engine into Your Game 722
12.6 Advanced Physics Features 740
13 Audio 743
13.1 The Physics of Sound 744
13.2 The Mathematics of Sound 756
13.3 The Technology of Sound 774
13.4 Rendering Audio in 3D 786
13.5 Audio Engine Architecture 806
13.6 Game-Specific Audio Features 828
CONTENTS xi
IV Gameplay 845
14 Introduction to Gameplay Systems 847
14.1 Anatomy of a Game World 848
14.2 Implementing Dynamic Elements: Game Objects 853
14.3 Data-Driven Game Engines 856
14.4 The Game World Editor 857
15 Runtime Gameplay Foundation Systems 869
15.1 Components of the Gameplay Foundation System 869
15.2 Runtime Object Model Architectures 873
15.3 World Chunk Data Formats 892
15.4 Loading and Streaming Game Worlds 899
15.5 Object References and World Queries 909
15.6 Updating Game Objects in Real Time 916
15.7 Events and Message-Passing 933
15.8 Scripting 954
15.9 High-Level Game Flow 978
V Conclusion 979
16 You Mean There’s More? 981
16.1 Some Engine Systems We Didn’t Cover 981
16.2 Gameplay Systems 982
Bibliography 987
Index 991
· · · · · · (收起)
读后感
首先肯定下翻译，不往大了说，仅在游戏编程领域绝对是翻译的最好的一本。 但是很遗憾本书对于我这种有经验的开发人员来说水分多了点。太多的篇幅去讲语言和数学基础，太多的过时的优化技术。实际上这个世代的机器已经不用太注意CPU和内存方面的优化。开发人员应该更多的关注怎...
这是我读过翻译水平最高的著作，没有之一。说句实在话这书要是给某个高校老师拉几个研究生几个月就能翻完，但以译者如此深厚的功底，却译了足足三年半！可见他对待这件事有多么认真！ 但我常想，Milo Yip能有这么高的水平，也许正是因为他的严谨和认真吧。作为计算机和软件专...
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用户评价
这本书的厚度让我一开始有些望而却步，但当我真正翻开它，才发现我错得离谱。《Game Engine Architecture, Second Edition》的价值，远远超过了它的纸张厚度。它不是一本简单的技术手册，而是一份关于如何构建一个强大、灵活、可扩展的游戏引擎的“蓝图”。我特别喜欢书中关于“模块化”和“组件化”的理念，这让我明白了一个优秀的引擎是如何通过将复杂的功能分解成独立、可重用的组件来实现的。 从引擎的启动流程，到资源的加载和管理，再到核心的渲染、物理、动画、AI等系统，作者都进行了详尽的阐述。我之前对渲染管线的一些细节（比如如何处理纹理、如何实现阴影）一直存在困惑，但通过本书的讲解，我才真正理解了其中的原理。作者还对游戏引擎的内存管理和性能优化给予了大量的篇幅，这对于任何想要开发高性能游戏的人来说，都是至关重要的。
哇，这本书绝对是我近年来读过的最让人兴奋的技术书籍之一！《Game Engine Architecture, Second Edition》就像一本藏宝图，为我打开了游戏引擎开发的宏伟世界。《Game Engine Architecture》的精髓在于它不仅仅罗列了各种技术术语，而是深入浅出地剖析了游戏引擎的核心设计理念和底层架构。我特别喜欢它对各个子系统之间是如何协作的细致讲解，从渲染管线到物理模拟，再到资源管理和内存分配，每一个部分都讲解得条理清晰，让我能够一窥大型游戏引擎如何构建一个庞大而复杂的虚拟世界。作者并没有回避复杂的数学和算法，但他的解释方式非常巧妙，往往会结合实际的例子和比喻，让我这个虽然对游戏开发充满热情但技术功底不算深厚的读者也能逐步理解。 尤其令我印象深刻的是，本书对“架构”这个词的理解非常透彻。它不仅仅是关于如何实现某个功能，更是关于如何设计一个能够适应未来发展、易于维护和扩展的系统。作者强调了模块化设计、清晰的接口定义以及如何处理不同子系统之间的依赖关系。这些原则在任何软件工程领域都至关重要，但在这本书中，我才真正体会到它们在游戏引擎这样高度迭代和性能敏感的领域里的重要性。例如，它关于场景图（Scene Graph）的讲解，如何组织和遍历大量的游戏对象，以及如何对其进行高效的更新和渲染，这方面的设计思路让我受益匪浅。同时，书中对数据驱动设计（Data-Driven Design）的强调，也让我认识到如何通过分离数据和逻辑来提高引擎的灵活性，这是一个非常实用的概念，可以帮助我们快速迭代和调整游戏内容。
作为一名多年的游戏玩家，我一直对游戏引擎的幕后运作充满了好奇。《Game Engine Architecture, Second Edition》这本书，无疑满足了我这份好奇心，并且远远超出了我的预期。它不仅仅是技术的堆砌，更像是一部游戏引擎的“传记”，讲述了它的成长、演变以及构成它的每一个重要组成部分。我特别喜欢书中对“性能”的关注，以及作者如何通过各种技术手段来压榨硬件的每一分潜力。 从渲染流水线的深度解析，到物理模拟的数学原理，再到动画系统如何让角色栩栩如生，AI系统如何赋予NPC生命，甚至是音频系统如何营造沉浸感，这本书都给出了非常详尽的解释。我之前对某些渲染技术（如延迟渲染或延迟着色）只是有所耳闻，但在本书的详细讲解下，我才真正理解了它们的原理和实现方式。作者还特别强调了数据导向设计（Data-Oriented Design）的重要性，这是一种让我耳目一新的设计范式，让我明白了如何以数据为核心来构建高效的系统。
读完《Game Engine Architecture, Second Edition》，我感觉自己打开了一个全新的视野，对游戏引擎的理解提升到了一个新的高度。《Game Engine Architecture》这本书，简直就像一位经验丰富的游戏引擎设计师，带着我一步步地走进幕后，揭开游戏引擎神秘的面纱。它没有局限于某个特定的游戏引擎，而是从通用、底层的角度，剖析了现代游戏引擎的核心设计原则和实现技术。 我尤其欣赏书中对“架构”的重视，它不仅仅是功能的堆砌，更是关于如何构建一个强大、灵活、可维护的系统。从引擎的初始化流程，到如何组织和管理游戏对象，再到复杂的渲染管线、物理模拟、动画系统、AI系统、音频系统，以及内存管理和性能优化，本书都给出了非常详尽的讲解。我之前对某些渲染技术（如延迟渲染）的理解停留在表面，但通过本书的深入剖析，我才真正理解了它的工作原理和优势。同时，作者对数据导向设计（Data-Oriented Design）的强调，也让我对如何构建更高效的系统有了新的认识。
这本书简直就是给我想从事游戏引擎开发的“新人”的一份宝藏！《Game Engine Architecture, Second Edition》的视角非常宏观，从一开始就为你勾勒出了一个完整的游戏引擎的蓝图，而不是让你一下子陷入到某个具体技术的细节里。作者非常擅长将庞杂的技术概念拆解成易于理解的单元，然后逐步地构建起整个引擎的逻辑框架。我尤其欣赏书中对于“为什么”的解释，很多时候，我们只知道如何去实现某个功能，但不知道为什么要做成这样。这本书恰恰弥补了我的这一盲区，它会深入探讨某种设计选择背后的权衡和考量，例如为什么选择某种内存管理策略，或者为什么在渲染管线中采用某种特定的技术。 阅读过程中，我感觉自己就像是跟着一位经验丰富的工程师一起构建一个虚拟的游戏世界。从最基础的数学库和向量运算，到复杂的渲染技术、物理引擎、动画系统、AI系统、音频系统，再到最终的内存管理和性能优化，每一个环节都讲解得一丝不苟。我之前对图形渲染的一些概念模糊不清，但通过本书的讲解，我才真正理解了顶点缓冲、索引缓冲、着色器、光照模型等概念是如何协同工作的，以及它们在最终呈现逼真画面中的作用。此外，书中对文件格式、资源加载和管理方面的讨论也让我印象深刻，这通常是游戏开发中容易被忽视但又至关重要的一环。
作为一个对游戏开发充满热情，但技术功底相对薄弱的读者，《Game Engine Architecture, Second Edition》绝对是我的救星！这本书的优点在于，它不仅仅是罗列枯燥的技术术语，而是将复杂的概念通过清晰的语言和生动的比喻来解释，让我这个“小白”也能逐步理解。我特别喜欢书中关于“引擎框架”的讲解，它不仅仅是代码的堆砌，更是一种设计思想的体现。作者强调了如何构建一个灵活、可扩展的引擎，以及如何通过模块化和组件化的方式来实现。 从引擎的基础数学库、向量运算，到渲染管线、物理模拟、动画系统、AI系统、音频系统，再到内存管理和性能优化，这本书几乎涵盖了游戏引擎开发的每一个重要方面。我之前对某些图形学概念（比如，如何实现高级的光照效果，或者如何处理复杂的几何体）感到困惑，但通过本书的讲解，我才真正理解了其中的原理。作者还对如何设计高效的数据结构和算法，以及如何进行性能剖析和优化给予了大量的关注，这对于任何想要构建高性能游戏引擎的开发者来说，都是不可或缺的知识。
我是一名正在学习游戏开发的初学者，手头上有许多关于特定游戏引擎（如Unity或Unreal Engine）的教程，但总觉得缺乏一个高屋建瓴的整体视角。《Game Engine Architecture, Second Edition》就像是我迷茫中的一盏明灯，它没有局限于任何一个具体的引擎，而是从最根本的原理出发，教我如何“思考”一个游戏引擎。本书的结构设计非常合理，从基础的数学和数据结构开始，逐步深入到更复杂的系统，例如渲染、物理、动画、AI等。 令我惊喜的是，作者在讲解过程中，不仅仅是提供了“是什么”，更是深入剖析了“为什么”。例如，在讲解内存管理时，他会讨论各种内存分配策略的优缺点，以及它们在游戏开发中的适用场景。在讲解渲染管线时，他会详细解释从CPU到GPU的整个数据传输流程，以及各种优化技术的作用。这种深入的讲解方式，让我不仅仅是学会了如何“使用”某个技术，而是真正理解了它背后的原理，这对于我未来独立开发引擎或者在已有引擎上进行更深层次的优化，都具有非凡的意义。
说实话，我之前一直以为游戏引擎开发就是写写代码，实现一些酷炫的功能。但读完《Game Engine Architecture, Second Edition》，我才发现这其中的水有多深。《Game Engine Architecture》这本书给我最大的冲击，就是它让我认识到游戏引擎并非是一个孤立的软件，而是一个庞大、精密的生态系统。它包含了各种各样相互关联的子系统，每一个子系统都需要精心设计和优化，才能保证整个引擎的流畅运行。《Game Engine Architecture, Second Edition》就像一位经验丰富的向导，带领我一步步地探索这个复杂的系统。 从引擎的初始化流程，到如何管理游戏对象、如何处理用户输入、如何进行碰撞检测、如何实现光照和阴影，以及如何处理粒子效果和后处理效果，这本书几乎涵盖了游戏引擎开发的方方面面。我尤其喜欢书中关于“引擎框架”的讨论，它不仅仅是代码的集合，更是一种思想和设计哲学。作者强调了引擎的扩展性和可配置性，以及如何通过插件化和组件化来实现这些目标。这些理念对我来说非常有启发，让我明白了一个优秀的引擎不仅仅是功能强大，更重要的是它的灵活度和适应性。
我一直对游戏引擎的底层工作原理充满好奇，但市面上很多书籍要么过于理论化，要么过于偏重某个特定引擎的API。直到我遇到了《Game Engine Architecture, Second Edition》，我才找到了一本真正能够解答我疑问的书。《Game Engine Architecture, Second Edition》的独特之处在于，它以一种非常系统和全面的方式，剖析了现代游戏引擎的架构。《Game Engine Architecture》不仅讲解了各个子系统（如渲染、物理、动画、AI）的功能，更深入地探讨了它们的设计理念、实现方式以及相互之间的协作关系。 我尤其欣赏书中对“数据驱动设计”的强调，以及如何通过合理的内存布局和数据访问模式来优化性能。例如，在讲解渲染管线时，作者不仅介绍了各种渲染技术，还深入分析了GPU的架构，以及如何有效地利用GPU进行并行计算。在讲解物理引擎时，他详细阐述了碰撞检测算法、刚体动力学以及如何处理复杂场景中的物理交互。这些内容都让我大开眼界，让我明白了一个功能强大的游戏引擎是如何通过精心设计的架构来实现的。
我一直认为，要真正掌握一项技术，就必须了解它的底层原理。《Game Engine Architecture, Second Edition》恰恰做到了这一点，并且做得非常出色。这本书没有回避复杂的技术细节，而是用一种非常清晰、有条理的方式，将它们展现在读者面前。我尤其欣赏作者在讲解过程中，经常会引用一些实际的游戏开发案例，这使得抽象的技术概念变得生动起来，更容易理解。 从引擎的基础架构设计，到各种核心子系统的实现，这本书都给出了非常深入的探讨。例如，关于渲染系统，它不仅仅介绍了各种渲染技术，还深入讲解了GPU架构、着色器编程以及后处理技术。关于物理系统，它探讨了碰撞检测、刚体动力学以及粒子系统。关于内存管理，它讨论了各种内存分配技术以及如何避免内存泄漏。这些内容对于任何想要深入了解游戏引擎的人来说，都是极其宝贵的。
