Game Programming Gems 8

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出版者:Cengage Learning PTR
作者:Adam Lake
出品人:
页数:640
译者:
出版时间:2010-3-1
价格:USD 69.99
装帧:Hardcover
isbn号码:9781584507024
丛书系列:Game Programming Gems
图书标签:
  • 游戏开发
  • 英文版
  • 编程
  • 游戏编程
  • 计算机
  • Programming
  • Gems
  • 2010
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  • C++
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  • Design
  • Optimization
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具体描述

Welcome to the eighth volume of the must-have reference series for game developers, "Game Programming Gems," the series that helped define the standards for game programming and continues to be an essential source for new, innovative techniques. "Game Programming Gems 8" provides the tools and inspiration that game developers need to excel. Featuring cutting-edge, ready-to-use techniques contributed by industry veterans and experts, this new collection is a key resource for inspiration, insight, and a plethora of time-saving, ready-to-use methods for the developer?s tool box! Gems 8 answers the needs of passionate developers, eager newcomers, voracious production requirements, and the demand for innovating and entertaining gameplay. Covering all the key development areas including General Programming, Mathematics, Graphics, Artificial Intelligence, Physics, Networking/Multiplayer, and Audio, each section is edited by an expert in the field to ensure that the ideas are original, accurate, and useful. In this edition, there is even a special segment on General Purpose Programming on GPUs for Game Developers. Dig into this new volume of useful, practical ideas and techniques and get ready to make games that are more inventive, entertaining, and satisfying!

深入探索:下一代游戏开发的艺术与实践 本书聚焦于当前游戏行业的前沿技术与设计理念,旨在为经验丰富的游戏开发者提供一套全面、深入的知识体系,以应对日益复杂和精细化的游戏开发挑战。我们摒弃对基础概念的重复阐述,直接切入高性能实现、创新算法以及下一代硬件的优化策略。 --- 第一部分:高性能渲染管线与图形学前沿 本部分致力于剖析现代实时渲染引擎的核心瓶颈及突破点,内容涵盖从低层级API优化到复杂视觉效果的实现。 1. 异步计算与多线程渲染架构 探讨如何充分利用现代GPU的异步计算能力(如DirectX 12的Compute Shaders与Vulkan的Transfer Queues)来解耦渲染逻辑与几何处理。重点解析如何设计高效的Command List/Buffer提交策略,最大限度地减少CPU开销和驱动程序调用延迟。内容包括: 延迟着色(Deferred Shading)的现代优化: 结合稀疏纹理和光照剔除技术,探讨如何应对大规模场景下的过度绘制问题。 基于数据导向的渲染(DOR): 讨论如何重构渲染数据结构,使其更符合CPU缓存和GPU并行处理的特性。 多线程场景图管理: 介绍如何使用锁无关(Lock-free)的数据结构来实现高效的剔除、LOD选择和绘制调用批处理。 2. 进阶光照与全局照明 超越传统的烘焙光照,深入研究实时全局照明(Real-Time Global Illumination, RTGI)的实用化方案。 屏幕空间技术(SSGI/RTAO)的精度提升: 介绍基于蒙版与深度缓冲区重建的自适应采样策略,以解决屏幕空间方法的视野限制和噪声问题。 基于体积的间接光照(Voxel Cone Tracing): 详细讲解体素化过程的优化、锥形追踪的步进策略,以及如何处理材质属性的传递。 混合渲染技术: 探讨如何将预计算辐射传输(Precomputed Radiance Transfer, PRT)与实时光照源进行平滑融合,实现高质量的动态间接光照效果。 3. 几何处理与细节层次(LOD) 关注如何以极低的性能代价,在远景中保持视觉的连续性和复杂性。 程序化网格细节生成: 探讨基于噪声函数和迭代细分的几何细节注入技术,尤其是在地形和大型环境资产中的应用。 自适应网格简化(Mesh Simplification): 介绍基于边坍塌(Edge Collapse)的二次误差度量(Quadric Error Metrics, QEM)在运行时进行动态LOD调整的实现。 Tessellation与曲面细分(Subdivision Surfaces): 分析DirectX/Vulkan管线中的硬件细分单元的性能特征,并展示如何通过控制细分因子来平衡视觉质量和几何复杂度。 --- 第二部分:物理模拟与交互系统设计 本章聚焦于构建逼真且稳定的物理世界,并集成复杂的、可响应的AI和角色行为。 4. 碰撞检测与刚体动力学的高效性 从底层的数学实现到大规模的并行化,探讨构建稳定、快速的碰撞系统。 空间划分结构优化: 比较Sweep and Prune、Bounding Volume Hierarchy (BVH) 和Kd-tree在不同场景(动态与静态混合)下的性能表现,并提出定制化的混合结构。 连续碰撞检测(CCD): 讲解如何使用时间片分解和平滑推进技术,有效处理高速移动物体之间的“隧道效应”。 并行约束求解器: 介绍如何将高斯-赛德尔(Gauss-Seidel)求解器重构为并行化的迭代过程,并讨论约束缓冲区的有效管理。 5. 复杂流体与粒子系统的物理约束 深入研究非刚体和软体模拟的实用性实现。 平滑粒子流体动力学(SPH)的性能调优: 讨论邻域搜索的优化(如基于格点的方法),以及如何使用GPU加速这些计算密集型的迭代过程。 基于网格的布料模拟: 介绍隐式欧拉积分在处理高度耦合的布料顶点之间的张力与形变时的稳定性优势,以及如何在保证物理精度的前提下,采用稀疏矩阵求解器。 大规模粒子渲染: 结合GPU实例化和基于计算着色器的粒子更新,实现数百万量级粒子的实时控制。 6. 高级人工智能与行为树的演进 超越简单的有限状态机,构建具有学习和适应能力的NPC。 分层任务网络(HTN)在复杂决策中的应用: 详细解析如何设计任务分解结构,使AI能够在不预设所有路径的情况下解决复杂目标。 行为树(Behavior Tree)的性能剖析: 探讨如何将行为树的执行流程转移到异步工作队列中,以避免主线程卡顿,并引入记忆(Memoization)机制以提高重复决策的效率。 导航网格的动态更新与修复: 讨论在破坏性环境中(如爆炸、地形改变)实时更新导航网格(NavMesh)的增量算法,确保寻路系统的健壮性。 --- 第三部分:工具链、数据流与平台适配 本部分关注如何构建一个可扩展、易维护的开发生态系统,并确保代码能高效运行于多样化的目标平台。 7. 内存管理与缓存一致性 针对现代CPU/GPU架构,优化数据布局以最大化缓存命中率。 面向数据编程(DOP)实践: 阐述如何将传统的面向对象结构转化为结构化绑定(Struct of Arrays, SoA),并展示这对SIMD向量化和缓存线填充的巨大益处。 自定义内存分配器: 设计专用于特定数据类型的分配器(如线性分配器、对象池),用于减少`malloc`/`free`的开销,并讨论内存碎片化对运行时性能的影响。 跨平台一致性: 探讨在不同字节序(Endianness)和对齐要求下,实现数据序列化和反序列化的健壮方案。 8. Shader的编译、优化与管理 现代渲染严重依赖于Shader的编译和运行时管理。 Shader预编译与运行时反射: 讨论如何利用工具链在构建阶段编译大量Shader变体,并使用反射系统在运行时安全地绑定参数。 GPU着色器微架构分析: 深入分析不同Shader模型(如DXIL, SPIR-V)在特定硬件(如NVIDIA Turing, AMD RDNA)上的指令延迟和吞吐量差异,指导汇编级优化。 Shader Pipeline State Object (PSO) 的管理: 讲解如何在Vulkan/DX12中高效地创建和切换PSO,以减少加载停顿和运行时状态切换的开销。 9. 跨平台优化与低延迟输入 确保游戏在PC、主机及移动端上都能提供一致的、高响应的体验。 输入处理的去耦合: 设计一个标准化的输入抽象层,确保输入事件的采集、过滤和分发过程是低延迟且非阻塞的。 异步资源加载策略: 实施后台线程池和优先级队列,实现非阻塞纹理、模型和音频的流式加载,同时监控内存带宽占用以避免主线程资源竞争。 性能分析与瓶颈定位: 详细介绍如何使用专业的硬件性能分析器(如RenderDoc, PIX)来深度剖析GPU流水线瓶颈,并将其转化为可操作的优化建议。 本书的读者将掌握的不仅仅是单个效果的实现技巧,而是一套完整的、面向未来硬件特性的系统化工程思维,帮助您构建出下一代游戏体验的核心技术栈。

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目录信息

读后感

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用户评价

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作为一名资深的游戏开发者,我见过许多关于游戏编程的书籍,但《Game Programming Gems 8》绝对是其中最出色的一本。它不仅仅是一本技术指南,更是一部浓缩了无数游戏开发智慧的宝典。我最欣赏的是书中关于游戏物理引擎设计的讲解。在开发一款需要高度模拟真实物理碰撞的游戏时,我遇到了很多困难,而这本书为我提供了多种有效的解决方案。书中关于刚体动力学和碰撞检测的原理讲解,让我能够更深入地理解游戏物理的运行机制,并能够针对性地进行优化。我也从书中学习了如何实现更逼真和流畅的物理动画,以及如何让游戏中的物体之间产生有趣的互动。例如,书中关于粒子系统的实现方式,也让我对如何创造绚丽的特效有了新的认识。它帮助我理解了如何通过模拟粒子的行为,来创造出火焰、烟雾、爆炸等逼真的视觉效果。这本书的价值在于其内容的深度和广度,它能够满足不同层次的游戏开发者对知识的需求。

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当我拿到《Game Programming Gems 8》时,我立刻被它厚重的质感和精美的封面所吸引。然而,真正让我沉迷其中的,是书中那些深入浅出的技术讲解。我尤其喜欢书中关于游戏逻辑和AI设计的章节。在开发一款包含复杂NPC行为的游戏时,我遇到了很多困难,而这本书为我提供了多种有效的解决方案。书中关于状态机和行为树的对比分析,让我能够根据NPC的复杂程度和行为需求,选择最合适的AI设计模式。我也从书中学习了如何实现更加逼真和智能的NPC路径规划,以及如何让NPC之间产生有趣的互动。例如,书中关于遮挡剔除算法的讲解,也让我对如何优化渲染性能有了新的认识。它帮助我理解了如何避免渲染不必要的物体,从而显著提升了游戏的帧率。这本书的价值在于其内容的深度和广度,它能够满足不同层次的游戏开发者对知识的需求。我发现,即使是那些我已经熟悉的技术,书中也提供了新的视角和更优化的实现方法。这本书不仅仅是一本技术手册,更是一本能够激发我创造力的灵感之源。

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我最近刚完成了一个小型的独立游戏项目,在开发过程中,《Game Programming Gems 8》是我不可或缺的助手。这本书为我提供了一种系统性的思维方式来解决游戏开发中的各种挑战。它不仅仅是代码的集合,更是关于如何思考、如何设计、如何优化的指南。我最欣赏的是书中关于代码复用和模块化设计的理念。在开发过程中,我经常会遇到重复性的任务,而书中提供的各种设计模式和最佳实践,让我能够编写出更简洁、更易于维护的代码。例如,书中关于事件驱动架构的讲解,帮助我构建了一个松耦合的系统,使得各个模块之间能够独立开发和测试,大大提高了开发效率。我也从书中学习了如何进行有效的性能分析,以及如何使用各种工具来定位和解决性能瓶颈。这对于我的小型项目来说,可能不是最迫切的需求,但我相信,随着项目规模的增长,这些知识将会变得越来越重要。这本书的作者们都是游戏开发领域的佼佼者,他们分享的经验都是经过时间和实践检验的真理。它就像一本游戏开发的“武功秘籍”,能够帮助我不断提升自己的技艺。

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《Game Programming Gems 8》是一本能够让你在深夜里反复研读,然后豁然开朗的书。我是一名对游戏引擎的底层架构充满好奇的程序员,而这本书正好满足了我的求知欲。它就像一位经验丰富的老友,循循善诱地为你揭示游戏开发世界中那些令人着迷的秘密。我对其中关于内存管理和性能剖析的章节特别感兴趣。在开发大型开放世界游戏时,内存优化和CPU性能的瓶颈是必须克服的难题,而这本书提供的各种技巧和工具,帮助我深入了解了游戏的性能瓶颈所在,并找到了有效的解决方案。例如,书中关于对象池和内存对齐的讲解,让我能够更有效地利用有限的内存资源,减少垃圾回收的频率,从而显著提升游戏的流畅度。此外,书中关于动态加载和卸载资源的部分,也为我处理庞大的游戏场景提供了思路。我不再需要将所有资源一次性加载到内存中,而是可以根据玩家的进度和位置,动态地加载和卸载资源,这极大地降低了内存占用,并提升了游戏的加载速度。这本书不仅仅是传授技术,更重要的是培养一种对游戏开发细节的精益求精的态度。我感觉自己像是站在巨人的肩膀上,能够以前所未有的高度审视我的代码,并不断寻找优化的空间。

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我一直对游戏开发充满热情,尤其是那些能够深入剖析游戏底层机制的书籍。当我看到《Game Programming Gems 8》时,我的眼睛立刻亮了起来。这本书的厚度就足以说明其中蕴含的知识量,我花了整整一个周末的时间才大致翻阅完一遍,但即便如此,我也被其中涵盖的深度和广度深深震撼了。从最基础的图形渲染管线优化,到复杂的AI行为树设计,再到物理引擎的精妙算法,这本书几乎触及了现代游戏开发中几乎所有关键领域。我尤其对其中关于着色器编程的部分印象深刻。书中对于如何在GPU上实现各种视觉效果的讲解,简直是教科书级别的。它不仅仅是罗列了代码,更是深入浅出地解释了背后的数学原理和算法思想,让我对如何创作出令人惊艳的视觉效果有了全新的认识。当然,这本书的难度也不小,对于一些没有扎实数学和计算机科学基础的读者来说,可能会觉得有些吃力。但我认为,正是这种挑战性,才使得它如此宝贵。通过啃读这些章节,我不仅提升了技术能力,更重要的是,培养了一种解决复杂问题的思维方式。我迫不及待地想将书中学到的知识应用到我自己的项目中,尤其是在性能优化方面,我找到了很多突破性的思路。这本书绝对是任何严肃的游戏开发者案头必备的参考书,其价值远超书本本身的价格。

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作为一名独立游戏开发者,我一直在寻找能够帮助我突破技术瓶颈的资源。《Game Programming Gems 8》的出现,无疑是雪中送炭。这本书的选题非常贴合我的需求,它并没有局限于某个特定的游戏引擎,而是从更普适性的游戏编程概念出发,提供了大量跨平台、可复用的解决方案。我最喜欢的一点是,书中对不同算法的优劣势进行了详细的对比分析,这让我能够根据自己的项目需求,做出更明智的技术选择。例如,在处理大量动态物体碰撞检测时,书中提供的几种不同的空间划分算法,并详细讲解了它们在不同场景下的性能表现,这为我优化游戏物理系统提供了宝贵的指导。而且,这本书的作者们都拥有丰富的实战经验,他们分享的不仅仅是理论知识,更是经过无数次实践检验的宝贵经验。书中关于网络同步的部分,尤其让我茅塞顿开。在多人在线游戏中,实现一个稳定且低延迟的网络同步系统是一项巨大的挑战,而这本书提供的几种成熟的解决方案,以及对每种方案的优缺点分析,让我少走了很多弯路。我甚至发现,书中对于AI寻路算法的讲解,可以直接用于我正在开发的策略类游戏中,极大地提升了AI的智能化水平。这本书的价值在于其前瞻性和实用性,它能够帮助开发者掌握最前沿的技术,并在实际项目中快速落地。

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《Game Programming Gems 8》这本书就像一个游戏开发的“瑞士军刀”,它提供了解决各种复杂问题的丰富工具和技巧。我是一名对游戏优化充满执念的程序员,而这本书恰好填补了我在这方面的知识空白。书中关于CPU和GPU性能剖析的章节,让我对游戏的性能瓶颈有了更清晰的认识,并且找到了有效的优化方法。我尤其对书中关于着色器编程的详细讲解印象深刻。它让我理解了如何通过编写高效的着色器代码,来提升游戏的渲染性能,并实现更具表现力的视觉效果。我也从书中学习了如何进行内存优化,以及如何减少不必要的计算开销,从而让我的游戏在各种平台上都能流畅运行。例如,书中关于数据驱动设计的理念,也让我对如何构建灵活且易于扩展的游戏系统有了新的认识。它帮助我理解了如何将游戏的配置数据与代码分离,从而能够更方便地调整和修改游戏内容。这本书的价值在于其前瞻性和实用性,它能够帮助开发者掌握最前沿的技术,并在实际项目中快速落地。

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在我看来,《Game Programming Gems 8》是游戏编程领域的一部杰作。它不仅仅是一本技术书籍,更是一次对游戏开发艺术的深度探索。我尤其喜欢书中关于游戏AI行为模式设计的章节。在开发一款具有高度智能化的角色扮演游戏时,我遇到了很多挑战,而这本书为我提供了多种有效的解决方案。书中关于决策树和模糊逻辑的对比分析,让我能够根据NPC的性格和场景需求,选择最合适的AI设计模式。我也从书中学习了如何实现更具策略性和反应性的AI对手,以及如何让NPC之间产生更加自然和有趣的互动。例如,书中关于路径平滑的算法,也让我对如何实现更流畅的角色移动有了新的认识。它帮助我理解了如何通过插值和曲线拟合,来创造出更具表现力的动画效果。这本书的价值在于其内容的深度和广度,它能够满足不同层次的游戏开发者对知识的需求。

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《Game Programming Gems 8》这本书的出现,彻底改变了我对游戏开发的看法。它不仅仅是教你如何写代码,更是启发你如何思考,如何解决问题。我是一名对游戏性能优化充满热情的技术人员,而这本书为我提供了大量宝贵的经验和技巧。我尤其对书中关于渲染管线优化的讲解印象深刻。它让我理解了如何通过对渲染流程的深入分析,来找到性能瓶颈,并进行有效的优化。我也从书中学习了如何使用各种分析工具,来检测和解决游戏中存在的性能问题。例如,书中关于多线程编程的实践指导,也让我对如何充分利用多核处理器的优势有了新的认识。它帮助我理解了如何将游戏中的任务分解为多个子任务,并在不同的线程上并行执行,从而显著提升了游戏的运行效率。这本书的价值在于其极强的实操性和指导性,它能够帮助开发者在实际项目中快速应用所学知识,并取得显著成效。

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《Game Programming Gems 8》是一本真正能够改变你游戏开发方式的书。我一直对游戏开发中的数学原理和算法应用充满好奇,而这本书正好满足了我的求知欲。它不仅仅是罗列了代码,更是深入浅出地解释了背后的数学原理和算法思想,让我对如何创作出令人惊艳的视觉效果有了全新的认识。我尤其对书中关于光照和阴影的实现原理的讲解印象深刻。它让我理解了如何通过模拟真实世界的光照传播,来创造出更具沉浸感的视觉体验。书中关于抗锯齿和后期处理的讲解,也为我提供了实现平滑画面的有效方法。我迫不及待地想将书中学到的知识应用到我自己的项目中,尤其是在画面表现方面,我找到了很多突破性的思路。这本书的难度适中,对于有一定编程基础的读者来说,可以轻松上手,但要完全掌握其中的精髓,还需要花费不少的时间和精力。我认为,正是这种挑战性,才使得它如此宝贵。

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