本書面向數(shù)字媒體藝術(shù)專業(yè)、游戲藝術(shù)設(shè)計(jì)專業(yè)的本科生及藝術(shù)類對(duì)游戲設(shè)計(jì)感興趣的學(xué)生,旨在為其提供游戲開發(fā)相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)與必要技能。全書以4個(gè)具有代表性的案例為切入點(diǎn),前半部分以Flash為工具分析游戲程序設(shè)計(jì)的必要知識(shí);后半部分以Unity為工具分析游戲引擎的操控要點(diǎn),與專門針對(duì)程序設(shè)計(jì)的教材不同的是,本教材涉及內(nèi)容相對(duì)廣泛,也符合藝術(shù)類學(xué)生學(xué)習(xí)游戲開發(fā)的特點(diǎn),重點(diǎn)并非掌握游戲開發(fā)的核心技術(shù),而是通過(guò)對(duì)技術(shù)的了解掌握在工具輔助下的開發(fā)流程,進(jìn)而更好地與開發(fā)人員配合完成開發(fā)項(xiàng)目,再進(jìn)一步在工具的幫助下獨(dú)立完成開發(fā)項(xiàng)目。全書在上述內(nèi)容講解之余,亦投入相當(dāng)篇幅分析具有前沿應(yīng)用的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)與體感游戲,并就產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)同樣以一章的篇幅分析跨平臺(tái)游戲開發(fā)與項(xiàng)目管理。
本書面向藝術(shù)類的游戲設(shè)計(jì)專業(yè)(方向)學(xué)生,以較易理解與操作的案例化教學(xué)方式,將游戲程序設(shè)計(jì)與引擎應(yīng)用的知識(shí)點(diǎn)融入其中。在分析方法的同時(shí),舉一反三,同時(shí)引入計(jì)算機(jī)思維的內(nèi)容。旨在讓讀者在理解游戲開發(fā)技術(shù)的同時(shí),為游戲策劃、游戲TA(技術(shù)美工)、游戲開發(fā)技術(shù)等職位建立知識(shí)儲(chǔ)備,為后續(xù)更深入地理解游戲開發(fā)流程與技術(shù)打下基礎(chǔ)。
序《計(jì)算機(jī)藝術(shù)設(shè)計(jì)規(guī)劃教材》是在教育部高等學(xué)校文科計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)指導(dǎo)分委員會(huì)組織下完成的教育部大學(xué)計(jì)算機(jī)課程改革項(xiàng)目·計(jì)算機(jī)藝術(shù)設(shè)計(jì)課程與教材創(chuàng)新研究的成果,涵蓋了大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)、信息與交互設(shè)計(jì)、互動(dòng)媒體藝術(shù)、數(shù)字游戲設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)動(dòng)畫應(yīng)用與開發(fā)等內(nèi)容。本套教材由清華大學(xué)美術(shù)學(xué)院牽頭,國(guó)內(nèi)多所在本領(lǐng)域具有廣泛影響力的綜合性院校和藝術(shù)院校的相關(guān)專業(yè)教師參與,目的是通過(guò)教材創(chuàng)新改革引導(dǎo)學(xué)生利用計(jì)算思維,發(fā)現(xiàn)并善于借助計(jì)算機(jī)的優(yōu)勢(shì),科學(xué)運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù),培養(yǎng)學(xué)生基于計(jì)算思維優(yōu)化創(chuàng)新、應(yīng)用設(shè)計(jì)的綜合能力,以適應(yīng)當(dāng)今時(shí)代的發(fā)展和需求。在計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用目的、層次、范圍不斷擴(kuò)延和提升的今天,其學(xué)科滲透與產(chǎn)業(yè)滲透越來(lái)越明顯,計(jì)算機(jī)技術(shù)也正從一項(xiàng)或是一個(gè)系列性的技術(shù)技能,升蛻為一種思維模式,并進(jìn)而深刻影響著人們分析與解決問題的角度和方式。換言之,計(jì)算思維已成為當(dāng)今藝術(shù)設(shè)計(jì)領(lǐng)域從業(yè)人員不可或缺的素質(zhì)和能力。尤其是其與藝術(shù)思維的互補(bǔ)和互動(dòng),彰顯出鮮明的創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)性和廣闊的發(fā)展前景。因此,在新的趨勢(shì)下通過(guò)教材的改革創(chuàng)新將計(jì)算思維引入課程和訓(xùn)練環(huán)節(jié),對(duì)推動(dòng)計(jì)算機(jī)教學(xué)的改革與研究,具有積極的現(xiàn)實(shí)意義。隨著藝術(shù)設(shè)計(jì)人才培養(yǎng)改革的深入,如何構(gòu)建以計(jì)算思維培養(yǎng)為導(dǎo)向的課程體系,探討計(jì)算思維方式培養(yǎng)與應(yīng)用的教學(xué)模式,提升學(xué)生多元化思維的能力,已成為時(shí)代的重要命題。本系列教材的編寫,體現(xiàn)了各編著者多年來(lái)在此領(lǐng)域的努力和經(jīng)驗(yàn),反映了他們長(zhǎng)期以來(lái)對(duì)計(jì)算機(jī)教學(xué)理論與實(shí)踐探索總結(jié)的成果,具有較強(qiáng)的針對(duì)性和問題意識(shí)。教材內(nèi)容力求在理論層面,從以計(jì)算思維為基礎(chǔ)、與藝術(shù)思維相結(jié)合的角度,形成對(duì)計(jì)算機(jī)課程和知識(shí)結(jié)構(gòu)、體系的務(wù)實(shí)探討,從而有利于學(xué)生多元化思維的建立,以適應(yīng)時(shí)代與社會(huì)、行業(yè)與職業(yè)的發(fā)展需求。相信通過(guò)本系列教材的出版發(fā)行,將進(jìn)一步引發(fā)藝術(shù)設(shè)計(jì)領(lǐng)域同仁對(duì)計(jì)算思維及計(jì)算思維模式與應(yīng)用技術(shù)的關(guān)注和重視,推動(dòng)計(jì)算機(jī)教學(xué)改革與課程建設(shè)的深層次嘗試和探究。是為序。
清華大學(xué)美術(shù)學(xué)院何潔楊靜2016年12月
前言游戲是一門藝術(shù),也是一門技術(shù),正是這樣的交叉學(xué)科所具有的獨(dú)特魅力,使其不僅在商業(yè)上獲得成功,也在當(dāng)代藝術(shù)中倍顯光彩。游戲及由游戲所衍生的模擬化數(shù)字互動(dòng)形式,正以更快的速度進(jìn)入大眾視野,可以預(yù)見在不遠(yuǎn)的將來(lái),以游戲形式呈現(xiàn)的娛樂、學(xué)習(xí)、社交、生活等將如同當(dāng)前的電子設(shè)備一般牢牢地滲透我們的世界,并在其形態(tài)與功能上不斷推陳出新,以更貼近我們需求的方式無(wú)所不在。游戲產(chǎn)業(yè)的發(fā)展之迅速,是偶然更是必然。自2000年開始的網(wǎng)絡(luò)游戲繁榮,是互聯(lián)網(wǎng)普及與文化消費(fèi)貧乏的必然; 2006年網(wǎng)頁(yè)游戲興起,是社交媒體迅速發(fā)展、網(wǎng)絡(luò)帶寬提速與瀏覽器性能提升的必然;2008年開始的手機(jī)游戲大潮是以蘋果為首的高配置智能手機(jī)普及的必然;手機(jī)游戲大有替代網(wǎng)絡(luò)游戲的趨勢(shì)也是手機(jī)的高使用頻度及其顯示、計(jì)算等性能提升的必然;而自2009年開始的網(wǎng)絡(luò)游戲衰退,則是在網(wǎng)頁(yè)游戲、手機(jī)游戲普及與文化消費(fèi)觀念回歸的大環(huán)境下產(chǎn)生的必然。在上述發(fā)展過(guò)程中,國(guó)內(nèi)的產(chǎn)業(yè)形態(tài)也在發(fā)生著不斷的變化。從代理到買入再到合作研發(fā),從外包制作到自主研發(fā)以及定制開發(fā),游戲產(chǎn)業(yè)及游戲從業(yè)者在摸索中前進(jìn)。從最初就已被證明這是一條寬廣的大道,在經(jīng)歷過(guò)幾次大互通后,這早已不再僅僅是一條大道,而是廣泛散開的路網(wǎng)。這個(gè)產(chǎn)業(yè)的人才向來(lái)都是缺乏的,前期外包制作的時(shí)候缺乏美術(shù)人才,當(dāng)前自主研發(fā)的時(shí)候缺乏技術(shù)人才與策劃人才。本書作為游戲開發(fā)技術(shù)的入門教材,適合游戲?qū)I(yè)二、三年級(jí)同學(xué)閱讀,或是其他專業(yè)有興趣的同學(xué)在具備基本程序基礎(chǔ)后閱讀。在網(wǎng)絡(luò)如此發(fā)達(dá)的今天,書作為知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)分享的陣地其存在價(jià)值仍是不容置疑的。書更多地承擔(dān)的是知識(shí)的牽引與思維的發(fā)散,正基于此,我們將內(nèi)容壓縮,教材做薄,以期在簡(jiǎn)化閱讀背后引出更多的思考。受限于個(gè)人能力,在本教材成稿后仍存有很多遺憾,煩請(qǐng)各位讀者指正。本教材的編寫過(guò)程中,有幸得到我的兩名學(xué)生包洋洋與謝亞男的傾力協(xié)助,在此表示誠(chéng)摯的感謝。書中使用的案例由畢時(shí)、顏亞威與崔容峰制作,在此一并表示誠(chéng)摯的謝意。
嚴(yán)寶平2015年11月
嚴(yán)寶平,南京藝術(shù)學(xué)院傳媒學(xué)院游戲藝術(shù)設(shè)計(jì)教研室主任,先后畢業(yè)于南京師范大學(xué)與南京大學(xué)。中國(guó)圖象圖形學(xué)會(huì)數(shù)碼藝術(shù)專業(yè)委員會(huì)委員,主攻游戲程序設(shè)計(jì)、游戲引擎設(shè)計(jì)、數(shù)字媒體項(xiàng)目管理方向。出版教材《數(shù)字游戲藝術(shù)概論》,獲江蘇省高等學(xué)校精品教材。發(fā)表論文《嚴(yán)肅游戲與游戲化學(xué)習(xí)》、《游戲項(xiàng)目開發(fā)現(xiàn)狀分析》、《數(shù)字媒體創(chuàng)作中的軟件工程方法引入》、《基于移動(dòng)終端的嚴(yán)肅游戲展望》等多篇。主持校級(jí)重點(diǎn)課題《游戲項(xiàng)目開發(fā)的資源配置》及省級(jí)課題《嚴(yán)肅游戲的社會(huì)作用機(jī)制研究》。
目錄
第1章游戲程序設(shè)計(jì)概述1
1.1游戲開發(fā)的進(jìn)化1
1.1.1數(shù)字游戲產(chǎn)生前1
1.1.2數(shù)字游戲的產(chǎn)生2
1.1.3復(fù)雜的硬件促生豐富的游戲內(nèi)容3
1.2編程語(yǔ)言與腳本語(yǔ)言4
1.2.1編程語(yǔ)言與腳本語(yǔ)言的區(qū)別4
1.2.2主要的編程語(yǔ)言與腳本語(yǔ)言5
1.3游戲基本類型7
1.3.1從數(shù)字游戲的介質(zhì)中區(qū)分游戲類型7
1.3.2從數(shù)字游戲的內(nèi)容中區(qū)分游戲類型8
1.4游戲中的常見功能13
1.4.1場(chǎng)景的動(dòng)態(tài)加載13
1.4.2角色動(dòng)作系統(tǒng)管理及驅(qū)動(dòng)14
1.4.3自動(dòng)尋路系統(tǒng)15
1.4.4資源的回收與優(yōu)化15
1.4.5回合制戰(zhàn)斗系統(tǒng)16
1.4.6塔防系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)管理16
小結(jié)18
第2章Flash游戲開發(fā)基礎(chǔ)19
2.1Flash游戲開發(fā)歷程19
2.1.1Flash的誕生與早期的發(fā)展19
2.1.2Flash在游戲設(shè)計(jì)領(lǐng)域的起步19
2.1.3Flash在社交網(wǎng)頁(yè)游戲中的主導(dǎo)地位建立20
2.2Flash基本要素21
2.2.1新版本Flash CC的特征內(nèi)容21
2.2.2Flash基本概念21
2.3ActionScript腳本25
2.4程序設(shè)計(jì)的必要概念26
2.4.1變量、常量及數(shù)據(jù)類型27
2.4.2變量作用域31
2.4.3函數(shù)、形參、實(shí)參32
2.5程序的基本結(jié)構(gòu)33
2.5.1順序結(jié)構(gòu)33
2.5.2選擇結(jié)構(gòu)33
2.5.3循環(huán)結(jié)構(gòu)35
2.6事件36
2.6.1Event事件類型37
2.6.2MouseEvent鼠標(biāo)事件類型37
2.6.3KeyboardEvent鍵盤事件類型38
2.6.4TimerEvent計(jì)時(shí)器事件類型38
2.7游戲中的元素39
2.7.1美術(shù)素材39
2.7.2音頻素材40
2.7.3視頻素材40
小結(jié)41
目錄游戲程序設(shè)計(jì)與引擎第3章記憶雙消游戲?qū)嵗?2
3.1游戲策劃中的功能設(shè)計(jì)42
3.1.1消除類游戲簡(jiǎn)述42
3.1.2本案例的功能計(jì)劃43
3.2場(chǎng)景元素的組織與動(dòng)態(tài)生成44
3.2.1游戲的開始界面44
3.2.2游戲的主運(yùn)行界面46
3.3游戲控制的實(shí)現(xiàn)52
3.3.1單擊的控制52
3.3.2消除的實(shí)現(xiàn)53
小結(jié)55
第4章飛行射擊類游戲?qū)嵗?6
4.1游戲策劃中的平衡性設(shè)計(jì)56
4.2飛行射擊游戲功能分析56
4.2.1飛行射擊游戲的參考56
4.2.2飛行射擊游戲功能分析58
4.3戰(zhàn)斗場(chǎng)景的控制59
4.4戰(zhàn)斗系統(tǒng)與資源回收64
4.4.1敵方飛機(jī)的不斷出現(xiàn)與攻擊64
4.4.2敵我雙方子彈的功能實(shí)現(xiàn)65
4.5動(dòng)態(tài)表現(xiàn)與游戲特效68
小結(jié)69
第5章游戲引擎概述70
5.1游戲引擎的基本概念70
5.2游戲引擎的功能模塊72
5.3主流游戲引擎分析73
5.3.1Unreal虛幻引擎74
5.3.2CryEngine76
小結(jié)79
第6章Unity開發(fā)入門80
6.1Unity介紹80
6.1.1使用Unity開發(fā)的游戲80
6.1.2Unity游戲引擎的發(fā)展歷程83
6.1.3Unity 5及其技術(shù)優(yōu)勢(shì)83
6.2安裝與運(yùn)行84
6.2.1Unity的安裝84
6.2.2Unity的激活87
6.2.3樣例工程分析90
6.2.4工程文件的新建與維護(hù)93
6.3Assets Store94
6.4C#腳本95
小結(jié)105
第7章打地鼠游戲?qū)嵗?06
7.1游戲?qū)ο笈c地形106
7.1.1游戲?qū)ο蟮念愋?06
7.1.2Terrain地形109
7.2游戲的視角115
7.2.1第一人稱視角游戲115
7.2.2第二人稱視角游戲116
7.2.3第三人稱視角游戲116
7.3使用2D ToolKit插件包構(gòu)建游戲場(chǎng)景117
7.3.12D ToolKit概述117
7.3.22D ToolKit基本使用117
7.3.3打地鼠場(chǎng)景構(gòu)建119
7.4地鼠的動(dòng)態(tài)生成與受控121
小結(jié)122
第8章投射類游戲?qū)嵗?23
8.1Unity中的物理系統(tǒng)123
8.1.1重力與摩擦力系統(tǒng)123
8.1.2物理材質(zhì)系統(tǒng)125
8.1.3碰撞檢測(cè)128
8.2游戲功能計(jì)劃與開發(fā)周期預(yù)算130
8.2.1游戲的功能計(jì)劃131
8.2.2游戲的功能點(diǎn)分析及周期預(yù)算131
8.2.3開發(fā)流程控制133
8.3主體功能設(shè)計(jì)135
8.3.1飛鏢的投射及控制135
8.3.2飛鏢的擊中與稻草人控制137
小結(jié)138
第9章增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)與獨(dú)立游戲139
9.1增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)139
9.1.1增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的產(chǎn)生139
9.1.2增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)應(yīng)用的領(lǐng)域140
9.2基于高通Vuforia SDK的AR實(shí)現(xiàn)142
9.2.1關(guān)于高通公司及其Vuforia142
9.2.2與Unity配合的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)開發(fā)142
9.3基于微軟Kinect的體感游戲開發(fā)146
9.3.1微軟體感硬件Kinect146
9.3.2Unity和Kinect交互的環(huán)境配置147
9.3.3用于Kinect開發(fā)的包中包含的資源147
9.3.4在工程中使用KinectWrapperPackage包148
9.4獨(dú)立游戲與實(shí)驗(yàn)游戲150
9.4.1獨(dú)立游戲代表作: 陳星漢《旅程》150
9.4.2獨(dú)立游戲代表作《機(jī)械迷城》151
小結(jié)153
第10章跨平臺(tái)游戲開發(fā)154
10.1跨平臺(tái)趨勢(shì)154
10.1.1跨平臺(tái)前期的障礙154
10.1.2跨平臺(tái)發(fā)展的契機(jī)154
10.2網(wǎng)頁(yè)游戲平臺(tái)及其特點(diǎn)156
10.3手機(jī)游戲平臺(tái)及其特點(diǎn)158
10.4電視游戲平臺(tái)及其特點(diǎn)160
小結(jié)161
參考文獻(xiàn)162