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1、游戏开发系列之三游戏开发系列之三 游戏元素大观园游戏元素大观园任旻 微软特约讲师 RenM个人简介个人简介? 2002年从事.Net开发 ?中国民航中文适航指令管理系统 ? ?中国电信互联星空三期 ? 微软ISV支持工作 ?.Net培训讲师，技术支持工程师 ? 北京工业大学计算机学院 ?分布式技术，网格技术的研究 ? TechEd 2005 ?Dev370 着眼未来的分布式设计课程包括课程包括?游戏开发系列课程 ?课程大纲 ?游戏元素大观园 ?参考资料 ?Q&A游戏开发系列课程游戏开发系列课程? 向广大的游戏爱好者提供更多的 游戏开发的基础知识。 ? 介绍如何使用 MicrosoftVisua
2、l C#2005 Express Edition进行 程序设计，这是微软为初级开发 者提供的一种轻量级的集成开发 环境（IDE）。本次课程本次课程? 游戏元素大观园 ?游戏中的元素 ?2D图形 ?3D图形 ?3D世界中的旋转 ?矢量图象 ?位图图象 ?图象的拉伸 ?位图字体 ?矢量字体 ?基于位图的图像本次课程本次课程? 游戏元素大观园（续） ? 输入设备 ?键盘 ?鼠标 ?操纵杆和手柄 ? 声音 ?不压缩的音频格式 ?压缩音频格式 ?3D音效 ?互动的游戏音效 ? 网络 ?多玩家的问题 ?Client/Server 模式 ?点对点（Peer-to-Peer）模式游戏中的元素游戏中的元素?图像
3、 (2D, 3D, 位图 vs 矢量) ?输入 (键盘，鼠标，游戏手柄) ?声音 (WAV, MIDI, MP3, Ogg Vorbis) ?网络 (多玩家, client/server, peer-to-peer)二维图形技术二维图形技术? 二维图形技术是基于2D数学模型的 (文本，绘图，地 图等等) ? 2D图片可以沿X轴和Y轴移动 ? 矢量绘图 vs. 位图绘图 (也成为光栅绘图) ? 用于存储 2D 图像的技术数量很多 ? 采用矢量方式存储数据相对于位图存储最多可以压缩 1/1000 ? 采用矢量方式存储的图像可以任意放大缩小 ? 大多数计算机能够显示位图图片三维图形技术三维图形技术?
4、 三维图形技术使用的是3D的模型 和对象 ? 因为多了一个维度的信息，所以 3D图形需要存储更多的数据 ? 通常3D绘图更像进行雕塑，而 2D绘图更像是绘画 ? 3D图像可以任意在X，Y，Z三个 轴自由移动 ? 旋转也可以在三个轴上进行 ? 这三个轴的旋转分别叫做 倾斜 （pitch）,偏航（ yaw）, 滚动 （ roll）3D运动中的旋转运动中的旋转? 倾斜Pitch 绕X轴旋转 ? 偏航Yaw 绕Y轴旋转 ? 滚动Roll 绕Z轴旋转滚动 Roll偏航 Yaw倾斜Pitch矢量绘图法矢量绘图法?存储诸如几何图形的信息，如：点，直线，多 边形，曲线等等。 ?应用在文本和图表的效果非常好 ?
5、可以轻松的放大缩小，并且可以非常精确的控 制图像的大小和位置。位图绘图法位图绘图法? 图像在计算机的屏幕上表现为一个像素的表格 ? 每一个像素的颜色都可以被表示为一个红绿蓝三种基 本颜色不同比例的组合（RGB） ? 每一个基本颜色的亮度可以存储为一个字节,所以每个 颜色都需要占用3个字节的存储空间 ? 颜色越丰富，需要的信息量就越大。 ? 只有黑白两种颜色的图像需要的数据量最小,因为每个 象素只需要一个二进制位（bit）表示。位图绘图法位图绘图法?图像的质量取决于图像的分辨率(总的像素数量) 和颜色的色深 (每个象素的信息量) ?像素需要的数据位越多，颜色和颜色之间的过 渡就越平滑 ?分辨率越
6、高，图像的颗粒感越不明显。图像的缩放图像的缩放?对字母“a”进行放大后的结果对比BitmapVector使用位图的字体使用位图的字体使用矢量的字体使用矢量的字体位图绘图法位图绘图法?一个640x480图片包含307,200像素 ?一个1280x1024图片包含1,310,720像素 ?在24位的颜色模式下, 640x480需要921,600字 节 ?在48位色, 需要 1,843,200字节 ?一个运行在1600x1200分辨率，32位色的高分 辨率显示器的屏幕抓图将需要 7,680,000字节. 一幅图片大约 7.6 MB位图绘图法位图绘图法?因为位图图片的空间占用太大，所以我们一般 使用压
7、缩的办法存储图片，代价是图片质量有 所降低 ?我们可以找到很多的图片压缩格式，例如JPEG 和PNG，他们的压缩比很大，而质量的降低几 乎难以察觉输入设备输入设备?键盘 ?鼠标 ?操纵杆和手柄输入设备输入设备 键盘键盘? 键盘是计算机基本输入设备 ? 大多数的计算机都有键盘 ? 不同的游戏使用不同的按键来操纵游戏中的物体 ? 许多游戏都允许用户自定义按键 ? 键盘是非常理想的文字输入设备输入设备输入设备 鼠标鼠标?像键盘一样，鼠标也是非常普及的输入设备， 几乎每台电脑都有 ?使用鼠标，用可以非常轻易的指向或者点击显 示在屏幕上的物体 ?对于拖动和瞄准等许多种操作来说，鼠标比键 盘方便得多输入设
8、备输入设备 操纵杆和游戏手柄操纵杆和游戏手柄? 对于游戏来说，操纵杆是一种非常 惬意的输入设备 ? 对于特殊类型的游戏，比如飞行模 拟游戏，操纵杆是最方便的 ? 像操纵杆一样，游戏手柄也是专门 为游戏设计的，但更像一个游戏的 控制台 ? 其他的游戏专用输入设备输入设备输入设备 操纵杆和游戏手柄操纵杆和游戏手柄?像诸如操纵杆和游戏手柄一类的游戏控制器， 还可以拥有“力反馈”的功能 ?它能让你“感受”到游戏当中正在发生什么?例如，开枪射击，驾驶直升机，在一条崎岖不 平的道路上奔驰等声音声音?声音在游戏中用来给与听觉上的反馈 ?例如音效，背景音乐，对话等等 ?在现在的游戏中，音效和绘图都已经被大大地
9、 增强了 ?像高分辨率的图像一样，高质量的声音也需要 很大的数据量 ?在游戏中使用高质的音乐能够增强表现力 ?像图片一样，声音也可以通过压缩来节省空间 ?原始文件的大小是压缩后的文件大小10到20倍声音声音 非压缩格式非压缩格式?最常见的格式就是WAV，扩展名是.wav的文件 ?所有的计算机都能播放这种文件 ?WAV文件是对声音的忠实地记录 ?WAV文件是原始的，未经压缩的文件 ?这种文件提供极好的音质，但是却非常巨大 ?一个典型的例子，5分钟的歌曲，大约需要 40 - 60 MB 的存储空间声音声音 非压缩格式非压缩格式?Musical Instrument Digital Interfac
10、e (MIDI) 是 另一种在游戏当中常用的格式 ?MIDI音乐一般通过在电子合成器上演奏或者录 制制作而成 ?MIDI文件非常非常小 ?MIDI不包含任何“声音”信息 ?唯一包含的信息就是音乐是如何被制作出来的。 ?声卡根据这些信息转换成为你听到的声音 ?这样可以允许你第一次用钢琴演奏，然后再用 吉他演奏同一首歌声音声音 压缩格式压缩格式? MP3是一种非常流行的音频压缩格式 ? 全称是MPEG-1/MPEG-2 Layer 3 ? 压缩比很高 ? 压缩后的文件通常只有原文件的 1/10 到 1/12 ? 压缩后的文件的音质比原来略有降低 ? 音质的差别非常小，几乎难以察觉 ? 压缩的方法就
11、是忽略原来声音中人耳难以察觉的部分声音声音 压缩格式压缩格式?Ogg Vorbis 是另外一种压缩音频文件的高压缩 比的文件格式，甚至比MP3还要高。 ?它的表现力要超过MP3 ?目前它的声望越来越高，已经成为游戏很好的 选择声音声音 3D 音效音效?这是一中全新的技术，被称为“3D声音定位”更 为恰当 ?很像3D绘图，你可以听到来自3维空间的声音 效果 ?这种技术可以让听众感觉到声音是来自身后还 是来自身旁 ?大大加强了游戏的真实感声音声音 互动游戏音效互动游戏音效?没有互动的音效是静态的，不跟随游戏的进展 或级别而改变 ?这样很容易让人厌烦 ?互动游戏音效随着你或者他人在游戏中做的事 情而
12、发生变化 ?比如当反面角色登场的时候，游戏音乐会变得 紧张而急促 ?穿越地牢，前往黑暗之门或者匍匐前行的时 候，音乐也会响起，就好像电影中一样网络网络? 没有网络的游戏一般称为单人游戏 ? 在网络游戏中会有两个或两个以上的玩家，我们称 为”multiplayer”? 多人游戏是非常刺激，并具有挑战性的。因为人类对 手要比计算机的AI聪明的多 ? AI的意思是人工智能Artificial Intelligence ? 要想让AI发展到人类水平还有很长的路要走网络网络 多玩家的问题多玩家的问题?延迟/同步 计算机同过网络进行通讯可能会有 延迟影响游戏的可玩性，如何保持多台PC的时 钟同步是一个非常
13、大的挑战 ?数据丢失 在传输过程中，数据不可避免的会 有丢失 ?可靠性 计算机间的通讯有可能是间断的?我们的目标是让游戏更加顺畅，玩家几乎感觉 不到计算机在和其他计算机进行通信网络网络 Client/Server 模型模型? 有时也被称为星型模型 ? 中间的计算机被称为主机（host） 或服务器（Server） ? 主机通常没有玩家使用它进行游 戏 ? 所有的玩家都通过连接主机来进 行游戏网络网络 Client/Server 模型模型?服务器接收所有客户端发来的消息，在处理后 再将消息发送到所有的客户端 ?客户端可以要求加入一个游戏或者新建一个游 戏 ?客户端只有在加入一个游戏后才能进行 ?当
14、用户结束游戏后，客户端便退出游戏网络网络 Peer-to-Peer 模型模型?在这种模型中，没有中心计 算机 ?每一个客户端都和其他所有 客户端通信 ?所有客户端都在游戏当中共 同保存游戏的状态课程回顾课程回顾?游戏开发系列课程 ?课程概要 ?回顾游戏中的元素Want to Learn More? DigiPen Institute of Technology offers a number of outreach efforts to explore a career in video game development: ? DigiPen/Microsoft Game Developmen
15、t Webcast Series Continues through May 2005. Go to http:/ to register or to access archives. ? You can learn about DigiPens degree programs at http:/www.digipen.edu. ? DigiPen Summer Workshops Series of introductory classes in game programming, 3D animation production and robotics. Information about
16、 the workshops is available at http:/workshops.digipen.edu. ? ProjectFUNtmDistance Learning DigiPen has launched a new online program taught live by DigiPen instructors. For details, go to http:/projectfun.digipen.edu.获取更多MSDN资源? MSDN中文网站中文网站 http:/ ? MSDN中文网络广播中文网络广播 http:/ ? MSDN Flash http:/ msdn.aspx ?
