Clayman的3D学习指南

Posted by Vincent on May 3, 2015

http://www.cnblogs.com/clayman/archive/2009/05/17/1459001.html 仅供个人学习使用,请勿转载,勿用于任何商业用途。 作者:Clayman 与玩游戏相比,写游戏要复杂上千万倍,除了需要掌握通用的编程技巧以外,还要有相当的图形学,物理,数学基础,特别是在国内,由于相关资料的缺乏,更是让初学者无从下手。下面总结了一些入门方法和比较容易入手的资料。 首先你要精通一门高级语言,比如C++或者C#,其次,要有良好的英文阅读能力。对游戏开发者来说英文阅读能力是最重要也是最基本的工具之一,因为你遇到的大部分资源都将是英文的,不要总等着别人为你翻译。慢慢尝试着阅读英文资料,你会发现其实也并没有那么难:)

     刚开始,你要做的就是选择一门图形API,一般就是DirectX或者OpenGL之间选一个。如果考虑到跨平台,那么OGL是首选. 如果只在ms的平台,则DX是首选。我对OGL并不是很了解,所以下面大部门资料都是和DX相关的。当然,作为准备工作之一,你首先要到DirectX Develop Center下载最新版的DirectX SDK。
 
     入门书籍非常重要,推荐<<Introduction to 3D Game Programming with DirectX 9.0>>(好像去年出了中文版)也就是传说中的龙书,这可以说是最好的DX入门教材,Frank Luna从浅入深,讨论了DX的方方面面。另外再配上<<DirectX 9 Graphics  the Definitive Guide to Direct3D>>,书名虽然是definitive,但实际属于入门基本的书。看完这两本书,你基本上已经对DirectX比较熟悉了。如果你希望学习XNA,也是一样的,毕竟XNA是以DX为基础。 更新(2010.11.6): <<Introduction to 3D Game Programming with DirectX 9.0>>的第二版,《xxx, A Shader Approach》也可以找到了。
 
     不要一开始就看图形学的书,这个时候你对图形编程还没有一个基本的感性认识,因此八成看的云里雾里。不要以网上的教程和论坛提问作为主要学习途径,找一本好书,系统学习,效率才最高。不要马上看SDK里的例子,很多图形学的基本原理仅仅通过读代码是不会明白的。某些年代太过久远的书最好*不要*看了,比如<<windows游戏编程大师技巧>>  <<3D游戏编程大师技巧>> 。有人说基本的思想总是不变的,可惜对于现代GPU来说,很多早期的技术和优化技巧早就过时了。图形编程是发展的非常快的技术,看看GPU的发展速度,1~2年就是一代产品的革新。
 
      好了,入门之后,是你巩固和拓展视野的阶段。现在看计算机图形学就比较合适了。吐血推荐<<Real-Time-Rendering>>,这本书算得上是所有图形程序员的必读书籍和参考手册了。最近刚出了第三版(更新:已经有电子版了)。可惜国内只有第二版,稍微有点老,如果实在找不到第三版,还是值得一读。国内其他所有以图形学命名的书都有一个共同点:枯燥,过时。只需看看其中二维三维变换和曲线曲面表示的部分即可。如果这个时候发现你当年数学没有学好,那么有三本数学书是为游戏程序员量身定制的:<<3D Math Primer for Graphics and Game Development>>, <<Mathematics for 3D Game Programming and Computer Graphics>>和<<Essential Mathematics Guide 2nd Edition>>,第一本书有中文版,最后一本则是08年才出的新书。

更新(2010.11.6) 看完上述入门书籍之后,就应该花点时间好好的完整阅读DirectX文档以及部分sample了,加深对DX整个系统,函数的了解。你会发现普通论坛里60%的问题都是文档里讲过的。

     其实入门之后,就没有固定的学习路线了,最好根据你感兴趣的方向来学习。

Shader方面: 《Cg_tutorial》和《The Complete Effect and HLSL Guide》都是不错的入门材料,当然还有SDK文档。«Shaders for Game Programmers and Artists»有大量入门的例子。«Advanced Lighting And Materials With Shaders»详细介绍了各种光照模型和技术。«GPU Gems» 1~3册肯定是必读的,虽然有1,2有中文版,但某些翻译并不是很理想,强烈建议直接看英文版。ShaderX系列也是很经典的系列,每年出版一本,包含了最新的实时渲染技术,如今已经出了第6册了。不过网络上只能找到1~3册。1,2册大部分shader都是用asm写的,不过看懂原理,转换为HLSL也并不难。另外Nvidia SDK和ATI SDK也是学习shader的重要资源。最后还有刚出的« Programming Vertex, Geometry, and Pixel Shaders» 更新(2010.4.30):ShaderX已经出版了第7册,后续的版本由于版权原因,改名为GPU Pro: Advanced Rendering Techniques,仍然每年出版一本。 更新(2010.11.6): 天朝人民的智慧是无限的,很多图形学的新书都能在taobao买单翻印的纸版了,包括ShaderX系统等等….. 更新(2010.11.6): 关于ShaderX和GPU Gems常常有人问我较老的几册值不值得看,还有看不懂怎么办。这里是我个人的看法,仅供参考:ShaderX和GPU Gems收录的都是比较前沿的技术,虽然每本之间没有连续性,但很多技术都建立在之前的方法上。有时间的话,建议从第一本看起。两本书都属于论文集,章节之间并没有太多连续性,所以不必从第一页看到最后一页,选择你感兴趣的部分即可。比如对阴影感兴趣,就只看阴影相关的章节,你可以看到整个阴影技术近10年的发展,变化,很有价值。另外,书里很多前沿,实验性的技术,由于硬件限制,通常要2,3年后才有可能普及,现在看以前的几册也不会太”过时”。 最后,这样的书内容涉及了图形学的方法面面,2d,3d,图像处理,ai,游戏构架,gpgpu等等,范围太过广泛,特别是GPU Gems相比ShaderX更偏重学术研究,很多技术最终不一定能实际应用到产品中,有些章节看不懂也属于正常现象。

地形: «Real Time 3D Terrain Engines Using C++ And DX9»非常全面的讨论了关于地形渲染的各种技术,至少应该把第5~9章都浏览一遍。之后便可以 到virtual terrain查阅近期的地形渲染技术。 更新(2010.11.6): 经常尝试用PIX分析你电脑上的游戏,地形渲染通常是最容易分析的部分,而且可以让你马上了解目前流行的地形渲染方法。

模型导入和动画: «Advanced Animation with DirectX»,仅此一本足以。 更新(2010.5.5):«Character Animation With Direct3D»已经可以很容易的找到了, 此书介绍了目前最新的游戏动画技术,作者是xbox360大作Alan Wake的开发人员,完全可以替代上面提到的那本。

物理: «Game Physics»和«Game Physics Engine Development»都不错。«Real-time Collision Detection»是碰撞检测方面最好的书。:«3D Game Engine Design, 2nd»的8,9章也值得一看。

LOD: «Level of Detail for 3D Graphics»

Ray tracing: « Physical-Based Rendering - From Theory to Implementation» 更新(2010.4.30): 一本免费的入门教程Another Introduction to Ray Tracing 更新(2010.11.6): 此书已有第二版,而且某网站有翻印版出售。

引擎设计: 说实话,这方面还没有特别好的书,大概越是核心的内容,越少有人愿意写吧。«3D Game Engine Architecture Engineering Real-Time Applications with Wild Magic»只有第三章值得一读。«3D Game Engine Programming»可以选部分感兴趣的章节看看,不过总的来说,讲的比较浅。 更新:«3D Game Engine Design, Second Edition»出了影印版本,此书是«3D Game Engine Architecture Engineering»更新版,强烈推荐。 最近发现«Pro OGRE 3D Programming»也很不错,200多页短小精干,但是可以让读者快速了解一个既有引擎的设计和构架。 更新(2010.7.15): 新出的《Game Engine Architecture》非常不错,注意是Jason Gregory的版本。如果只推荐一本引擎方面的书,绝对是这本。传说有扫描电子版了。 更新(2010.6.28): «Game Engine Gems»是关于引擎设计的新系列丛书,与ShaderX类似,也是每年一本,目前已经出版了第一册,已有电子版

AI & Game Programming «Programming Game AI by Example»非常不错,好像还有中文版,备选«Artificial Intelligence for Games»(已有第二版)。当然«AI Programming Wisdom»系列也是必读作品,不过目前网络上只有1~2册。 更新(2010.5.28):«AI Game Engine Programming»已比较好找了,虽然说这是一本名不副实的书,并没有完全介绍一个”one for all”类型的引擎,也没有具体算法讨论,但针对各种不同类型游戏的AI设计做了详细介绍,可作为一本指参考导性书选择阅读。

网络:mai%25##&%…(本人网络白痴 +_+……..)

综合: «Game Programming Gems»系列,不过由于内容涉及的过于广泛,文章质量参差不齐,选择性阅读就可以了。历年GDC, Gamefest,Siggraph等大型会议的paper也是应该关注的。至于那些“All in one”或者n天较你写出个FPS游戏的书就不要读了,这类书的通病是什么都说了,结果什么也没说清楚。

除了书以外,再推荐一些不错的网络资源: http://www.gamedev.net/ 除了大量教程以外,论坛里多年累计下来的内容保罗万象。好好利用论坛搜索,你会发不管你多厉害,那里总有一些比你强大的人在很久以前就遇到了和你同样的问题,并且给出了解决方案。 Nvidia和ATI的开发者中心 creators.xna.com XNA官方网站 http://www.gamasutra.com/ 与GameDev类似 http://www.beyond3d.com/ 这里的除了讨论软件以外,还能看到对硬件构架的分析 http://www.gameres.com/ 国内唯一比较专业的游戏编程网站,可惜和GameDev相比就显得太寒碜了-_-# 当然,不要忘了收集各大论坛里牛人们的blog:) 最后,仅仅靠看书是不够的,多写多练才是王道。

ps:以上书籍,除了特别注明的以外,都是可以通过网络或者书店入手的。不要找我要电子书,我能找到的,相信你也能找到,你找不到的,我肯定也没有 :) pps:如果你非要转这篇文章,至少应该保留原文链接和作者吧……………..