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ThisisGame/cpp-game-engine-book

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游戏引擎 浅入浅出

项目介绍 README

本书以实际项目开发Timeline,完整介绍一个游戏引擎的所有模块,从最基础的OpenGL环境搭建,到骨骼动画、多线程渲染、阴影实现等等,最后实现一个完整的游戏引擎。

章节内容 Chapter

第 1 章介绍游戏引擎框架,以Unity为例,介绍游戏引擎组成。

第 2 章介绍OpenGL开发环境搭建,创建一个OpenGL空窗口来入坑。

第 3 章介绍使用OpenGL绘制三角形、正方形、立方体,来熟悉游戏渲染的最基础元素。

第 4 章介绍Shader的概念,编译链接,以及Shader格式、关键字。

第 5 章介绍贴图格式,从直接读取PNG、JPG渲染,然后介绍GPU所使用的的压缩纹理。

第 6 章介绍索引与缓冲区对象,索引就是多个顶点的下标,使用索引可以复用顶点渲染。而缓冲区则是将顶点数据存储于显存中,不用再每一帧都从内存上传到GPU。

第 7 章介绍引擎自定义的Mesh文件格式以及材质的组成。将原来写死在代码中的顶点数据存储到Mesh文件中,将原来写死在代码中的Shader参数存储到材质中。

第 8 章介绍使用Blender制作模型并编写Python代码导出为Mesh文件。

第 9 章介绍如何实现GameObject-Component模式。

第 10 章介绍什么是相机,以及多相机渲染排序。

第 11 章介绍获取鼠标、键盘输入。

第 12 章介绍如何将Demo代码,拆分为引擎源码与项目源码。

第 13 章介绍使用FreeType对指定字符生成单Alpha通道的纹理并渲染,以及使用顶点色实现彩色文字。

第 14 章介绍基础GUI控件的实现,包括UIImage、UIMask、UIText、UIButton。有了这几个基础,可以实现其他复杂的控件。

第 15 章介绍使用FMOD播放MP3、Wav音乐,以及使用FMOD专业音频编辑器制作音效与解析播放。

第 16 章介绍easy_profiler这个C++性能分析库。

第 17 章介绍使用Sol2这个开源库,将Lua集成到引擎,后续使用C++开发引擎,使用Lua编写测试代码。

第 18 章介绍骨骼动画原理,并介绍使用Blender制作骨骼动画、导出到skeleton_anim文件,在引擎解析。

第 19 章介绍骨骼蒙皮动画,在Blender刷权重,导出到weight文件,在引擎解析,渲染。

第 20 章介绍如何从FBX文件导出Mesh、骨骼动画、权重,实例导出古风少女并渲染。

第 21 章介绍多线程渲染,将OpenGL API放到单独的渲染线程,从主线程发命令到渲染线程,将DrawCall的影响分出去,减轻主线程负担。

第 22 章介绍不定时更新。

特性列表 Feature

写这本书的目的是普及游戏引擎基础知识,面向的读者有一定的Unity经验,对引擎某些点感兴趣即可。

每一章节介绍的知识点,都是供入门了解,并没有深挖。

简单、容易上手、短期目标、不枯燥,是这本书的追求的,太复杂的很容易中途放弃,我花了很多时间在这个上。

容易上手

  • 每一篇都从入门角度编写,一些名词,能和其他名词关联的我都会尽量关联。 例如Shader的编译与Link,我用C语言的编译来对比。

    C语言 Shader
    目标硬件 CPU GPU
    编译流程 创建项目 创建GPU程序
    创建编写多个C代码文件 创建编写Shader(顶点Shader和片段Shader)
    把C代码发给编译器 把Shader代码发送到编译器
    编译C代码 编译Shader代码
    添加到链接列表 添加到链接列表
    链接 链接
  • 每一小节开头就贴上了这一节项目地址,把文件夹拖到CLion里面立即可以调试。

  • 代码片段开头标注这个代码所在文件以及行数。

内容全面

从最简单的三角形绘制,到骨骼动画渲染、灯光阴影、多线程、物理、寻路AI、音频解析都会进行介绍。

引擎生态

这应该是首次在引擎书里教如何建模、音频编辑。

Blender建模、FMOD、WWise音频制作,我都录制了视频。

其他的Substance、Toolbag插件开发,Renderdoc DrawCall分析都有简单介绍。

短期目标

渲染的模型动画用美女、帅哥、色彩丰富的物体,更有成就感。

有了一定功能后,就会基于现有功能开发一个小游戏,阶段性成就才能长时间坚持。

快速上手 Getting Start

阅读图书

在线阅读:http://www.thisisgame.com.cn/tutorial?book=cpp-game-engine-book&lang=zh&md=Introduction.md

本地阅读,按照下面步骤:

  1. 安装GitBook

  2. 克隆项目:git clone https://github.com/ThisisGame/cpp-game-engine-book.git

  3. 双击gitbook_serve.bat启动本地GitBook服务器,成功后,打开浏览器访问http://localhost:4000,即可阅读。

随书项目调试

  1. 安装CLion。
  2. 在每小节开头找到CLion项目目录,用CLion打开。

常见问题 FAQ

书中讲述的引擎技术适用哪些系统平台?

目前适配Windows与MacOS。

- 由于Arm版Mac只支持OpenGL Core,所以《6.3 OpenGL Core Profile》之前的章节实例无法在Arm版Mac运行。

如何使用VisualStudio开发?

随书实例使用CLion开发,CLion支持Windows与Mac,跨平台不需要额外学习成本。

VisualStudio从2019开始支持CMake项目,所以在Windows上也可以使用VisualStudio2019及以上版本打开随书实例CLion项目。

具体请参考 2.3 使用VisualStudio开发

行为准则 Code Of Conduct

  • 引擎使用C++开发,遵从Google C++规范,贡献代码时,需要先熟悉代码风格。

  • 贡献代码时,请先fork本项目到你的名下,然后修改代码,通过合并请求来提交。

  • 目前适配Windows和Mac,同样,你可以在这两个系统上开发。代码提交前,请确保功能在这两个系统上都是正常且一致的。

如何加入 How To Join

  • 你可以直接打开在线阅读:http://www.thisisgame.com.cn/tutorial?book=cpp-game-engine-book&lang=zh&md=Introduction.md

  • 本书是开源的,你可以fork本项目,然后修改代码,然后提交合并请求。

  • 欢迎大家提Issue,反馈遇到的问题。内网可以直接联系我。也可以加入q群(879187705)讨论,得到答案后,更新issue,方便其他人查询。

团队介绍 Members

  • captainchen:作者

感谢支持 Thanks

项目使用CLion IDE,使用PVS-Studio作为代码扫描分析工具,感谢其提供的开源许可。

PVS-Studio JetBrains