本書面向數字媒體藝術專業、游戲藝術設計專業的本科生及藝術類對游戲設計感興趣的學生，旨在為其提供游戲開發相關的基礎知識與必要技能。全書以4個具有代表性的案例為切入點，前半部分以Flash為工具分析游戲程序設計的必要知識；后半部分以Unity為工具分析游戲引擎的操控要點，與專門針對程序設計的教材不同的是，本教材涉及內容相對廣泛，也符合藝術類學生學習游戲開發的特點，重點并非掌握游戲開發的核心技術，而是通過對技術的了解掌握在工具輔助下的開發流程，進而更好地與開發人員配合完成開發項目，再進一步在工具的幫助下獨立完成開發項目。全書在上述內容講解之余，亦投入相當篇幅分析具有前沿應用的增強現實與體感游戲，并就產業特點同樣以一章的篇幅分析跨平臺游戲開發與項目管理。
本書面向藝術類的游戲設計專業（方向）學生，以較易理解與操作的案例化教學方式，將游戲程序設計與引擎應用的知識點融入其中。在分析方法的同時，舉一反三，同時引入計算機思維的內容。旨在讓讀者在理解游戲開發技術的同時，為游戲策劃、游戲TA（技術美工）、游戲開發技術等職位建立知識儲備，為后續更深入地理解游戲開發流程與技術打下基礎。
序《計算機藝術設計規劃教材》是在教育部高等學校文科計算機基礎教學指導分委員會組織下完成的教育部大學計算機課程改革項目·計算機藝術設計課程與教材創新研究的成果，涵蓋了大學計算機基礎、信息與交互設計、互動媒體藝術、數字游戲設計、計算機網頁設計、計算機動畫應用與開發等內容。本套教材由清華大學美術學院牽頭，國內多所在本領域具有廣泛影響力的綜合性院校和藝術院校的相關專業教師參與，目的是通過教材創新改革引導學生利用計算思維，發現并善于借助計算機的優勢，科學運用計算機技術，培養學生基于計算思維優化創新、應用設計的綜合能力，以適應當今時代的發展和需求。在計算機技術應用目的、層次、范圍不斷擴延和提升的今天，其學科滲透與產業滲透越來越明顯，計算機技術也正從一項或是一個系列性的技術技能，升蛻為一種思維模式，并進而深刻影響著人們分析與解決問題的角度和方式。換言之，計算思維已成為當今藝術設計領域從業人員不可或缺的素質和能力。尤其是其與藝術思維的互補和互動，彰顯出鮮明的創新驅動性和廣闊的發展前景。因此，在新的趨勢下通過教材的改革創新將計算思維引入課程和訓練環節，對推動計算機教學的改革與研究，具有積極的現實意義。隨著藝術設計人才培養改革的深入，如何構建以計算思維培養為導向的課程體系，探討計算思維方式培養與應用的教學模式，提升學生多元化思維的能力，已成為時代的重要命題。本系列教材的編寫，體現了各編著者多年來在此領域的努力和經驗，反映了他們長期以來對計算機教學理論與實踐探索總結的成果，具有較強的針對性和問題意識。教材內容力求在理論層面，從以計算思維為基礎、與藝術思維相結合的角度，形成對計算機課程和知識結構、體系的務實探討，從而有利于學生多元化思維的建立，以適應時代與社會、行業與職業的發展需求。相信通過本系列教材的出版發行，將進一步引發藝術設計領域同仁對計算思維及計算思維模式與應用技術的關注和重視，推動計算機教學改革與課程建設的深層次嘗試和探究。是為序。
清華大學美術學院何潔楊靜2016年12月
前言游戲是一門藝術，也是一門技術，正是這樣的交叉學科所具有的獨特魅力，使其不僅在商業上獲得成功，也在當代藝術中倍顯光彩。游戲及由游戲所衍生的模擬化數字互動形式，正以更快的速度進入大眾視野，可以預見在不遠的將來，以游戲形式呈現的娛樂、學習、社交、生活等將如同當前的電子設備一般牢牢地滲透我們的世界，并在其形態與功能上不斷推陳出新，以更貼近我們需求的方式無所不在。游戲產業的發展之迅速，是偶然更是必然。自2000年開始的網絡游戲繁榮，是互聯網普及與文化消費貧乏的必然； 2006年網頁游戲興起，是社交媒體迅速發展、網絡帶寬提速與瀏覽器性能提升的必然；2008年開始的手機游戲大潮是以蘋果為首的高配置智能手機普及的必然；手機游戲大有替代網絡游戲的趨勢也是手機的高使用頻度及其顯示、計算等性能提升的必然；而自2009年開始的網絡游戲衰退，則是在網頁游戲、手機游戲普及與文化消費觀念回歸的大環境下產生的必然。在上述發展過程中，國內的產業形態也在發生著不斷的變化。從代理到買入再到合作研發，從外包制作到自主研發以及定制開發，游戲產業及游戲從業者在摸索中前進。從最初就已被證明這是一條寬廣的大道，在經歷過幾次大互通后，這早已不再僅僅是一條大道，而是廣泛散開的路網。這個產業的人才向來都是缺乏的，前期外包制作的時候缺乏美術人才，當前自主研發的時候缺乏技術人才與策劃人才。本書作為游戲開發技術的入門教材，適合游戲專業二、三年級同學閱讀，或是其他專業有興趣的同學在具備基本程序基礎后閱讀。在網絡如此發達的今天，書作為知識與經驗分享的陣地其存在價值仍是不容置疑的。書更多地承擔的是知識的牽引與思維的發散，正基于此，我們將內容壓縮，教材做薄，以期在簡化閱讀背后引出更多的思考。受限于個人能力，在本教材成稿后仍存有很多遺憾，煩請各位讀者指正。本教材的編寫過程中，有幸得到我的兩名學生包洋洋與謝亞男的傾力協助，在此表示誠摯的感謝。書中使用的案例由畢時、顏亞威與崔容峰制作，在此一并表示誠摯的謝意。
嚴寶平2015年11月
嚴寶平，南京藝術學院傳媒學院游戲藝術設計教研室主任，先后畢業于南京師范大學與南京大學。中國圖象圖形學會數碼藝術專業委員會委員，主攻游戲程序設計、游戲引擎設計、數字媒體項目管理方向。出版教材《數字游戲藝術概論》，獲江蘇省高等學校精品教材。發表論文《嚴肅游戲與游戲化學習》、《游戲項目開發現狀分析》、《數字媒體創作中的軟件工程方法引入》、《基于移動終端的嚴肅游戲展望》等多篇。主持校級重點課題《游戲項目開發的資源配置》及省級課題《嚴肅游戲的社會作用機制研究》。
目錄
第1章游戲程序設計概述1
1.1游戲開發的進化1
1.1.1數字游戲產生前1
1.1.2數字游戲的產生2
1.1.3復雜的硬件促生豐富的游戲內容3
1.2編程語言與腳本語言4
1.2.1編程語言與腳本語言的區別4
1.2.2主要的編程語言與腳本語言5
1.3游戲基本類型7
1.3.1從數字游戲的介質中區分游戲類型7
1.3.2從數字游戲的內容中區分游戲類型8
1.4游戲中的常見功能13
1.4.1場景的動態加載13
1.4.2角色動作系統管理及驅動14
1.4.3自動尋路系統15
1.4.4資源的回收與優化15
1.4.5回合制戰斗系統16
1.4.6塔防系統中的數據管理16
小結18
第2章Flash游戲開發基礎19
2.1Flash游戲開發歷程19
2.1.1Flash的誕生與早期的發展19
2.1.2Flash在游戲設計領域的起步19
2.1.3Flash在社交網頁游戲中的主導地位建立20
2.2Flash基本要素21
2.2.1新版本Flash CC的特征內容21
2.2.2Flash基本概念21
2.3ActionScript腳本25
2.4程序設計的必要概念26
2.4.1變量、常量及數據類型27
2.4.2變量作用域31
2.4.3函數、形參、實參32
2.5程序的基本結構33
2.5.1順序結構33
2.5.2選擇結構33
2.5.3循環結構35
2.6事件36
2.6.1Event事件類型37
2.6.2MouseEvent鼠標事件類型37
2.6.3KeyboardEvent鍵盤事件類型38
2.6.4TimerEvent計時器事件類型38
2.7游戲中的元素39
2.7.1美術素材39
2.7.2音頻素材40
2.7.3視頻素材40
小結41
目錄游戲程序設計與引擎第3章記憶雙消游戲實例42
3.1游戲策劃中的功能設計42
3.1.1消除類游戲簡述42
3.1.2本案例的功能計劃43
3.2場景元素的組織與動態生成44
3.2.1游戲的開始界面44
3.2.2游戲的主運行界面46
3.3游戲控制的實現52
3.3.1單擊的控制52
3.3.2消除的實現53
小結55
第4章飛行射擊類游戲實例56
4.1游戲策劃中的平衡性設計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戰斗場景的控制59
4.4戰斗系統與資源回收64
4.4.1敵方飛機的不斷出現與攻擊64
4.4.2敵我雙方子彈的功能實現65
4.5動態表現與游戲特效68
小結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79
第6章Unity開發入門80
6.1Unity介紹80
6.1.1使用Unity開發的游戲80
6.1.2Unity游戲引擎的發展歷程83
6.1.3Unity 5及其技術優勢83
6.2安裝與運行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93
6.3Assets Store94
6.4C#腳本95
小結105
第7章打地鼠游戲實例106
7.1游戲對象與地形106
7.1.1游戲對象的類型106
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插件包構建游戲場景117
7.3.12D ToolKit概述117
7.3.22D ToolKit基本使用117
7.3.3打地鼠場景構建119
7.4地鼠的動態生成與受控121
小結122
第8章投射類游戲實例123
8.1Unity中的物理系統123
8.1.1重力與摩擦力系統123
8.1.2物理材質系統125
8.1.3碰撞檢測128
8.2游戲功能計劃與開發周期預算130
8.2.1游戲的功能計劃131
8.2.2游戲的功能點分析及周期預算131
8.2.3開發流程控制133
8.3主體功能設計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138
第9章增強現實與獨立游戲139
9.1增強現實139
9.1.1增強現實的產生139
9.1.2增強現實應用的領域140
9.2基于高通Vuforia SDK的AR實現142
9.2.1關于高通公司及其Vuforia142
9.2.2與Unity配合的增強現實開發142
9.3基于微軟Kinect的體感游戲開發146
9.3.1微軟體感硬件Kinect146
9.3.2Unity和Kinect交互的環境配置147
9.3.3用于Kinect開發的包中包含的資源147
9.3.4在工程中使用KinectWrapperPackage包148
9.4獨立游戲與實驗游戲150
9.4.1獨立游戲代表作: 陳星漢《旅程》150
9.4.2獨立游戲代表作《機械迷城》151
小結153
第10章跨平臺游戲開發154
10.1跨平臺趨勢154
10.1.1跨平臺前期的障礙154
10.1.2跨平臺發展的契機154
10.2網頁游戲平臺及其特點156
10.3手機游戲平臺及其特點158
10.4電視游戲平臺及其特點160
小結161
參考文獻162
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