学好3D游戏引擎编程(转载)

如何学好3D游戏引擎编程(转载)

 

此篇文章献给那些为了游戏编程不怕困难的热血青年，它的神秘要我永远不间断的去挑战自我，超越自我，这样才能攀登到游戏技术的最高峰   

        ——阿哲VS本身 QQ79134054多但愿你们一块儿交流与沟通

这篇文章是我一年半前，找工做时候写的，那时是发到学校的BBS上。如今我工做了，想法和之前也有不一样，但对游戏引擎编程理念仍是基本差很少。在我没遇到U3之前，一直研究WILDMAGIC，能够说是GAMEBRYO的前身吧，他们基本框架都差很少，是彻底面向对象，代码容易读，但它发展存在严重的弊端，这个也是它为何不是牛B引擎的缘由。但从渲染和动画方面来看，U3的 MATERIAL TREE 和 ANIM TREEE 是2个飞跃的，当我对我本身引擎渲染材质和光照束手无策的时候，MATERIAL TREE带来的但愿。对比 zfx (wildmagic)gamebryo 和ogre 还有U3，各有优缺点，并且你能够看到一个引擎发展，从一个以多边形为渲染单元，变成以mesh作为渲染单元（如今不多有引擎场景管理分割多边形来作的 我始终喜欢zfx引擎，它是00-02之间的引擎，彻底让你能够理解那时候显卡不是很强的时候，一个引擎应该具有的特征。对于架构来说，(wildmagic)gamebryo 和ogre 作的很好，u3的特色就是架构乱，没有什么可读性的技术文档，研究起来十分吃力。作为一个商业引擎，对于渲染方面，我认为(wildmagic)gamebryo 输给了ogre，框架设计还有弊端，ogre确实是一个好引擎。而U3对于渲染过程，光照，阴影，就是一帧的渲染过程，处理的十分得当。动态生成shader是一个引擎的发展的必然趋势，而每每动态生成最多的，也就是材质和光照，它们不能分开，分开谈无心义，MATERIAL TREE 我始终认为是个太好的想法了，任何特效不须要程序员过多参与，美术能够搞定一切，什么水，反射，折射，这些效果，编写起来易如反掌，还能够实时光看效果。其余动态生成，也就是根据配置不一样，来作处理，动态编译shader弊端太大，不能作到全部，并且不灵活，若是动态生成和动态编译合起来，简直牛B透顶了。如今个人引擎已经有了MATERIAL TREE这个功能，ANIM TREEE在制做中。
这里面我重点谈的是图形方面，略带些动画方面，一个引擎最基本的是内核，包含内存管理，文件读写，资源管理等等吧，也十分重要，个人引擎这些写的都很简单,基本都是wildmagic里面的。
我总结3D引擎编程的4个阶段
第一阶段是了解3D原理和数学基础，大学里面学的线性代数，几率统计和高等数学彻底足够，在3D中都有充分体现。最好本身能作一个软引擎，这样整个3D流水线本身彻底能够掌控，而后在学DX之类的API很容易。
第二阶段不要看引擎，仍是应该以实现各类效果和基本算法为基础，包括各类图形特效，场景管理，剪裁算法，各类动画算法，等等，全部那些单一的算法，若是这些都不是了解很好，那么作引擎时引擎框架的接口也不会设计好！再添加这些算法和效果时 会很困难，效率也不会很高。
第三阶段，就是看大量的引擎，对引擎有很深入的概念，3D引擎只是引擎的一部分，引擎主要是框架，若是框架搭建好了，那么引擎的效率是很显著的，其余底层细节优化，也会有明显的优点体现。
第四阶段，再好的引擎没有成功的游戏支撑都是白费，你不只仅是作引擎，而是作的有开发价值的引擎，能够很好的为游戏服务的引擎。
下面这段话写于一年半前～～


前言  
本人不才，姑且以本身经验来谈如何学游戏编程，这个话题我酝酿了好久，它确实很难写，由于我也不是资深高手，才刚刚登堂入室，游戏编程大师功力通常都十几年左右，因此让我这样的小卒写的深刻浅出更何谈容易，错误出现并不奇怪，高手见笑也在所不免，请你们指正，我会欣然笑纳。但这几年走过的路，让我知道这么学是正确的，大致过程经验告诉我，这样作是对的，高手的指引告诉我，这样作是对的。
这篇文章主要讨论如何学习游戏图形编程和游戏引擎编程，告诉没有接触游戏过编程或者如今关于怎么学好游戏编程还迷惑的PEOPLE所要走的方向，彻底抛开技术和代码实现进行谈论。至于游戏逻辑这几年重点没有发到这个上面上，很难总结。
经验的限制，对于如何编写一个好的引擎（至于“好”这个词都是相对而言，能作的满意就是我所指望的），至今为止我尚未这个能力，但我相信通过个人努力，不久的未来，我会实现这个愿望，由于个人一个愿望就是实现一个好的引擎。

我从下面几个方面来讲明若是学习，记住只是如何学习，要想学好就要靠你本身。 
1。 你真的喜欢游戏编程吗？
2。 要了解游戏编程
3。 学会读书，自学与思考，交流与合做
4。 游戏编程须要的基础知识
5。 2D游戏编程
6。 3D游戏编程
7。 游戏引擎编程
8。浅谈游戏物理和AI


一。游戏编程，你真的爱她吗？
当你听完个人介绍后，你就要决定游戏编程是否适合你。
游戏编程可简单可复杂，简单的2D 《蛇吃豆》，复杂的如今流行的3D游戏。我们不说简单的，由于你不想学习游戏编程就为了作一个简单的游戏。确实每一个人对他所向往的东西都想完全了解清楚，但是我给你的第一个警告，复杂的3D游戏，复杂到不可思议。

1 你思想须要改变吗？

打开话题，游戏是一个结合体，她是一个音乐，美术，技术，创意相结合的艺术品，你要用艺术的眼光去欣赏的，由于好的游戏是用艺术的眼光来设计，除了某国的网游不算外，不少经典的游戏流芳百世，成为真正游戏玩家佳话。
中国的游戏为何这么落后，你要联想下，当年中国为何会被八国联军所侵略。腐朽的思想是根本缘由，从而致使了腐朽的社会制度。游戏行业也是这样，看待游戏的中国人，始终带着眼镜，用腐朽思想看待游戏，因此如今出现腐朽的游戏行业，致使中国游戏发展缓慢，有人曾经说中国游戏不久就赶超日本和美国，我认为是扯淡，并且不是通常的扯淡，具体缘由后面我会详细说明。
从小的时候，国外的电子游戏产品就跑进了个人空间，废寝忘食的玩个没玩，由于耽误学习，今后电子游戏被老师和家长所有封杀，任何事物都有利有弊，鲁迅的《拿来主义》曾说过“去其糟粕，取其精华”。在中国，电子游戏被视为过街老鼠。确实要认可电子游戏有负面影响，但这些负面影响是谁产生的，本质上是咱们本身，最后原本是精华的东西从咱们身边擦肩而过，从小霸王之后的国外游戏机没有任何仿造，致使了游戏机技术今后断代，如今却又想起来赶超。
而如今，国人知道努力了，国家看到有钱可赚开始支持了，腐朽的游戏思想却还在蔓延，网络游戏就是这样环境下成长的新生儿，国内网络游戏每一年要大批量生产，但存活的基本没几个。不可否定，没有利益的事情没人干，但你还不可否定，有些事情即便没有利益，但仍是有人干，哪怕知道本身并不能获得什么。国内的人，不多是第2种人，他们把游戏作为赚钱工具，垃圾游戏隔三差五的纷纷涌出。相比来说，我只拿日本举例子，虽然小日本和我们有愁，但咱们不得不认可小日本在游戏这方面思想层次完彻底全超越咱们，他们有严格游戏教育背景，他们作一款游戏，要按照严格的流程，从设计到编程，以致最后的测试，都有着干一行敬一行的精神，不然《生化危机》这样游戏你是永远看不到的。
因此你要改变本身的思想，游戏是一种艺术品，你要有一种艺术境界来去欣赏她。

2 你有毅力爱她爱到底吗？

也许我上面的话，你还能接受，残酷的在下面，以个人经验告诉我，若是你编程和游戏理论起步是零，你要对游戏编程达到略有小成的水平最少要4到5年，我比较蠢，花了6年。这6年来，几乎天天平均学习4-5个小时左右，固然假期都要算上。头3年半基本学习计算机基础知识，包括数学，数据结构，计算机体系结构，人工智能，汇编，编译原理，操做系统，网络，软件工程，离散数学，算法分析。咱们大学4年基本就学这东西，这些都是基础，游戏编程都须要，还有一个就高等物理我没有学，致使我如今对于一些物理微积分方程很难理解，固然这里并不必定是问题，只要你肯努力，没有学不会的。彻底把这些学好，花4年时间真的不容易。我曾经抱怨本身没保研而痛苦的经历考研，如今我却认为是值得的，我很难有时间在集中精力的复习这些专业课了，尤为是数学。
在游戏编程中，上面的基本知识均可以用到，因此我说游戏编程很复杂一点不假。就拿游戏中最难的部分——一个好的游戏引擎来讲（这里说的好引擎），世界上能把她作出来的人不多，中国更是寥寥无几。
上面只是理论基础，要走进游戏编程最基本的。过硬的编程技能更是须要的，其实这些理论学习能够和编程相结合，在编程中学习理论，为了学习理论而增加编程经验。
有了基础，你才能进一步学习游戏编程，2D游戏和3D游戏理论都要学，这又要花费很长时间，这个是我下面要详细说的。
看完我写的，你可能心惊胆寒，因此你要爱她，深深的爱她，不然你承受痛苦的时候享受不到暗含的乐趣。

3 爱她请从游戏开始。

不少人可能不解，游戏编程为何要从游戏开始，玩游戏时，有不少潜移默化的东西影响着咱们编写游戏程序，不少灵感确实从游戏中得来。通常的游戏编程高手，都是从小因为游戏对他们巨大吸引，从而走上游戏道路，虽然不是绝对，但按统计学角度讲能够说是一个事实。一个不爱玩游戏的人，爱上游戏编程的概率是很小的。其实不少人小的时候都爱玩游戏，他们都是从游戏厅张大，只有一少部分，走向了游戏开发这个行业，他们之间有着明显不一样，走向游戏开发的人，是真的被游戏背后那种神秘东西所吸引，并想要揭开它，而另外一些人，则是彻底迎合了游戏开发的须要——玩的高兴。
我想说的是，一个游戏编程高手，一定是一个游戏玩家，他们都是从玩游戏而爱上游戏，从而走上游戏编程道路。这条路充满了荆棘，不是通常人能走到最后的。因此你必定要爱她！
固然任何事情都不绝对的，你可能就是那不爱游戏但爱游戏编程（或者和游戏性无关的那部分编程）小几率的人。

二。游戏编程，你真的了解她吗？

游戏编程，这个概念包含了不少深层次的东西。

1.广义上，我给的定义是，游戏引擎开发和游戏逻辑开发。

游戏逻辑开发是集中力量只开发游戏中剧情部分，你只须要作的是何时显示什么，何时放出什么声音，何时经过网络传输什么数据，何时这个物体或者人物作什么动做。至于底层怎么显示，声音如何处理，网络如何传输，物体动做怎么实现的，你不用关心，关心这些的是游戏引擎。因此说游戏引擎负责技术方面，而游戏逻辑负责游戏文化内涵。
成功的游戏是以好的游戏逻辑为基础的，而游戏引擎并非成功游戏主要条件，但好的游戏配上好的游戏引擎，确实会给人一种震撼，相比一样的游戏逻辑，好的游戏引擎显示效果会给人一种全新视觉和听觉感觉。
至于游戏逻辑我不想过多解释，但并非说游戏逻辑简单，游戏逻辑也能够复杂的要命，这取决与游戏复杂程度和游戏引擎与这个游戏的关联程度。为了解释这句话，我不得不从游戏引擎解释开始。
早期的游戏是没有游戏引擎这个概念，都是一个游戏一套代码，随着游戏愈来愈多，你们发现开发有些游戏中，有不少可重用的代码，逐渐把这些重用代码封状起来，这就是早期的引擎。对于引擎没有明确的概念，只有好坏和适应程度之分，所谓的好坏，就是引擎支持功能和显示特性等是否strong,而适应程度是指一个引擎是否适合开发这个游戏，开发这个游戏是否要本身再编写一些额外的代码。
我举个例子
若是我用开发混斗罗的引擎（假如它有引擎）来开发RPG，和开发RPG游戏的“RPG游戏开发大师”相比，咱们还要作不少工做，才能完成玩法功能同样的游戏。
因此说很难有明确的界限划分这一堆代码是不是游戏引擎，但游戏引擎的任务是不用质疑的，它的任务就是尽可能不用负责底层处理，而专心到游戏逻辑上来。

2.从狭义上分，我只分解游戏引擎部分，基本包括(1)游戏图形引擎(2)声音引擎(3)网络引擎(4)脚本引擎(5)GUI(6)人工智能引擎(7)物理引擎。 

(6)(7)两个不是必须的，而前5个是一个好的游戏引擎要基本具有的，其实每一个游戏引擎中都具有物理引擎，只不过不少游戏对于物理要求不是很高，因此就集成到了图形引擎中或者游戏逻辑中。
图形引擎是引擎中最难的，它基本要处理游戏引擎中70-80%的工做量，它的主要任务是负责图形高效显示，包括速度和精度。后面我会集中并详细解释。至于声音和网络引擎你们经过字面就能够知道它干什么。本人对声音处理和网络传输知道甚少，说出来只能误人子弟。

至于脚本我还略有研究，我想解释下什么是脚本，游戏中为何用脚本。脚本有时很难给出一个定义，但你们都知道那些是脚本语言，我给出的解释是用软件 CPU(虚拟CPU)来运行的编程语言就是脚本语言，软件CPU和所说硬件CPU是对立的，也就是说脚本运行与否先是关联到这个虚拟CPU，在虚拟CPU上运行，而后再又映射到真正CPU，来真正运行。这个过程很抽象，我觉2个例子，第一个就是JAVA语言，它有一个虚拟机，这个虚拟机就是软件CPU。再举一个例子，我如今要编写这样一个指令、
PRINT S  这个指令表示打印S
S表明一个万能类型。
为了实现这个指令，你首先要有一个函数来负责处理打印
好比是这样的函数
void print(S)
{
    cout<<S;
}
这里只是伪代码，只是表示这个意思。
你首先要找出PRINT这个单词，读入到一个buffer1，而后把参数读入buffer2
if(buffer1 == PRINT)
  print(buffer2);
这里段代码其实就是一个软件CPU，它负责虚拟运行PRINT S  这个指令。

那么游戏中为何要用脚本呢！最简单解释就是灵活性好。拿一个RPG游戏例子来讲，游戏中有大量物品，每一个物品有大量的属性，若是我把这些属性值直接写到游戏中，每个小小的改变就要编译整个游戏，花费不少时间，灵活性不好。 
若是我把这些写到一个文件中，用脚本语言来编辑，只须要编译脚本文件就能够了，固然若是你脚本是解释型的语言，不用编译直接能够运行。
固然脚本还有不少好处，主要目的仍是方便性和灵活性。
其实GUI(图形用户接口)是一个重要部分。3D游戏中，出现的是大量的3D模型，这些模型是先用文件的形式存放好的，而文件里面包括的是3D数据和这些数据的组织方式。
至于数据怎么组织是你引擎要规定好的，这样也方便读取，最后把3D数据加载到内存。如今问题是3D数据上，咱们怎么能有效的获得这些3D模型的数据，手工写进文本里？我靠，那是奴隶社会，SB的作法。我想你不会这么作。人类很聪明，这就是为何人把其余动物关进笼子里，而不是其余动物把人关进笼子里的缘由。既然咱们很聪明，就要想一个办法快速的定义3D数据，而后保存成文件。这样一个3D编辑器就产生了。3D编辑器就是相似于3DMAX那种，但引擎中的编辑器是有特殊目的的，使用者要按照引擎指定要求编辑3D数据，这样引擎高效的显示和处理数据比较容易，至于3D数据是怎么组织的，是一个设计上的问题，由你引擎来决定，设计好坏，决定你引擎加载数据是否容易，关系到最后渲染。因此通常好的游戏引擎都有本身GUI，但你也能够用3DMAX这样的软件，而后读3DMAX文件变成本身能够利用的数据形式。
说到这里，不知道上面的概念你们是否理解，我想若是你没接触过引擎，可能真的不理解。其实我很难用简短的语言把这么复杂的问题说清楚，若是有一天你把3D学的融会贯通，你发现我说的是对的。我不知道你们是否发现一个共性的问题，有时你读一本书，不管你怎么认真把它看完一遍，你都很难掌握里面的知识，当你再认真看第二遍的时候，你忽然以为这本书没有第一次看那么晦涩难懂。有些知识都是先后呼应的，它们之间相互联系，要想完整的理解它们缺一不可。游戏编程的知识也是这样。我前面介绍的若是你看懂了，那你perfect，若是你没有看懂，也不要灰心，这里介绍的只是一个大纲，让你对游戏编程有一个了解，最基础层面的了解。

三。游戏编程，你准备好了吗？ 

这个部分讲解若是你想开始游戏编程应该具有那些基础知识，这样你才能接下来游戏编程学习，固然下面的有些知识，我开始学习游戏编程时，也不是都具有，但这些知识都是很容易学的知识，若是你基础好，在游戏编程中随时学就能够，不耽误你学习游戏编程的进度。我在这段最后会指出那些是必须掌握的，由于这些知识若是你在游戏编程时学习再学，时间上真的不容许。 


1。书，永远是你的好朋友！  
书，是你了解她最直接途径，固然我说的书还包括全部游戏编程资料。书，有好有坏，想要深入了解她，你必须挑选精妙的好书，并且还有按部就班的，合理次序的去读它们。游戏编程书籍大量风起云涌的出现是在2000年之后，固然2000之前也有，只是不多一部分，从2000或者之前开始就研究3D游戏的中国大哥们，如今能够说是如今中国游戏行业的鼎梁支柱。如今出版有关游戏方面的书籍大约有200左右本，中国人本身原著的书几乎没有，大多数都是翻译国外的，就有几本翻译的质量很好（翻译大哥大姐确实很辛苦，我认可这点，但拜托大家翻译前要看懂再翻译，不然望文生义，不如让咱们本身看英文原版）要么本身写的也是东挪西凑的，写出来估计是想骗钱，谁叫中国人这么老实，这么好欺负了。其中大部分书籍是3D游戏的，3D游戏确实要比2D游戏难一个数量级别，若是你足够聪明，其实这些书看个几十本，写出一个在中国能够立足的3D引擎足够了。但好象这样聪明的人真的不多，有黄金的这个地方你们都知道，但是前往这块宝地的道路太荆棘，不多有人走下来。
书，你们从出生时就接触，学会读书，这四个字，不多有人能领会，你看一本书，要么否认，要么确定，若是你仍是很迷糊，要么是书写的很差，要么就是你知识水平层次有限，要么就是你根本没学会读书。我在这里只说一句话“要读好书，思而不学则罔，学而不思则怠，温故而知新”，我想高手很容易体会这句话。
想要学好游戏编程，学会读书是你要掌握的，也是你获取知识最快的途径，开始时，建议仍是读一些中文的游戏编程书，由于游戏编程中充斥大量术语和名词，没有任何游戏编程概念的人，直接看英文，即便你是老外，我估计你看一会就会爬在书上，眼皮一关，口水把它淹没了。
看书后，代码必定要仔细读，并且对于初学者必定要亲自去实现，这样你才能加深理解，有时看书看不懂，一看代码就全明白了。“纸上得来终觉浅，觉知此事必躬行”，我始终坚信这句话，只有你经历了，你才能感觉，就象你没有失去过，就不会知道珍惜是什么东西。
我相信既然你都看到这里了，就应该知道我上面为何给你打好的警钟。看完书，就要写代码，最好不要一味的效仿，要有你本身的独道之处，这样才说明你认真考虑了这个问题，你也真正了解了，这个问题是什么，应该怎么解决，怎么解决最有效果。
E文书，之后就要是你老婆（同性恋除外），每天都要见面，除非你离婚了，也就是游戏编程这个爱情你不想要了，你提早离开了这个努力走到最后才能见到美好果实的幸福家庭。中文翻译通常都很慢，中文翻译出来，国外这个技术基本过期了，并且有能力翻译的人原本就少，有时间干这事的说他有病，也不足为奇，由于翻译一本太浪费时间了。因此要适应去看E文，如今没钱，就看电子的，不少国外新书，没有电子的，但电子的够咱们初学的人玩很长时间，等有钱了，就直接去买国外正中的洋版，而后弄到家中，每天啃，工做时也啃，人家都会说你颇有激情的。看电子的若是闲麻烦，就打印下来，打印下来仍是花不了几个钢币的，和买一本中文差很少（你们不要哭穷，一本好书100元我认为很值得，里面技术若是你掌握了，你想一想，大把大把的票子就进你口袋里，不少人买来不看，每天还抱怨书贵。）
这几年来，我读过不少游戏编程方面的书，中文的基本都读过了，如今我一直在读E文书，有时到以为看中文有些不适应，还有好多好书，我尚未读。读E文书时，若是没读懂，本身必定要去网上查查相关资料，而后集中精力把它弄懂，如今不多有看不懂的E文游戏编程书（知道我6级没过的，别用砖仍我），有些仍是看不懂，确实本身水平有限，但不是由于英语问题，关于高深而复杂数学问题，即便翻译成中文，我也很难看明白。
我在后面会把全部好的游戏编程书籍都列出来，告诉你们那些能够买到，那些只有电子的。很差的书，我就不列出来了，只会浪费你们之后的时间。
2。游戏编程所须要的基础知识

我这里介绍下要作一个好的，称职的，游戏程序员所须要。学习就和盖楼同样，要想上层建筑牢固，你就要有坚实的基础，我这里介绍的基础是你从事游戏编程最基础，基础的不能再基础的东西。 
2。1 数学
数学是游戏中支柱，没有了它，任何都不要谈，在你编写你游戏的时候，你就会知道，世界抽象成一堆数学是多么的神奇，忽然你会以为之前枯燥无味的数学如今是一顿大餐，但这个是霸王餐。国外人写关于引擎方面书的人，均可以说是数学高手，他们理论和实践都很厉害，让我崇拜的不得了。大学里是你学好数学的最好机会，必定要弄明白它的现实意义，任何理论都不是凭空出来的，它必定有现实基础，这个现实基础，就能够帮助你很好理解这个理论。
2。1。1高等数学——微积分理论
在游戏引擎中，不少游戏特效都是经过微积分方程来解得的，高度仿真是如今游戏的追求，真实感越强就须要越多的计算量。极限，一元微积分，多元微积分，级数，微分方程等等在游戏图形图象和物理上都有明显体现。有时一个硕士或者一个博士为了拟真一个效果要花费几个月或者几年的时间，作为一个游戏程序员，微积分到达什么层次我很难给出定义，但起码若是别人给出了原理咱们能看明白，并把它实现，我以为就很难得了。
2。1。2线性代数和空间解析几何
在大学课本中，空间解析几何是放在高等数学书里面讲的，但游戏中，它和线性代数放到一块儿我认为更加合适。线性代数全部知识都要掌握，在游戏中它们比微积分体现的更淋漓尽致，理解上我我的认为相对微积分更容易。
空间解析几何主要讲向量，平面，线，体，这些东西并经过线形代数矩阵进行空间变换，最后达到游戏想要的目标。
2。1。3四元数
这个在大学里面不学数学的，估计不多有人接触，它也是来用来变换空间，理解起来不是那么容易，但最经常使用的就是用四元数来表示旋转。
我这里只是一律而过，上面任何知识在游戏中都有应用，但大学里的数学不是为了游戏而开设的，因此和游戏中用的数学在知识分列和讲解上仍是有很大差别，尤为是线性代数和空间解析几何，不用担忧，我在后面介绍给你们一些好的游戏书籍，对你们学习游戏编程和有帮助的。
2。2语言
编写游戏c和c++是你首选，相对来说C++是你更应该掌握的。
2。2。1 其余语言为何不是当今流行的编写游戏程序语言？
VB，JAVA，C#，等等其余语言，并非说它们不能作游戏，它们能作，因为语言自己设计机理的限制，只能作一些对游戏速度要求低的游戏，对于运行速度要求高的游戏，它们被判成死刑。固然这个也取决于硬件的发展，之前8bit FC游戏都用C语言和汇编来写，如今因为硬件速度提升，用VB，JAVA，C#来写这些游戏运行也是能够的，例如如今兴起的WebGame(网页游戏)。但若是你真想作游戏的话，你必定想要了解如今最流行游戏编写，C和C++是你最好的选择，也是你走上真正的游戏编程道路的重要武器。
2。2。2 C和C++应该选择那一个？
C和C++，这里面我还要说一说，我我的更看好C++。你们都知道C是面向过程的，而C++是面向对象的，虽然C++的面向对象特性还不是很完善，但出于对大型软件设计上的考虑，由于游戏引擎是大的工程，框架设计远远要比编程重要，通常框架设计用面向对象方式更直接，因此C++比C更有优越性性，并且若是你合理用好C++，并不见得C++比C速度慢。有时一个软件架构和软件运行上问题，很难取舍，对于大应用程序来讲，都是一点点牺牲速度来得到好的架构，是利大于弊的事情，这里确实体现软件工程的重要性质。
2。3。3 汇编，很重要吗？
汇编语言也是你要掌握的，你说你语言学的好，但却不会汇编，是一个天大的笑话。如今不多有汇编高手能写出比编译器优化出来的汇编代码运行效率要高，由于语言的不一样，思考问题的方式就会有不一样，就象最先纸带机上的原语言同样（可计算性与计算复杂性就讲这东西）。若是游戏都用汇编来写，写代码效率很低，因此咱们都用高级语言来写，同时还要与底层有密切联系的，C和C++担任大部分工做量。对于游戏速度频颈问题，有时咱们用C和C++即便优化不少，代码精简不少，算法也改良不少，但因为语言自己设计上问题，和高效汇编来编写仍是有不一样的，这时就要是汇编高手来作速度最快，内存和寄存器使用最少汇编程序。因此汇编仍是很重要的。
2。3。4 其余CPU硬件指令
这里只是说 INTER 和 AMD CPU 都支持的指令集，也是最经常使用指令集。
MMX和SSE SSE2是游戏编程中最经常使用的指令集，这个指令集是 SIMD（single instruction multiple data），也就是单指令多数据流指令集，一个指令能够处理多个数据流运算。汇编CPU指令，一个指令只能执行一个数据流运算。
例如：
   汇编中
  ADD EAX，EBX
  这是一个加法指令，EAX，EBX是寄存器，是32位的。这个指令就是 EAX = EAX + EBX。这个过程只有一个数据流相加。
  而SIMD思想是，若是如今有2个指令
  ADD EAX，EBX  
  ADD ECX，EDX 
  能不能让他们一块儿执行？因此SIMD 指令提供这样的功能，他用很大的寄存器，前一部分装EAX值，后一部分装ECX值，再用一个寄存器，前一部分装EBX，后一部分装EDX.
  SIMD 寄存器分红2部分[1部分][2部分]
  SIMD ADD 指令  积存器1  ，积存器2 
  运算过程为 寄存器1 [1部分] = 寄存器1  [1部分] + 寄存器2  [1部分] ；
      寄存器1 [2部分] = 寄存器1  [2部分] + 寄存器2  [2部分] ；
  这2个运行是在一个SIMD积寄存器用硬件来执行ADD 同时运行的。
  这里只是说了SIMD思想，如今简单介绍下 MMX，SSE，SSE2。
  
  MMX寄存器是32位的，因此它能够执行4个8bit数据同时运算，也能够执行2个16bit数据同时运算，具体要看使用哪一个指令，在早期没有SSE指令时，就用MMX，但MMX有缺点，它和FPU（浮点运算单元，专门执行浮点数运算）共用一样寄存器，因此当你指令有中断，从浮点运算跳到MMX运算，要告诉CPU，从MMX跳到FPU 也要告诉CPU，这样数据要临时保存，下降了处理速度。早期2D游戏常常用这个。
  如今SSE，SSE2有本身单独的寄存器能够使用，并且它们是128位的，支持4个32位整数或者浮点数同时运算。
  这些指令都没有分支，因此使用时效率要咱们掌握，由于执行都是并行的，一个指令完成多个计算，因此即便你编写SIMD代码不好，速度也会提升几倍，游戏中常常用SIMD处理颜色和数学运算问题。在游戏速度瓶颈地方用这样的代码，公德无量。

2。3。5  ASM SHADER语言 和 高级SHADER 语言 
开始学游戏编程时，这个知识不必定要具有，由于你不了解3D流水线内部细节学起来仍是比较困难，所当你作完“软引擎” 了解3D流水线，在学这个语言很容易，接下来的语言发挥，就靠你本身了。
早期的游戏，全部的图形图象处理基本都由CPU来完成，而后把处理完的数据传到显存，用显卡来显示。如今的设计理念尽可能解放CPU，把与图形图象有关的运算用显卡来完成。但早期显卡只支持固定流水线，所谓的固定流水线就是全部3D数据处理过程都是事先用硬件实现好的，这个过程是一个大过程，里面封状了不少小过程细节，用户只须要输入数据，显卡负责输出数据，至于用户没法干预这个大过程，小过程更是接触不到。再说的通俗一点，一个空间3D三角形要想显示到计算机屏幕上，基本要经历2个大过程，顶点处理和象素处理，顶点处理封状了不少空间变换的小过程，象素处理包括象素混合小过程。这个过程是不能够访问的，咱们只能经过显卡提供的接口来控制，并且改变方式很单一。（刚接触这些可能不明白，如今你知道的不用太详细，就知道大过程是不能够干预的就能够了，或者是只有不多一部分能够干预）为了让图形图象处理更加完善话，让人们能够参与到整个3D流水线中，实现更多丰富的效果，显卡开始出现GPU单元（图形处理单元），这时的3D流水线从固定流水编成了可编程流水线，有了早期的GPU 指令，你们都称为 SHADER指令，也就是ASM SHADER，和汇编同样，这些指令都是和GPU指令一一对应的，随着硬件更新，GPU愈来愈强大，支持指令愈来愈多，ASM SHADER 从1。0 到 1。4 ，到如今3。0版本。因为ASM SHADER 用起来不方便，就象咱们用汇编写程序同样，因此又出现了高级SHADER语言，有DirectX3D下支持HLSL（high level shader language）和 OPGL下支持的GLSL（opengl shader language）这些语言都是面向过程。因为硬件设计限制，这些语言不能象C语言那样随意使用，SHADER语言有本身的使用规范，你们学习时必定要弄明白3D流水线内部实现过程，再使用SHADER简直很容易。
还有一个要说的是，GPU如今还不支持分支预测，但GPU编程语言如今已经提供了丰富的条件判断，条件判断仍是会影响到速度的。

重点你要掌握的是，数学，c和c++，汇编，数据结构，基本掌握的是计算机体系结构，离散数学，编译原理，计算机网络，操做系统，软件工程，数据库，人工智能。能够说这些是计算机最基础的学科，你只有掌握了它们，不管你专研计算机哪一个领域，你的基础都是足够的，游戏编程中这些学科均可以用到，咱们不用每一个学科都精通的要命，咱们要精通的是游戏编程，也就是接触到和游戏相关的，咱们有这些基础彻底能够看懂，而后咱们在用本身时间来去专研这些学科在游戏领域的应用。 

四。游戏编程，她的大门已经为你打开。 

1。 颜色之迷 

计算机怎么显示图形的，这个你必需要弄明白，计算机显示彩色图象是经历了一个什么样的发展过程。 
1。1 象素和屏幕显示点
计算机显示一个图象是由象素组成，咱们一般说的分辨率就是屏幕上显示多少个象素。若是一个屏幕最大能够支持1024*768那么它也能够支持800*600，当你屏幕分辨率是800*600时，一个象素占据了屏幕多个屏幕显示点，也就是说，只有当你分辨率调节到最大时，屏幕显示点和象素点才是一一对应的，至于一个象素占据多个屏幕显示点后颜色怎么显示这个是硬件的事，我也不是很了解。象素都是2进制存储，而后由硬件根据显存中当前象素值，根据颜色显示模式的设定，来显示指定颜色。
1。2 颜色组成和模式
计算机要显示颜色，每一个象素都有本身的颜色，一般颜色有3种模式，一个是调色板模式，一个是16bit模式，一个是32bit模式,我这里说的一般，早期也有4bit模式,我要讲出里面的细节，让看的人真正理解，不是死记硬背，你就会发现实质上只有2种模式，一个是调色版模式和bit显示模式。
我先介绍位显示模式，从4bit开始，早期颜色显示很单调，硬件只支持16个颜色，固然这16个能够是黑白的，也能够是彩色的。总之硬件就支持16个颜色。因此用4bit表示4bit 2进制正好能够表明16个。
随着硬件发展支持的颜色愈来愈多，发展到16bit，16bit开始有了严格限制，颜色是有三种色彩基元组成，也就是红绿蓝，人送江湖称号RGB，16bit分红1555格式和565格式，1555就是1位给ALPHA（表示透明）分给RGB分别5bit，5bit能够表示色彩基元颜色是32种，RGB组合起来就是15bit，就是2的15次方，能够表示不少颜色了。而565格式没有ALPHA位置，直接分给RGB位数为565，也就是绿色多了一位，传说中，专家说人眼对绿色明感，因此给绿色多分了一位。
而32bit分给 ALPHA 和 RGB 分别是 8888，每一个都是8bit。
其实标准的颜色都是每一个份量都是8bit，每一个色彩基元都是256种，而16bit模式不能显示出真实世界色彩。
调色板模式通常都是针对每一个份量是8bit，也就是颜色组成是32位的。调色板模式有一个映射表数组，这个映射表数组每一个元素都存放的是32位的颜色，而显存存放的是一个索引，但硬件读出显存当前象素值时，而后用这个值看成索引去映射表数组里面查对应的颜色，而后显示到屏幕上。 
相比较而言，调色板模式是最先期的，例如早期FC 8bit机 每一个象素只占8bit，只能表示256种颜色，而咱们彩电能够表示不少颜色，为了节省显存，增长处理速度，还显示出多种颜色，FC用调色板模式，而咱们想换颜色时，其实只换调色板映射表数组某一个值就能够了，索引都不用变，毕竟索引是写在显存中的，通常改写显存仍是速度很慢的。16bit模式也是在处理速度上，节省存储空间上得以应用。毕竟这些显示模式都是为了应付之前硬件速度太慢而设计的，如今通常都用32bit模式。并且不管颜色基元的数字越大表示这个基元颜色越浅。
还有一个要说的就是ALPHA，这个份量是表示透明度的，这个份量若是是8bit，那么它能够表示256种透明程度，255表示不透明，0表示彻底透明。
如今你们知道你设置屏幕或者游戏时1024*768*32 什么意思了吧！每一个象素占32bit，屏幕显示1024*768个象素。

1。3 颜色的运算 
计算机支持颜色运算都是无符号颜色运算，颜色没有负数，并且颜色运算有CLAMP和MOD
若是每一个颜色占8bit，颜色表示范围为0-255
这里CLAMP指的是
if(x<0) x=0;
if(x>255) x=255;
这里MOD指
if(x>255) x = x%255;
Color1(a1,r1,g1,b1) Color2(a2,r2,g2,b2) 
颜色加减都是向量加减，每一个份量作加减
1。3。1颜色加法
        Color3(a3,r3,g3,b3) = Color1(a1,r1,g1,b1) + Color2(a2,r2,g2,b2)   
a3 = a1 + a2;
r3 = r1 + r2;
        g3 = g1 + g2;
b3 = b1 + b2;
颜色加法通常都用CLAMP
1。3。2颜色乘法
Color3(a3,r3,g3,b3) = Color1(a1,r1,g1,b1) * Color2(a2,r2,g2,b2)   
a3 = a1 * a2;
r3 = r1 * r2;
        g3 = g1 * g2;
b3 = b1 * b2;
颜色乘法通常都用MOD
颜色加法和乘法在象素混合效果上常常用，有时为了到达一个效果，加法和减法混合用，至于何时用加法，何时用乘法，没有严格的规定，仍是要看效果，通常对于全局光照模型颜色之间要用加法的，但其余光照模型可能不一样，纹理混合或者纹理和颜色混合，加法和乘法都有各自用途。
  
2。Directx OpenGL到底用来干什么？

这里只说他们支持图形和图象部分，其余部分不说。 
不少人都听过这2个名词，其实他们是一个函数库，这个函数库为咱们作了一些最基本的和底层打交道的处理，其余它们还提供了一些经常使用的3D函数库，算是一个2次开发，其实2次开发通常和底层没有关系，因此在游戏引擎中不少都本身来作，微软作了不少2次开发，能够算是一个引擎。我前面说了，引擎没有明确概念，只有适应程度之分，用它这个提供的来作游戏，仍是差很远，作小游戏固然没问题。
我主要说说和底层打交道那部分，DX和OPGL最大功劳在于充分调度和发挥了显卡性能，把显卡的特性用接口的形式提供出来，他们各自都有本身的管理层次，管理方法，管理管线，至于怎么管理，我也不是很清楚，但当你使用和显卡资源相关的API时，你要仔细看这个函数各个参数说明，它会根据你的指定，来管理显卡。但他的管理只是一部分，还有很大一部分要引擎里面本身处理。
若是你不想本身写驱动的话，那么你还想控制显卡，你就要用这些API，D3D（DX中主要处理3D的）和OPGL使用上仍是有很大不一样，因此学习他们也还要花费一些时间。我当初学习时，因为不了解3D渲染流程，学起来特别困难，很难看懂，我就放弃了他的学习，学习制做“软引擎”（用CPU来实现显卡提供的硬件功能），而后再学D3D，很容易的。有时后放弃是为了选择更好的，并非真正的放弃。
至于学习D3D仍是OPGL，我我的认为无所谓的，但好象OPGL越更新越混乱，没有DX那么清晰，我也是听别人说的，毕竟我不是很了解OPGL。

3。游戏编程中的经常使用术语 

游戏编程充着大量经常使用术语，我不打算把它们都列出来，实在太多，我想对于初学者是来讲，我但愿，你在学习游戏编程时，本身多查下资料究竟这些术语都有什么含义，记住必定在学习游戏编程时去查，也就是说，针对问题去查，而不是在没有遇到任何问题时去查。其实咱们的教育有个弊端，任何知识咱们学了，不知道怎么用。其实不少知识都是咱们遇到问题时再去查资料，去找解决方式，而不是在不知道这个解决方式用来解决什么的状况下吓学。 
最好你们把这些术语的中文和英文名称看见都能知道是怎么回事，由于你到之后看英文书时，若是你知道这个术语的含义，看起来会很容易。


五 游戏编程中的2D游戏，你首先要作到的。 

通往神殿的第一个考验就是这个，不知道你是否能走下来，相信本身会成功，你的信念必定要不可动摇，当你走过这段路的时候，想一想你如今所获得的，付出的其实不算什么。 
不少人可能会问，我想作3D游戏，2D游戏学它干什么。其实3D游戏处理能够分红2个部分，一个是3D空间数据处理，通过纹理映射把象素写到屏幕缓冲，接下来其余特效处理都是归结到2D问题。
因此你想真正了解游戏图象处理过程，仍是要学2D的。2D原理相对3D来讲简单不少，学起来也不是很难。我建议去看《WINDOWS游戏编程大师技巧》里面的代码都读明白，它用C语言实现一个小的游戏引擎，我但愿你用C++封状成类的形式，从新按照本身规划来实现，最后作出个游戏。用引擎作出的游戏和直接作游戏仍是有很大区别的，这样你引擎也就符合引擎的概念，代码重用性更强。这本书用的DirectX中DDraw接口来实现的，你必定要了解你使用的工具，它能用来干什么，它不能用来干什么，这样你才能很好的游戏编程。若是你不了解C语言，怎么用C语言编程，都是一个道理的。我不想在过多详细介绍DDraw为咱们提供了什么特性，你本身去看书。
2D游戏中，最经常使用的概念就是贴图，把一个图象贴到另外一个上。2D游戏中一种处理模式是在各个图片上的处理，还有就是在象素上的处理，其实这些均可以归结到象素上的处理，象素处理，就是处理显存数据。
颜色模式，《WINDOWS游戏编程大师技巧》这本书讲的很详细。
2D动画系统，《WINDOWS游戏编程大师技巧》这本书没有详细介绍，但你看它的代码，代码写的很清楚而详细，你就知道的。
GDI 我不知道你们据说过没有，它是WINDOW自带的图形图象接口，我但愿你们也能了解下，当时我是GDI和DDRAW一块儿学的，而后分别作了引擎，2个引擎接口也同样，游戏移植很是容易。 

一个最重要的问题就是调试，8BIT模式下的游戏，用编译器带的单步调式是不可能的，我机器死机N回。我如今也没有发现好的办法，最好的办法就是本身作一个LOG日志系统，把全部调式信息都写到文件里，用任务管理器把当前程序关掉，而后看文件写的信息。 
2D游戏制做细节我没有详细介绍，毕竟我不是在讲怎么制做2D游戏，我是讲你应该注意什么，怎么学，我想《WINDOWS游戏编程大师技巧》会给你想要的一切。固然我在学这本书前已经有了一些2D游戏基础，之前用VB作过游戏，用GDI也作过，因此学起来还算容易，若是你之前没有任何游戏编程基础就直接用DDraw，那么我但愿你多下点工夫，把它制做游戏的流程都搞清楚，记住何时用本身的双手作出了本身2D游戏，你才算2D游戏编程过关了。这本书仔细看吧！直到把它全部的精髓都掌握。
还有一个要说的就是，图象处理经常使用算法，你们能够多看看图象处理的书，游戏中特效常常用到，其实若是你真想一心搞3D，2D上作一个坦克大战这样的游戏就能够了，不少2D处理详细东西，在学3D游戏时，均可以接触的。
六。游戏编程中的3D游戏，考验你耐力和勇气的时候到了！

前面你所遇到的一切都是小小测试，证实你有能力接受这个挑战，在3D游戏这个广阔无垠的天地里，它比2D游戏更有让你想象余地的空间，由于3D游戏不只仅包括2D游戏全部，并且还包括不少其余东西。努力吧！朋友们，不管遇到什么挫折，都不要放弃，由于她最后会给你想要的。 
我不知道其余人学习3D游戏是一个什么样的过程，这里我只介绍我本身的学习过程，由于我是从挫败中走过来的。
开始学3D，脑壳里一片模糊，只有一点点大学里学的计算机图形学相关的知识，我不得不说学校里讲的计算机图形学和游戏仍是截然不同的。
（这里容许我抱怨一下，国外不少大学都开设了3D游戏编程的课程，并且很专业，我看过老外的PPT。相对于国内，也有些，但不专业，我说游戏学院骗钱你不要打我，它确实能让你找到工做，但你作的永远是下手，学不到底层的东西。我看过游戏学院开设的课程，没有一个是有技术含量的，用“外包”形容在贴切不过。道理也很简单，中国如今牛人不多，我说搞引擎的高手全国有1000人都是保守的，真正能搞出名堂的，也很少于200人，这200人里面学习游戏编程经验10年就不少了，中国3D游戏起步很晚，相对国外，中国人爱跳槽的习惯，让任何公司都没有技术积累，发展更是困难，因此人才积累的少，并且这些人都很忙，在加上如今学校教育约束，即便他们想去高校教授游戏课程也是不可能，况且人家都不肯意去，这样中国积累的人才更少）

因此你要系统学习游戏中图形学理论。 
这里我经历了游戏学习编程一次比较大的挫败，当时本身是初学者，问过不少人学3D，应该从什么入手。不少人都说从D3D开始入手，因而我作了。我不得不说的是，若是你不了解3D流水线过程，学D3D简直是看天书，当时我觉得本身反复的看书，写程序，最后会理解的，浪费了我大量的时间，最后仍是没法灵活掌握D3D，若是你没法掌握D3D，想作游戏可能真的很困难。我终于认识到，我选择的路是错误的，那些所谓的高手难道就学D3D学过来的？那么他们花费的时间是可想而知的。由于有些细节你没法掌握，你使用时就以为匪夷所思。
《3D游戏编程大师技巧》这本书是每一个学3D的人都应该看的，这本书把显卡硬件实现的功能都用软件来作，真正让你理解一个3D东西到最后的屏幕显示，是一个什么样的过程。做者实现了一个软引擎，软引擎就是全部的3D功能都是用代码本身写的，没有用什么显卡来作处理的引擎。这本书是一个经典巨著，若是你想学3D，即便死也要把这本书弄明白，这样不辜负做者写这本书留下的汗水，写一本书，尤为这么PERFECT，太不容易了，国内人翻译的也很出色，感谢他们。

《3D游戏编程大师技巧》继承了《WINDOWS游戏编程大师技巧》里面2D函数，而后3D功能以及流水线和引擎都是本身完成，这本书的代码量要有十几万，我当时用C++从新封装了《3D游戏编程大师技巧》代码，本身设计了一个面向对象固定流水线模式，代码量13W左右，这个过程很艰辛，这本书我看了2遍，最后一共零零散散花费了大约9。10个月的时间。你会感受你马上升级了，HP，MP，CP都增加了，固然也包括RP，哈哈！（不知道这些术语的，你们多玩玩RPG游戏吧！） 
好东西去追求，不要怕浪费时间，浪费精力，你想一想，你获得的最后会大于你的付出，这些都不算什么。不少人问我怎么学3D，我建议他们不能着急，要从学《3D游戏编程大师技巧》开始，大约要8，9个月时间，把每一个细节都弄明白，闭上眼睛，怎么实现就很清楚，书上每一页写什么都很明确。他们都以为浪费时间，那么这样是永远学很差的

1 3D数学是你要攻克的 
虽然你数学学的好，但国内的教科书仍是和游戏中用的有些不一样，毕竟没有上过专门讲解游戏中数学知识的课程。这须要你系统学习游戏编程中数学，3*3矩阵为何有的人用，而有的人用4*4矩阵，为何有的用矩阵转置有的用矩阵的逆。《3D游戏编程大师技巧》这本书介绍的很详细，还有一本书就是《3D数学基础：图形与游戏开发》很不错（有中文的），先系统学习下，而后在学习游戏编程时，不懂的时候，再回头看看这些书，把全部的东西都完全弄清。你若是数学基础好，学这些都很容易，之后游戏编程中最深奥的地方之一就是数学。

基本上我总结下，你要知道的是： 
向量  4维 和 3维向量有什么不一样 
矩阵  4*4 和 3*3 矩阵有什么不一样
四元数
ELUER角
之后有机会深刻研究碰撞中的各类算法，还会遇到不少关于数学的问题，上面只是渲染有关系。
2 3D流水线的实现过程
我没法用言语来代表这个过程的重要性，整个3D流水线是是3D游戏的脊柱，你的基础知识牢固与否，主要看你这里。3D流水线每个细节我但愿你们都要搞清楚，这个过程对初学者是要花费大量的时间专研与琢磨，D3D的固定流水线都是由硬件完成，若是你的硬件不支持，它会用软件模拟，好，关键就在这里，软件模拟是怎么回事，而《3D游戏编程大师技巧》的流水线是本身用C语言写的，也就是用软件完成，这样你能了解整个流水线的细节，同时你在学D3D时，对照着来学，你会发现，D3D学起来很容易。如今D3D和硬件都支持可编程流水线，并且DX10没有固定流水线，全部变换过程都用SHADER语言控制显卡完成，这个过程是3D流水线的缩影，因此3D流水线的重要性是是可想而知的。
我说了这么多，3D流水线对你是一个新鲜的名词，我也没有去解释它，我不想去解释，彻底留给你本身去，我始终坚持着，我只告诉你去的路，路上有什么困难，应该怎么走，你本身去体会这条路上的酸甜苦辣。我但愿你们多花些时间在这上面，真真正正的本身写代码实现一下，基础对你真的很重要，记住我说的话，不少人学习时，认为本身理解了，没有去实现，其实仍是那句话“纸上得来终觉浅，绝知此事必躬行”，相信我，没错的。
        基本上我总结下，你要知道的是：
3D中的顶点结构，每一个份量都用来干什么，三角形是基本渲染单元。
模型空间——》世界空间——》相机空间——》投影空间——》屏幕空间——》光栅化 这个过程和运行原理
材质到底是什么？
        经常使用的宏光照模型原理，光源类型
光源和材质和法向量关系
光照在哪一个空间去执行（其实不是很严格）
纹理寻址，纹理映射方式，纹理混合，纹理过滤。
1D 2D 3D CUBE 纹理
Z 1/Z缓冲
2种相机模型
ALPHA 透明
关于光栅化三角形要特别注意，他最后混合纹理和光照颜色和ALPHA透明，还要判断深度缓冲，最后是插值填写每一个象素。
3 D3D究竟要如何学习
《3D游戏编程大师技巧》和D3D流水线过程仍是有些差异的，好比在投影矩阵上，其实它们都是大同小异，只不过表现形式不一样，原理都同样。我但愿你们本身能够找出来，深入理解里面原理。
还有一个重要的东西，就是哪些是D3D开发游戏必须有的，哪些是D3D本身扩展的。必须有的，就是同硬件打交道的部分，而D3D中本身扩展了不少库函数，例如数学库，这个彻底能够没有，咱们本身来实现，还有D3D中的EFFECT接口，它本身定义的。X文件全部函数接口。也就是说，你要理解，哪些是游戏开发中必须有的，哪些是游戏开发中本身彻底能够不接触底层来实现的。
游戏编程中有3个缓冲区，颜色缓冲，深度缓冲，模板缓冲，前2个《3D游戏编程大师技巧》中，都详细的介绍，而模板对初学者可能很晦涩，你们先弄明白模板的机制，而后多看些例子，我想你会深入理解它的含义的。
D3D的学习，能够看D3D SDK的例子，也能够找一些书籍，不少的。

基本上我总结下，你要知道的是： 
D3D提供基本经常使用底层接口，那些是是D3D为了编程必须提供的，那些是不用提供的，好比数学库咱们彻底能够本身写。
D3D顶点 索引BUFFER
颜色缓冲，模版缓冲，深度缓冲 以及对这些缓冲的操做
目标渲染对象、
D3D 中的3D流水线
单通道渲染，多通道渲染。
熟练操做上面的全部，这些都足够了，其余的都是D3D中多余的，若是你要本身作引擎，不少都要本身实现，固然初学者能够就用它扩展的函数库，也很方便的。

4 其余要知道的游戏知识 
下面知识都属于很强的游戏技术范畴，他们只属于单单游戏中技术支持，引擎就是用合理的方式，把全部3D相关包括流水线和下面这些都整和到一块儿，但这种整和是有效的管理。
场景管理算法 ：BSP OCTREE QUADTREE PORTAL PVS
动画系统 ：骨骼动画，蒙皮骨骼动画，渐变更画，和这些动画的混合
阴影  ：阴影体 投影阴影 阴影影射
剔除算法 ：包围球 OBB AABB BHV算法
LOD系统         ：视点无关LOD 视点相关LOD
广告牌  ：跟踪相机方向 和 只围绕y轴旋转 粒子系统
这些是比较经常使用的，经常碰到的，根据基本的颜色运算，空间运算还能衍生出不少游戏特效，等待你本身去看书，去解决。



七。3D引擎编程，令你的挑战达到了极限    
就象我前面说的，引擎没有严格定义划分，但对于当代的引擎，彷佛你们都趋向于越好的东西，越健壮的支持，才称上引擎。如今游戏玩家对画面拟真程度要求很高，这就要求引擎能更好的处理3D世界中大量数据，一个好的引擎，起码要作到如下几点（引用《3D.Game.Engine.Architecture.Engineering.RealTime.Applications.with.Wild.Magic》里面的话）
1。如何把3D世界中大量数据，让它实时快速处理。
2。引擎中的渲染器（用来管理数据，进行渲染处理的）接口应该怎么定义。
3。如何让使用引擎的人，能很容易的使用引擎。
4。当引擎中添加新特性时，若是让引擎改动最小。
我感受这4句话，归纳的很精辟，若是让我来归纳，好象我如今还没这个能力。这是一个当代引擎的新的定义，虽然不是全面，但它一语道破天机，若是你的引擎能达到上面4点，我想它已经足够的优秀，同时说明你也很优秀了。下面我就分别解刨这4句话，让你们对引擎有一个深入的了解。我只是分析，这4句话要求高手才能够彻底去达到，我如今还不具有这个能力，因此只能帮你们分析。
1。如何把3D世界中大量数据，让它实时快速处理。
  
3D世界中充满了大量得数据，有效的处理只能够看见的，能感觉到的就能够了。
3D引擎中，不少时候都在处理剪裁和剔除的问题，把不可见的或者和碰撞无关的数据用最快的方法弄掉，不让它进入显卡，一切仍是停留在3D空间中。剪裁，剔除还有碰撞处理，永远是3D引擎中最多见的话题，如今有不少成型的方法，你们本身经过学习就能够了解的。
2。引擎中的渲染器（用来管理数据，进行渲染处理的）接口应该怎么定义。
即便你把3D数据给了显卡，仍是不能达到最快显示，咱们要把这些数据分类，从新组织，这里面还涉及到存储管理的问题。你的渲染器的接口要定义的和底层提供的DX或者OPGL相通，由于最后你要调用的是这2个库里面的函数。
  
3。如何让使用引擎的人，能很容易的使用引擎。
这是一个经验问题，一个软件设计给用户使用，怎么让用户很容易上手。但不管什么样的用户，你必须对3D有了解才能够使用，不然神仙也无法完成这个引擎。
4。当引擎中添加新特性时，若是让引擎改动最小。

常常说的一句话就是“计划没有变化快”，怎么能让引擎跟上时代的步伐，当硬件有革新，咱们引擎就有革新，出现新的处理方法，引擎也要改进，用户需求改变，引擎接口也要改变，咱们要求引擎的全部改动最小，这样才是一个完美的引擎。 
引擎是软件设计+算法+编程的结合体，难点在软件设计上，一个好的引擎，代码几百万很正常，没有一个好的设计来规范它们，混乱是不可避免的。

对于一个引擎，从设计到编程都很重要，一我的完成一个好的引擎是不可能的，多人协做来完成引擎，在你们相互配合的同时，每一个人对本身的要完成的任务必须精通，还要有人协调这些工做。 
好的引擎，要有一个抽象层次，而后是渲染API层次，还要支持多操做系统平台，我在这里没有过多介绍各类技术细节，由于不少细节在书中均可以找到，加上你的聪明，不少技术算法能够本身创造的。
对于游戏中大量算法，引擎中处处都是，碰撞，场景管理，光照，纹理混合，动画系统，粒子系统，内存管理，资源管理等等你们要多实践，多思考，多看书，多看资料，把握每个细节，把握每个总体。看书时要带着问题去看，同时也要带出问题，由于没有一个方法是完美的，一定会有或多或少的缺陷。

如今开源的引擎确实很多，其实程序员都有一个共性，看别人代码有时不如本身写，确实这样，有时只看代码去体会别人的思想真的很难，但有时为了去学习也要硬着头皮去看的，跟踪代码。开始时，若是你不了解引擎到底是什么，这时最好集中看一个开源引擎，必定要把它的工做原理都弄明白，这样你会获得很大的提高，你就会明白引擎是什么，为何不用D3D直接编写游戏，还有一点就是，有机会必定要去实现，这样你的体会会更深。 

八 浅谈物理与人工智能 

这2个都不是中国游戏中的优点，它们和图形同样，要求必定能力积累才能够胜任。若是我没有预测的话，将来中国游戏中大量的需求未来自物理和人工智能，传统的网络RPG会慢慢不能知足你们须要，而被时代所抛弃的。 

这2方面的编程我只是略知一二，还算一个小白，在此简单谈谈。 
10。1 物理
游戏中大部分物理模拟都集中在力学和运动学上，原本它们就是一个总体。由于最后效果是你们看到的，而看到的都是物体在屏幕上的移动，因此全部的计算最终都归结到物体移动上。
由于游戏毕竟是游戏，人也毕竟是人，没有必要模拟的那么精确，同时人也是感受不出来的。
因此要想作好物理上的编程，必须对力学和运动学有系统的了解，高中学的力学部分还不是很足够，对于旋转部分，也就是处理力矩和转动惯量上，高中物理书都没有讲（我那时是没有讲，并且不少直线线形运动方程推倒实际上是用微积分推倒的，高中书上都没有明确推倒）
物理上的模拟也没有逃脱物理计算基本规则，先是受力分析，而后计算协力，计算加速度，计算速度，最后计算位置，也可能涉及到动能和动量等知识，还有些流体力学等等吧。
物理其实处理的问题基本就是检测物体碰撞，碰撞后的反映，物体运动状况。
至于理论，你们弄本大学物理，力学部分就足够，若是数学好的话加上高中的物理知识，应该学起来不难的。
《游戏开发物理学》这本书很好，惋惜绝版了，但有电子版的，也有中文版。
10。2 AI
相对物理的编程书籍来讲，AI的书不少。
AI是研究生必须学的课程，包括传统的AI和计算智能。游戏中经常使用的传统AI包括自动机理论，A* 算法，回溯，图搜索，剪枝等等吧。计算智能包括的是：遗传算法，模糊计算，人工神经网络。
我答UBI笔试的时候，里面不少题都是A*算法，可见FPS游戏中大量存在的都是AI的路径搜索问题，让电脑更加智能。
AI的游戏编程书不少，我就看过几本。《WINDOWS游戏编程》中有一部分讲的AI，《游戏开发中人工智能》 《游戏编程中的人工智能技术》这3本都有中文的，并且都有大量的实例，对于那些大量理论的书籍来讲，看看它们仍是很通俗的。还有不少好书，都是英文的。

转自：http://www.gamengines.com/article-549.html

努力不必定有结果，但不努力必定没结果。

 

 

 

 

 

 

 

 

支持一下楼主，写得很详细，不过排版但愿能更漂亮点
其实我的以为3D游戏编程中的数学基础部份内容不算太多（固然，想要作好，须要更strong的数学的，好比说那些物理的运算等等），数学主要是一些线性变换，包括四元数也只是线性变换，另外就是一点基础的好比插值等数学
3D游戏编程的学习是个很是花费时间的事情，我以为倒不必定要6年，若是有不错的编程基础、通常的数学基础（理工科大二以前的课学好），潜下心来1年应该有必定的成就。若是有人带的话，应该能更快。
刚进入这个领域学习的时候，会发现有很是很是多的知识都须要看，潜下心来多看看书，多写写demo，过了一个阶段就行了。
我我的比较推荐从D3D或者XNA的API开始学，写一个简单的场景管理器，外加几个简单的shader来贴图，对于基础的内容就基本上就熟悉了