1、第一章 游戏开发简介浙江大学软件学院梁秀波Email：liangxbcst.zju.edu什么是游戏游戏的组成计算机游戏策的发展简史游戏的分类游戏开发的基本理念游戏开发的基本流程游戏的测试与调试游戏开发的准则和“忠告”基本素质要求游戏开发小组小结本章目录 从技术的角度看 计算机游戏是“以计算机为操作平台，通过人机互动形式实现的、能够体现当前计算机技术较高水平的一种新形式的娱乐方式。”在内容上 计算机游戏是一个让玩家追求某种目标，并且让玩家可以获得某种“胜利”体验的娱乐性文化产品。它具有丰富而独特的表现力，能表现出许许多多鲜明生动的形象。从游戏玩家的角度来看 计算机游戏提供了其他艺术形式所无法提
2、供的或者无法满足的东西。如：挑战的机会和场所、虚拟的社会性、玩家独处的经历、满足感等。什么是游戏？什么是游戏？游戏程序员看游戏“游戏”只是一个具有某种“逻辑”和某些“数据”的结合体 游 戏 =逻 辑（Logic）+数 据（Data）创 意策 划人 员 艺 术创 作人 员 游 戏程 序设 计人 员 游 戏内 容和 人物 行为 核 心算 法和 规则 游戏的组成 物物理理模模拟拟子子系系统统 事事件件处处理理逻逻辑辑处处理理引引擎擎 游游戏戏中中的的综综合合数数据据库库 用用户户界界面面 图图形形引引擎擎 声声音音引引擎擎 音音乐乐子子系系统统 输输入入数数据据 图图形形数数据据 音音频频信信号号
3、硬硬件件抽抽象象接接口口 游游戏戏配配置置子子系系统统 菜菜单单子子系系统统 联联机机帮帮助助 最早可追溯到1961年运行于PDP-10上的太空大战。混沌时代：1978年-1990年世界第一款PC游戏冒险岛 成熟时期：巫术和创世纪等经典之作相继问世 新的世纪：2000年以后，泡泡堂、完美世界 2019年以后，手机游戏爆发，水果忍者、捕鱼达人等游戏广受欢迎。计算机游戏的发展简史 角色扮演游戏（Role-Playing Game，简称RPG）RPG游戏无疑是最受欢迎的游戏类型之一，有“电子小说”的美称，一般又分日式RPG和美式RPG游戏。RPG游戏一般是以某一名人物作为主人公，以这名人物的生平为主
4、线，所有故事都围绕这名主角展开。这类游戏中所体现的是对整个人生的再现和模拟，所构造的情感世界是能带给我们深刻的体验感。游戏的分类 第一视角射击游戏（First Personal Shooting Game，简称FPS）FPS是从美国流行起来的一种游戏流派和类型，在融合了迷宫游戏和动作游戏的特点后，引入第一视角和三维图形，使得游戏的表现力得到了极大的提高。典型的FPS游戏由一系列的关卡组成，每个关卡都有自己独特的三维场景；玩家在一个关卡中要完成一组使命和任务，才能进入下一关；同时，游戏中也有一组NPC人物，它们要阻碍（敌方）和帮助（友方）完成任务。游戏的分类 动作类游戏（Action Game，
5、简称ACT）ACT原来是家用游戏机上最流行的游戏类型。在任天堂的8位机时代，忍者龙剑传、双截龙等曾经风靡一时。ACT游戏的乐趣就在于玩家通过不断的训练达到某种技巧上的娴熟，并培养出一定的条件反射，然后在玩游戏时会有下意识或者无意识的高超水平一种行云流水的流畅感觉。游戏的分类 格斗游戏（Fighting Game，简称FTG）FTG游戏的基本特征是在一个狭小的场景里，通过复杂的按键序列使双方角色进行一对一的打斗。二维格斗游戏一般使用平视镜头，三维格斗游戏一般使用第三视角。FTG游戏的背景一般固定不变，玩家的注意力完全集中在对手身上。游戏的分类 回合制策略游戏（Turn Based Strateg
6、y Game，简称TBS）在TBS回合制游戏中，玩家和敌方交替采取行动，只有当玩家完成自己的操作后，敌方才能开始考虑对策并实施行动。TBS节奏比较慢，游戏中有一半的时间是在等待。RTS游戏问世后，TBS游戏已经呈现衰落。游戏的分类 实时策略游戏（Real-Time Strategy Game，简称RTS）大多数的RTS游戏规则都遵循“采集生产进攻”的三步原则，即通过对集中资源的采集和利用，来构建基地或城市，生产武器，组建军队，然后向敌方发起进攻。其中的两个要素是资源管理和狭义的战争策略。游戏的分类 模拟游戏（Strategy Game/Simulation Game，简称SLG（日式）/SIM
7、（美式）这类游戏的一个共同点是：玩家在游戏中处于领导者的地位，以俯视众生的姿态来看待他所创造的世界和世界中的芸芸众生的活动。游戏的乐趣来自于领导者的领袖欲望和管理发展的成就感。游戏没有明确的目的，一般是开放式结局。游戏的分类 冒险游戏（Adventure Game，简称AVG）AVG游戏是以故事、冒险和解迷为要素。玩家扮演一个角色，在充满悬念的故事情节的指引下，一步步探索游戏中的未知世界，在探索过程中合理地使用道具，揭开各种谜底，最终破解整个故事的秘密。游戏的分类 体育类游戏（Sports Game，简称SPT）体育类游戏可以涵盖三个层次：管理、战术和技能，如FIFA系列。技能方面，单纯地模拟
8、某项运动，如模拟打高尔夫球的游戏；战术方面，如足球游戏中的团队配合和排兵布阵；管理方面，包括俱乐部的管理和球员的培训。游戏的分类 竞速游戏（Race Game，简称RAC）以比赛的形式，通过模拟各类赛车运动的游戏，拥有自己的地图板块，非常讲究图像音效技术。惊险刺激，真实感强，深受车迷喜爱，其代表作有极品飞车、山脊赛车、摩托英豪等。游戏的分类 益智类游戏（Puzzle Game，简称PZL）Puzzle的原意是指以前用来培养儿童智力的拼图游戏，引申为各类有趣的益智游戏，适合休闲娱乐，俄罗斯方块是休闲益智类游戏的经典作品，近年来非常流行的水果忍者、捕鱼达人等也属于该类游戏。游戏的分类 桌面游戏（T
9、able Game，简称TAB）即从桌面游戏脱胎到电脑上的游戏，经典的该类游戏如大富翁系列；像斗地主、四国军棋、麻将等棋牌类游戏业属于TAB。游戏的分类 音乐游戏（Music Game，简称MSC）音乐游戏是培养玩家的音乐敏感性和节拍感，增强音乐感知的游戏。不同的游戏，其游戏规则不一样，伴随美妙的音乐，有的要求玩家翩翩起舞，有的要求玩家手指体操，如QQ炫舞、舞动奇迹等。游戏的分类 卡片游戏（Dard Game,简称CAG）玩家操纵的角色通过卡片战斗模式来进行的游戏。丰富的卡片种类使得游戏富于多变性，给玩家无限的乐趣，代表作有著名的信长的野望系列、游戏王系列，包括卡片网游武侠Online等。游戏
10、的分类 泥巴游戏（MUD）主要依靠文字进行的游戏，图形作为辅助。1978年，英国埃塞克斯大学的罗伊特鲁布肖用DEC-10编写了世界上第一款MUD游戏“MUD1”，是第一款真正意义上的实时多人交互网络游戏，这是一个纯文字的多人世界。泥巴游戏的代表作有侠客行、子午线59、万王之王等。游戏的分类 数据驱动理念“逻辑”方面是一款游戏的灵魂，主要由游戏设计人员来负责完成；“数据”方面主要起到描述性和修饰性的作用，主要由程序设计人员来处理。这样的主次关系决定了只有高效地、灵活地处理和对付这些“数据”部分，才能让游戏设计人员把更多的时间和精力花费在“逻辑”部分。游戏编程人员必须把这些“数据处理”工作变得简便
11、和快捷，才能保证游戏开发的成功。游戏开发基本理念（1）数据驱动的基本策略 预先开发专门的数据获取和管理工具。游戏程序设计人员常常需要针对当前游戏的开发，为游戏开发中的艺术创作人员专门设计和实现一系列的“数据”获取和管理工具，包括声音的处理程序、绘画工具等，以提高艺术创作人员的工作效率；游戏程序设计人员在编写代码时，要采用可以很容易修改游戏数据的方式，保证游戏数据的动态可调整性。游戏开发是一个不断修改完善的过程，游戏的设计人员常常需要访问那些影响游戏不同实体行为的数据，并且可以修改这些数据。游戏开发基本理念（2）保证游戏数据的动态可调整性的技巧和策略 创建一个可以解析文本文件或者命令的子系统。把
12、游戏程序中的一些常数放置在文本文件中。所有的数据都不放在代码内。使用脚本来控制游戏的流程。在编码实现中，时刻牢记把“逻辑”和“数据”分开的核心准则。避免重复的数据。在大型的复杂游戏开发中，需要另外的编辑工具代替手工编辑方式，方便于产生游戏数据的文本文件，如关卡编辑器、脚本编辑器等。游戏开发基本理念（3）软件工程中的原型法、中间件方法等都是开发游戏软件的有效方法 可玩性测试的原型系统：专门用于检验游戏设计的合理性和用户的可接受程度；用户界面的原型系统：检查玩家如何与游戏进行交互；各个子系统的原型系统：测试该子系统的功能，并可检查各个子系统的交互关系和数据接口；算法测试的原型系统：可用来检查各种算
13、法。尤其是特定领域的一些复杂算法需要通过原型系统进行不断地改进和提高。游戏开发基本理念（4）游戏开发的基本流程立项游戏大纲的策划游戏的正式制作配音和配乐售后服务生产和发售广告和市场开发检测和调试游戏其实就是一个不断按某种逻辑更新各种数据（画面、声音等）的过程。游戏的基本流程只是一个连续的循环，它不断地按某种逻辑来绘制新的图像，并刷新画面。Dave Roderick曾形象地把游戏类比为一个带有前置终端的实时数据库，该终端实时地接受用户（玩家）输入的各种交互指令，取出相应的数据，并“优雅”地将这些数据以各种形式（视觉、听觉等）展现给用户。游戏运行流程游戏运行流程 初初 始始 化化 主主 菜菜 单单
14、 载载 入入 保保 存存 P lay 画画 面面 更更 新新：背背 景景 动动 画画 音音 乐乐，声声 效效 输输 出出 到到 b u f fe r 退退 出出/循循 环环 键键 盘盘 鼠鼠 标标 游游 戏戏 杆杆 执执 行行G am e p la y 逻逻 辑辑 游游 戏戏 逻逻 辑辑：A I 碰碰 撞撞 检检 测测 运运 动动 获获 得得 用用 户户 输输 入入 1 内内 存存 分分 配配 2 构构 建建 表表 格格 3 载载 入入 文文 件件 绘绘 制制 到到 屏屏 幕幕 内内 存存 显显 示示 器器 同同 步步 至至 大大 约约 以以 每每 秒秒 3 0 帧帧 否否 是是 主主 循循
15、环环 游戏的测试与调试（1）游戏的测试与调试目标 游戏BUG的出现可能是由于程序员的技术问题，也可能是由于策划的设计问题，或者是因为美工的一时疏忽。不管是什么原因，在进行游戏的调试和测试工作时，要尽量把这些问题全部解决。游戏的调试是编程人员的任务，在这个阶段中要找出游戏程序的内在缺陷，并加以修正。采用一般的软件调试和测试方法就可以达到。游戏的测试相当于对游戏设计阶段的BUG的修正，找出游戏设计本身存在的缺陷。游戏的测试与调试（2）游戏的测试人员一般由以下几类人员组成：第一类游戏测试人员是开发队伍的成员。看到自己制作的美工、声效、代码和游戏中使用的关卡，更好地知道如何进行改进；第二类游戏测试人员
16、是传统意义上的游戏测试人员，这些人在游戏进入“alpha”阶段就开始对游戏进行测试。这些测试人员会将一半的时间用来跟踪代码中的“BUG”，并且还会提供一些重要的反馈信息，比如，如何玩游戏、游戏的难度过于简单还是过于困难、游戏的交互控制是直观还是迟钝等；游戏的测试与调试（3）第三类游戏测试人员比较注重第一印象，他们短期参与到项目中，从事玩游戏的工作，然后提供关于游戏的最直接的感觉。关于游戏中不太直观的控制方式、不清晰的信息表示或者游戏难度设置不合理的部分，他们都可以提出建议；第四类游戏测试人员是没有从事当前游戏开发的游戏设计者或者开发人员，会以比其他的测试人员更为独到的方式提出自己对游戏优缺点的
17、见解，他们在某种程度上理解游戏的设计思想，可以分析出项目为何存在缺点，并提出改进方案。游戏的测试与调试（4）游戏中的测试工作可以分为两种：有监督的测试和无监督的测试。有监督的测试一般在游戏开发的早期进行，让设计人员清楚地了解游戏有哪些部分不完整，需要从哪些方面获得反馈信息。在项目开发的后期，如果某个部分刚刚修改过或者返工过，设计人员只需要这一部分的反馈信息，以判断所做的修改是否解决了现有的问题，或者是否会在某个重要方面对游戏造成影响。无监督的测试也很重要，告诉他们开始玩游戏，观察他们做些什么，并且倾听他们的反馈意见，这样可以为设计人员提供关于游戏的全面的反馈意见，这些信息对于解决所有的问题至关
18、重要。游戏的测试与调试（5）游戏在整体上完成后，在进入全面测试阶段的时候，就可以进行游戏参数的调整。参数的调整工作通常包括修改游戏中的某个设置，然后继续玩游戏，以判断修改是否达到了所要求的效果。在进行参数调整工作时，必须密切注意不同的值之间是如何相互作用和影响的。在决定如何对游戏进行参数调整时，没有绝对的规则可以遵循。你必须要全面地观察游戏，以理解比你玩游戏的经验少得多的玩家如何来玩这个游戏，并且还要了解哪些地方可以对他们提出挑战，而又不会不公平或者过于残酷。一旦决定对一个行为参数或效果参数进行调整，那么大刀阔斧地将其加倍或减半，这样在调试时才能清晰地感受到调整前后的变化，有利于快速地确定合适
19、的参数值。不要害怕使用全局变量。尽量使用inline的函数调用。尽量使用32位变量，而不是8位或者16位变量。尽量给源代码加上注释，这额外的“打字”代价是非常值得的。在编程时，应采用RISC方式，让代码尽可能简单。在计算整数和2的幂次方的乘法时，应使用简单的二进制移位操作。在进行代码编写的过程中，不要局部优化代码，应该在恰当的时机，从全局性能上考虑优化代码，提高性能。游戏的开发准则和“忠告”（1）简单、直截了当的代码是游戏编程的最佳代码，也是最容易调试的代码。在游戏编程的过程中发现了问题，应重新对它进行评价，确保所花费的时间是值得的。经常备份程序。在开始游戏项目前，要使用合理的文件名和目录名，
20、使用统一的命名方式。在处理数据时，最好将图形数据和声音数据存储在不同的目录中。真正的bug是无法使用“Debugger”来发现的。图形编程的“第一定律”是：如果绘制的结果看起来是对的，那它就是对的。游戏的开发准则和“忠告”（2）扔掉不好的代码，保留一些无用的代码只会给今后的编程带来额外的负担。尽量做到代码的编写、调试、测试和运行一气呵成，提高编程的效率。尽管已经调试出了很多的bug，但是还有更多潜在的、没有被发现的bug依然存在。当游戏内核能够运行的时候，只是完成了一半的工作量。游戏开发是一项很紧张的工作，要做好夜以继日工作的准备。所开发的游戏必须提供网络接口，必须支持网络环境下的多玩家功能。
21、游戏的可玩性和技术同等重要。游戏的开发准则和“忠告”（3）专业背景知识和技能。如：软件工程、计算机图形学和数字图像处理、数据结构、算法设计与分析、计算机网络与通信等。实践经验，要熟悉各种与游戏编程相关的工具和环境，如Visual C+、Code Warrior和g+等 熟悉多种流行的游戏引擎和图形环境，如Cocos2d-x、Unity3D、DirectX、OpenGL等。基本素质要求 包括艺术家动画师/造型人员编程人员音效/音乐设计产品开发人员游戏开发小组 本章首先讲解了游戏的概念，介绍了什么是游戏以及计算机游戏的发展简史，并根据游戏的内容阐述了各个类型游戏的特点。接着，讲述了游戏开发中的一些基本理念和方法，以及游戏开发的基本流程，介绍了从立项到游戏策划再到游戏的正式开发以及检测和调试、生产和发售、售后服务等各个环节。最后，总结概括了一些游戏开发的准则和给开发人员的“忠告”，以及游戏编程人员所需要的基本素质要求。小结
