Spieleprogrammierung mit DirectX und C++

Transkript

1 Ulrich Kaiser, Philipp Lensing Spieleprogrammierung mit DirectX und C++ 2D-, 3D- und Netzwerkspiele, viele Spezialeffekte Galileo Press

2 Einleitung 11 Danksagung 13 Vorwort zur zweiten Auflage 14 1 Vorbereitung 1.1 Vorkenntnisse Hardware und Betriebssystem Netzwerk Internet Entwicklungsumgebung DirectX Grafik-Editor D-Modellierung D-Projel<t (Ultris) 2.1 Aufgabenstellung, Die Entwicklungsumgebung und die bereitgestellten Programme Design der Oberfläche Realisierung V01 Der Windows-Rahmen V02 Laden und Initialisieren der Sounds V03 Laden und Initialisieren der Grafiken V04 Definition und Implementierung der Formen V05 Das Menü und die einfachen Dialoge V06 Der Konfigurationsdialog V07 Vorbesetzen des Spielfeldes V08 Erzeugen der Formen und Anzeigen der Vorschau V09 Fallende Formen, Geschwindigkeitsregelung und Timing V10 Bewegen der Formen und Koilisionserkennung V11 Auflösen der Formen und Abräumen der Reihen V12 Highscores 126 5

3 3 Geometrische Grundlagen Räumliches Sehen 136 Die Geometrie der Ebene Koordinaten und Vektoren Bewegungen Projektionen 159 Die Geometrie des Raumes Koordinaten und Vektoren Bewegungen Projekttonen 171 Geometrie in DirectX ; Trigonometrische Funktionen Vektoren Vektorfunktionen Matrizen Matrizenfunktionen ; Vektor-Matrizenfunktionen Modellierung dreidimensionaler Objekte D-Projekt (Balance) 4.1 Aufgabenstellung Die Entwicklungsumgebung und die bereitgestellten Programme Die Bausteine des Spiels Realisierung V01 Der Windows-Rahmen V02 Initialisieren und Darstellen des Spielfeldes V03 Laden und Speichern von Spielfeldern und der Spielfeld-Editor V04 Die Steuerung des Spiels V05 2D- und 3D-Textausgaben V06 Positionierung und Ausrichtung der Kamera V07 Drehen und Kippen des Spielfeldes V08 Die Kugel rollt V09 Kameraführung V10 Kollisionen V11 Farben, Licht und Schatten V12 Zeitkontrolle 360 6

4 5.1 Aufgabenstellung Asynchronität und verteilte Systeme Die Entwicklungsumgebung und die bereitgestellten Programme Realisierung V01 Der Windows-Rahmen V02 Die Hauptdialoge V03 Erste Kon taktauf nähme V04 Anmeldung V05 Anmeldebestätigung V06 Einseitiger Verbindungsabbruch V07 Chat VOSStimmübertragung V09 Balance integrieren V10 Spiel starten und beenden V11 Client-Server-Aktualisierung V12 Serverseitige Spielsteuerung Die Render-Pipeline Vertices und Vertexbuffer Das Flexible Vertex-Format Verwendung von Vertexbutfern Grafikprimitive Grafikprimitive in DirectX Rendern von Primitiven Beispiele mit Dreiecken und Linien Beispiel mit Punktlisten (Partikelsysteme) Texturen Texturen und Sprites Texturen in 3D-Modellen Indices und Indexbuffer Meshes Aufbau eines Mesh 612 7

5 7.6.2 Implementierung eines Meshs Progessive Meshes Ein einfacher Terrain-Generator Kollisionserkennung Elementare Koltisionserkennung Kollisionserkennung mit Octrees Endverarbeitung in der Renderpipeline Frame-Buffer, Z-Buffer und Stencil-Buffer Alpha-Blending Beispiele Die Grafikkarte als»computer« High Level Shader Language (HLSL) Skalare Datentypen t Vektoren Matrizen Texturen und Sampler Annotationen Arrays Datenstrukturen Speicherklassen Operatoren Kontrollflusssteuerung Vordefinierte Funktionen Eigendefinierte Funktionen Ein- und Ausgabesemantik Shader-Hauptprogramm Der Shader-Com piler fxc Vertexshader Shader-Code Anwendungscode Pixelshader Shader-Code Anwendungscode Effect-Files Effect-Code Anwendungscode Sampler und Samplerstates Effect-States 717

6 8.6.5 Verwendung von Annotationen Arbeiten mit mehreren Durchlaufen Auswahl einer geeigneten Technik Werkzeuge zur Erstellung von Effekten Verspiegelte Oberflächen mit Erwironment-Mapping Das Phong-Reflexionsmodell Umgebungsreflexionen mit Cubemaps (Environment-Mapping) Eine 3D-Szene in eine Cubemap rendern Dot3-Bumpmapping (Normal mapping) Der Tangentenraum Die Dot3-Bumpmapping-Shader Die Dot3-Bumpmapping-Klasse Blooming (Postprocess-Effekt) Die Bfooming-Shader Die Blooming-Klasse Dynamische Echtzeitschatten Verfahren zur Berechnung von Echtzeitschatten Die Shadowmapping-Shader Die Shadowmapping-Klasse Die CLightCam-Klasse ' Die Verwendung des Shadowmapping-Effekts Wasser Unsere Wasser-Implementierung Wellengang Reflexion und Transparenz beim Wasser Die Wasser-Shader Die Wasser-Klasse 856 Index 873 9