Inhaltsverzeichnis. V Vorwort 17. V.1 An wen richtet sich dieses Buch? 18. V.2 Ansprüche an den Computer 18. V.4 Bildergalerie 19.

Transkript

1 V Vorwort 17 V.1 An wen richtet sich dieses Buch? 18 V.2 Ansprüche an den Computer 18 V.3 Website 19 V.4 Bildergalerie 19 V.5 Über den Autor 20 1 Einführung Installation Projekttypen XNA Creators Club Das XNA Framework im Überblick Platform Core Framework Extended Framework Games Das Fundament eines Spiels: Die Game-Klasse Das ereignisbasierte Modell Der Game Loop Die GameTime-Struktur Im Fokus: Die Draw()-Methode Fullscreen Das Dilemma mit den Auflösungen Save Regions Zusammenfassung 33 Spieleentwicklung mit dem Microsoft XNA Framework 5

2 2 Zweidimensionale Grafikausgabe Grundlagen Der Ursprung eines Sprites Sprites rendern Transparenz Game Components Nichtgrafische Komponenten Die Game.Components-Auflistung Game Services Transformationen Rotation Vor- und Rückbewegung Die Komponente im Überblick Sprite-Animationen Der Konstruktor Grafische Ressourcen laden Selektion des nächsten Animationsframes Animation rendern Background Scrolling Text ausgeben Eine FpsCounter-Komponente Zusammenfassung 63 3 Interaktionen XINPUT Xbox 360 Controller Force Feedback Die VibrationManager-Komponente Tastaturstatus ermitteln Ansprechen der Maus Lenkräder, Gitarren & Co Xbox Guide Interface Eingabeaufforderung Message Boxen Storage Device Selector 77 6

3 3.7 Storage Devices Title Storage User Storage Dateien auflisten Dateien lesen und ändern Daten (de)serialisieren Game States Anforderungsanalyse Die Basisklasse: Screen Das Oberhaupt: Die ScreenManager-Klasse Hilfsklasse zur Verarbeitung von Benutzereingaben Implementierung eines Cursors Exemplarische Implementierung Kollisionskontrolle Bounding Boxes Kollisionskontrolle auf Pixelbasis Per-Pixel-Kollisionskontrolle bei transformierten Objekten D-Partikelsysteme Eigenschaften eines Partikels Fundament: Die ParticleSystem-Klasse Beispiel: Explosion Beispiel: Fahrzeugspuren Das erste Spiel: 2D Airplane Shooter Übersicht der Screens Darstellung der Gegner Zusammenfassung D-Grundlagen Vertices und Primitive Koordinatensysteme Objektkoordinaten (Object Space) Weltkoordinaten (World Space) Sichtkoordinaten (Camera Space) Bildschirmkoordinaten (Screen Space) Der Vertex Buffer Initialisierung des Vertex Buffers Vertex Buffer mit Daten bestücken Vertex Declaration 123 Spieleentwicklung mit dem Microsoft XNA Framework 7

4 4.4 Kameraeinstellung View Matrix Projection Matrix World Matrix Rendering mithilfe der BasicEffect-Klasse Initialisierung und Konfiguration Primitive rendern Render States Back Face Culling Fill Mode Der Tiefenspeicher (Z-Buffer) Z-Buffer (de)aktivieren Z-Buffer säubern Der Index Buffer Initialisierung Indizes definieren Geometrie mit Index Buffern rendern Indexed Primitives in Szene gesetzt Zusammenfassung Texturen, Beleuchtung und 3D-Modelle Texturen Texturkoordinaten Texturen laden und anwenden Texturadressierung Mipmaps Pixelformate Texturfilter Das additive Farbmodell Alpha Blending Alpha Testing Ein Surface als Render-Ziel verwenden (Render to Texture) Erstellen von Screenshots Materialien und Beleuchtung Materialeigenschaften Direktionale Lichtquellen 175 8

5 5.3 Die virtuelle Kamera Das Fundament einer virtuellen Kamera First-Person-Kamera Billboards Theorie Implementierung Meshes Aufbau eines 3D-Modells Modelle laden Modell rendern Nebel Linearer Nebel Exponentieller Nebel Vertex Fog versus Pixel Fog Range-Based Fog Antialiasing (Multisampling) Multisampling aktivieren Zusammenfassung Die Content Pipeline Architektur der Content Pipeline Content Processor zur Generierung eines Terrains Konvertierung der Textur Aufspannen des Drahtgittermodells Materialeigenschaften Vertex Channels Primitive festlegen Konvertierung der Modelldaten Content Processor verwenden Content-Pipeline-Komponenten debuggen Parametrisierter Content Processor Einem Content Processor Parameter übergeben Sky Box XML Content Importer verwenden Content Processor: Sky Box Content Compiler: Sky Box 213 Spieleentwicklung mit dem Microsoft XNA Framework 9

6 6.5.4 Content Reader: Sky Box Sky Box rendern Linsenreflektionen (Lens Flares) Elemente Theorie Der Content Importer Der Content Processor Die Content Compiler Der Content Reader Lens-Flare-Effekt rendern Occlusion Queries Quadtree Der Content Importer Der Content Processor Content Compiler Content Reader Die Quadtree-Klasse Brute Force Rendering View Frustum Culling Kollisionskontrolle mit dem Terrain Picking Grundlagen Picking auf 3D-Modelle ausführen Picking auf Primitive-Ebene Custom Model Processor Die CustomModelContent-Klasse Custom Model Content Processor Der Content Compiler Der Content Reader und die CustomModel-Klasse Automatische Serialisierung Zusammenfassung Stencil Buffer Initialisierung des Stencil Buffers Der Stencil-Test Reference Stencil Stencil Mask und Stencil Write Mask

7 7.2.3 Vergleichsoperatoren Aktualisierung des Stencil-Buffer-Inhalts Der Stencil Buffer in Aktion Realisierung eines Spiegels Überblick Back Buffer und Stencil Buffer beschreiben Reflektion rendern Zusammenfassung Shader-Programmierung High Level Shader Language Vertex Shader Pixel Shader Shader Models Schlüsselwörter Primitive Datentypen Vektoren und Matrizen Swizzling Schreibmasken Strukturen Typkonvertierung Modifizierer Funktionen Programmablaufsteuerung Integrierte Funktionen Effekte im XNA Framework Der erste Vertex Shader Der erste Pixel Shader Renderoptionen (Technique) Die Effect-Klasse Effect Pools Lichtquellen Grundbeleuchtung (Ambient Lighting) Direktionale Lichtquellen Specular Highlights Punktlichter (Point Lights) Spotlichter 331 Spieleentwicklung mit dem Microsoft XNA Framework 11

8 8.4 Bump Mapping Content Processor zur Aufbereitung der Daten Der Content Compiler Globale Variablen der Effekt-Datei Der Vertex Shader Der Pixel Shader Sky Boxes mit Cube Maps Der Content Processor Die SkyBox-Klasse Globale Variablen der Effekt-Datei Der Vertex Shader Der Pixel Shader Environment Mapping Dynamische Cube Map erzeugen Globale Variablen der Effekt-Datei Der Vertex Shader Der Pixel Shader Texture Splatting Gräser Der Content Processor Globale Variablen der Effekt-Datei Der Vertex Shader Der Pixel Shader Wasser Reflektionen Clip Planes Projektion der Reflektion Simulation der Wellenbewegung Lichtbrechung (Refraction) Der Render-Vorgang aus Anwendungssicht Fresnelsche Formel Zusammenfassung Partikelsysteme (Point Sprites) Die ParticleSystem-Klasse im Überblick Dynamische Vertex Buffer Neue Partikel hinzufügen Partikelsystem aktualisieren Den Partikeleffekt rendern

9 Point Sprites Der Vertex Shader Der Pixel Shader Anwendungsbeispiel: Rauch Anwendungsbeispiel: Explosion Instancing Hardware Instancing Shader Instancing VFetch Instancing Shadow Mapping Kameraperspektive transformieren Shadow Map rendern Szene schattieren Post Processing Effects Post Processing: Kamerawackeln Globale Variablen der Effekt-Datei Der Pixel Shader Post Processing: Schwarz-Weiß-Szene Post Processing: 2D-Druckwelle (Distortion) Globale Variablen der Effekt-Datei Der Pixel Shader Post Processing: Bloom Die Bloom-Klasse Helle Anteile extrahieren Gaussian-Blur-Filter Szenenkomposition Post Processing: Light Shafts Grundlagen Multiple Render Targets (MRT) Globale Variablen der Effekt-Datei Der Pixel Shader Zusammenfassung 440 Spieleentwicklung mit dem Microsoft XNA Framework 13

10 9 Medienwiedergabe XACT Zweidimensionale Audiowiedergabe In Memory versus Streaming Kategorien Effekte Kompression Dreidimensionale Audiowiedergabe Variablen Runtime Parameter Controls (RPC) SoundEffect-API Media Library Alben, Playlists und Songs listen Wiedergabe von Songs aus der Medienbibliothek Songs importieren Videos Zusammenfassung Multiplayer Netzwerke Architekturen (Netzwerktopologien) Client/Server Peer-to-Peer Sessions Session anlegen Sessions suchen und beitreten Paketverluste und Antwortzeiten Session-Ereignisse Nachrichten versenden Nachrichten empfangen Lobbies Sprachübertragung (Voice Support)

11 10.6 Gamer Services Spieleranmeldung Avatare Spielerprofile Anwesenheitsinformationen (Presence Information) Einladungen (Game Invitations) LIVE Party Support Zusammenfassung 486 A Indie Games 487 A.1 XNA Creators Club 487 A.2 Verbindung mit der Xbox 360 aufbauen 488 A.3 Debugging 491 A.4 Deployment 492 A.4.1 XNA Creators Club Game Package 492 A.4.2 ClickOnce 492 A.5 Computerspiel veröffentlichen und Geld verdienen 494 A.5.1 Der Veröffentlichungsprozess 494 A.5.2 Bezahlung 495 A.5.3 Demomodus 495 Stichwortverzeichnis 497 Spieleentwicklung mit dem Microsoft XNA Framework 15