Spiele effektiv programmieren mit VB.net und DirectX

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1 Xpert.press Spiele effektiv programmieren mit VB.net und DirectX Bearbeitet von Uwe Kettermann, Andreas Rohde 1. Auflage Buch. xix, 559 S. ISBN Format (B x L): 15,5 x 23,5 cm Weitere Fachgebiete > EDV, Informatik > Programmiersprachen: Methoden > Spiele- Programmierung, Rendering, Animation Zu Leseprobe schnell und portofrei erhältlich bei Die Online-Fachbuchhandlung beck-shop.de ist spezialisiert auf Fachbücher, insbesondere Recht, Steuern und Wirtschaft. Im Sortiment finden Sie alle Medien (Bücher, Zeitschriften, CDs, ebooks, etc.) aller Verlage. Ergänzt wird das Programm durch Services wie Neuerscheinungsdienst oder Zusammenstellungen von Büchern zu Sonderpreisen. Der Shop führt mehr als 8 Millionen Produkte.

2 Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis...IX 1 Die Buchstruktur Was ist VB.NET? Unterschiede zu Visual Basic Rapid Application Development Vererbung Ausnahmebehandlung Überladung Overrides: Überschreiben von Methoden und Eigenschaften Konstruktoren und Destruktoren Datentypen Verweise Namespaces Assemblies Multithreading Common Language Runtime (CLR) Garbage Collection Die Entwicklungsumgebungen von VB.NET Das Visual Studio.NET Formdesigner Werkzeugfenster Eigenschaftenfenster Projektexplorer Pin-Nadel-Symbol SharpDevelop Code-Competion-Datenbank Der erste Start Hello World das erste.net-programm...23

3 X Inhaltsverzeichnis 4.1 Ein einfaches Programm mit einem einfachen Editor Der Sourcecode Der Compiler Ein Projekt im Visual Studio.NET Variablen Deklaration Datentypen und Konstanten Der richtige Datentyp Konstanten Strukturen Typensicherheit Ermitteln des Variablentyps Operatoren Arithmetische Operatoren Vergleichsoperatoren Mit dem Gleich-Operator Werte zuweisen! Verzweigungen Verzweigungen oder Entscheidungen? If-Then-Else-Anweisung Notationsunterschiede! Verschachtelungen oder ElseIf:ElseIf Select-Case-Anweisungen Schleifen For-Next-Schleife Do-Loop-Schleife Endlosschleifen While-End-While-Schleife For-Each-Schleife Arrays Statische Arrays Dynamische Arrays GetUpperBound Mehrdimensionale Arrays Funktionen und Subroutinen Subroutinen ByVal oder ByRef Funktionen...75

4 Inhaltsverzeichnis XI Return Optionale Parameter Rekursives Programmieren Klassen Was ist eine Klasse? Nothing Felder Subroutinen und Funktionen Eigenschaften: Property Parameter in Properties Eingeschränkte Properties Enumerationen in Klassen Events Ein umfassendes Beispiel Erstellen der Klasse Klasse mit Daten füllen Daten aus der Klasse lesen Shared-Mitglieder Vererbung Overrides MyBase MustOverride und MustInherit Namespaces Namespaces ansprechen Imports Assemblies Arbeitsweise von Assemblies Shared Assembly Fehlerbehandlung Try-Catch-Finally-Anweisung Ausnahmebehandlung (Beispiel) OnError-GoTo-Befehl Was ist DirectX Die Säulen von DirectX Die Einsatzgebiete für DirectX DirectX-Grundlagen Das Koordinatensystem...117

5 XII Inhaltsverzeichnis 16.2 Primitives Primitives rendern Vorder- und Rückseite Mein erstes DirectX-Programm Ein Visual Studio.NET-Projekt erstellen Direct3D-Device erzeugen Rendern Mein erstes Objekt im 3D-Raum Vertexbuffer erstellen Vertexbuffer mit Objektdaten füllen Vertexbuffer rendern World-, View- und Projektionsmatrix Worldmatrix Viewmatrix Projektionsmatrix Device Enumeration DXSettings Display-Adapter Hardwarebeschleunigung (DeviceTyp) Videomodus Backbuffer-Format Z-Stencilbuffer-Format (Depth-Stencilbuffer-Format) Multisample-Typ Vertex-Processing DXSettings im praktischen Einsatz Preset-Struktur DXSettings initialisieren Matrizen Was ist eine Matrix Einheitsmatrix Addition Subtraktion Multiplikation Division Berechnen der invertierten Matrix M Transformation...169

6 Inhaltsverzeichnis XIII Bewegt sich die Welt oder bewegt sich das Objekt? Translation (Bewegung, Positionsveränderung) Skalieren (Größenänderung) Rotation (Drehung) Grad vs Radiant Beispielprogramm für Matrizen Texturen Texturkoordinaten Kacheln einer Textur Das passende Vertexformat Größe einer Textur Auslesen der maximalen Texturbreite und Höhe Laden einer Textur Texturfilter MinFilter und MagFilter Nearest Point Sampling Linearer Texturfilter Anisotropic Filter (uneinheitlicher Filter) Bilineare und uneinheitliche Filterung Mipmaps Beispielprogramm für Texturen Ermitteln der maximalen Texturbreite und -höhe Erstellen des Vertexbuffers Erstellen und Laden einer Textur Rendern Multitexturing (Multi Texture Mapping) Mischparameter Multi-Pass-Technik vs. Single-Pass-Technik Texturkoordinaten, Vertexformat und Vertexbuffer Beispielprogramm für Multitexturing Alpha-Textur-Blending Texturfaktor Licht: Beleuchtung Licht und Material Direct3D.Lights Normalvektor Berechnung des Normalvektors Lichttypen Ambient-Light...219

7 XIV Inhaltsverzeichnis Point-Light Directional-Light Spot-Light Welcher Lichttyp ist der beste? Licht, Schatten und Polygone Flat-Shading Gouraud-Shading Phong-Shading Licht und Polygone Beispielprogramm für Licht und Polygone Erstellen der Flächen Erstellen der Lichter Beispielprogramm für Lichttypen Boden und Wände erstellen Lichtquellen initialisieren Licht und Mesh Beispielprogramm für Licht und Mesh Material Zusammenspiel zwischen Material und Licht Die Bestandteile des Materials Diffuse Ambient Specular Emissive Material initialisieren und aktivieren Beispielprogramm für Material Meshobjekte Erstellen eines Mesh Objektes Laden eines Mesh-Objektes Darstellen eines Mesh-Objektes Animation des Mesh-Objektes Frame-Animation Prinzip der Frame-Animation Timing bei der Frame-Animation Mesh-Objekte: Tweening/Keyframe-Animation Keyframe-Bestimmung Keyframe-Interpolation Keyframe rendern Billboarding Was sind Billboards?...281

8 Inhaltsverzeichnis XV 27.2 Warum werden Billboards eingesetzt? Schlechtes Billboarding Gutes Billboarding Berechnungsmethoden Beispielprogramm für Billboarding Textureoberfläche erstellen Hauptspieleschleife erzeugen Rendern Wasser Technik zum Erstellen der Wasseroberfläche Aufbau der Wasseroberfläche (Gittergerüst) Wasseroberfläche erstellen (inkl. Wellen und Textur) Schwimmende Kisten integrieren Rendern Alpha-Blending Nebel Was kann Nebel? Berechnungsarten Linear Fog Exponential Fog VertexFog oder Pixel-Fog/Table-Fog Prüfung Die wahre Tiefe Renderstates Beispielprogramm für Nebel Erstellen der Straße Einbinden der Meshes (Bäume und Auto) Initialisierung des Nebels Rendern Partikeleffekte Partikelstruktur Zweidimensional vs. dreidimensional Partikelklasse Rendern GUI DirectSound: Modell DirectSound-DeviceInformation DirectSound-Device DirectSound-Buffer DirectSound-3DBuffer...332

9 XVI Inhaltsverzeichnis Ausrichtung des 3DBuffers DirectSound-3DListener Ausrichtung des 3DListeners DirectSound-CaptureBuffer DSound-Demo DSound-Demo AudioVideoPlayback Ein Wort zu DirectMusic AudioVideoPlayback generell Audio Video DirectInput Objekthierarchie Geräteauflistung Beispielprogramm Eingabegeräte ermitteln Objekte ermitteln Kooperationsebene Datenformat Daten empfangen Keyboard (Beispielprogramm) Sourcecode-Beispiel Sourcecode-Beispiel Maus Kooperationsebene anlegen und das Device erzeugen Daten abfragen Joystick Angeschlossene Joysticks ermitteln Akquirieren und Achseneigenschaften festlegen Daten abfragen First-Person-Camera Variablen und Strukturen definieren Erzeugen der DirectInput-Devices Maus- und Tastaturdaten empfangen Maus- und Tastaturdaten auswerten DirectPlay Service-Provider...392

10 Inhaltsverzeichnis XVII 36.2 Wie ist eine Peer-to-Peer Verbindung aufgebaut? Erstellen einer GUID Host Player Host suchen Player erstellen und an der Session anmelden Senden von Daten Empfangen von Daten Beispielprogramm: Simple Chat Kommunikationsmodelle Peer-to-Peer-Session Client/Server-Session Sicherheit Das Spiel: Return From Orion Erste Gedanken zum Spiel Von der ersten Spielidee zu einem Konzept Der Entwicklungsprozess oder die Arbeit vor der Arbeit Festlegung des Spielprinzips/Spielablaufs Die Storyline eine Geschichte entsteht Festlegen des Designs mit Designstudien Das Konzept des Spiels Das Projekt startet Erstellen der ersten Objekte Erstellen des Basis-Devices für das Projekt Eine Welt erschaffen Die Theorie des Spielfeldes Das Spielfeld in der Praxis Spielfelddaten auslesen Performance-Steigerung im Spielfeld Das Spielfeld erstellen Die Bitmaske Das Spielfeld rendern Skydome: Die Begrenzung der Spielwelt Die Spielfigur Die Techniken der Spielfigur Bewegungsablauf Animation der Spielfigur Bewegung der Spielfigur Relative Bewegungen im Spiel Logik der Bewegung...443

11 XVIII Inhaltsverzeichnis Drehung der Spielfigur Laufen der Spielfigur Einfügen der Tastaturabfrage Einfügen des Kameramoduls Gegner: Computergesteuerte Elemente Arten von Gegnern Festgelegte Bewegungen und Aktionen Intelligente Bewegungen und Aktionen Intelligente Bewegungen, Aktionen und Kommunikation Einfügen der Gegner in Return From Orion Künstliche Intelligenz Was ist künstliche Intelligenz? Menschlich handeln Menschlich denken Rational denken Rational handeln KI in Computerspielen KI in Return From Orion Random-Strategie Vertikale Strategie Horizontale Strategie Änderung der KI-Strategie Kollision Kollision in DirectX BoundingBox BoundingSphere Feintuning Kollision im Spiel Soundeffekte Abschließende Funktionen Statusanzeigen erstellen und integrieren Splash-Screens Kamerafahrt am Anfang jedes Levels Framerate begrenzen Leveleditor Zeichnen des Spielfeldes...510

12 Inhaltsverzeichnis XIX 46.2 Editieren der Spielfelddaten Steuerelemente des Leveleditors Das Programm-Menü Level neu erstellen Level laden Level speichern Direkt Zugriff auf ein Level Spielfeld umranden Dynamische Objekte einfügen: Random Hilfsfunktionen Fragen und Antworten zu VB.NET Fragen und Antworten zu DirectX Fragen und Antworten zu Texturen Glossar Anhang Datentypen Index...551