我的渲染技术进阶之旅推荐一个游戏引擎开发的开源电子书《游戏引擎 浅入浅出》

Posted 2022-12-13 字节卷动

文章目录

• • 项目介绍 README
  • 章节内容 Chapter
  • 适用读者
  • 学习方式推荐
  • 资源下载
  • 特性列表 Feature
  • 容易上手
  • 内容全面
  • 引擎生态
  • 短期目标
  • 快速上手 Getting Start
  • • • 阅读图书
      • 随书项目调试
  • 常见问题 FAQ
  • • • 书中讲述的引擎技术适用哪些系统平台？
      • 如何使用VisualStudio开发？
  • 行为准则 Code Of Conduct
  • 如何加入 How To Join

今天无意之间搜到了一个游戏引擎开发的开源电子书 《游戏引擎 浅入浅出》

PDF/随书代码/资源下载： https://github.com/ThisisGame/cpp-game-engine-book

项目介绍 README

本书以实际项目开发Timeline，完整介绍一个游戏引擎的所有模块，从最基础的OpenGL环境搭建，到骨骼动画、多线程渲染、阴影实现等等，最后实现一个完整的游戏引擎。

章节内容 Chapter

• 第 1 章介绍游戏引擎框架，以Unity为例，介绍游戏引擎组成。

• 第 2 章介绍OpenGL开发环境搭建，创建一个OpenGL空窗口来入坑。

• 第 3 章介绍使用OpenGL绘制三角形、正方形、立方体，来熟悉游戏渲染的最基础元素。

• 第 4 章介绍Shader的概念，编译链接，以及Shader格式、关键字。

• 第 5 章介绍贴图格式，从直接读取PNG、JPG渲染，然后介绍GPU所使用的的压缩纹理。

• 第 6 章介绍索引与缓冲区对象，索引就是多个顶点的下标，使用索引可以复用顶点渲染。而缓冲区则是将顶点数据存储于显存中，不用再每一帧都从内存上传到GPU。

• 第 7 章介绍引擎自定义的Mesh文件格式以及材质的组成。将原来写死在代码中的顶点数据存储到Mesh文件中，将原来写死在代码中的Shader参数存储到材质中。

• 第 8 章介绍使用Blender制作模型并编写Python代码导出为Mesh文件。

• 第 9 章介绍如何实现GameObject-Component模式。

• 第 10 章介绍什么是相机，以及多相机渲染排序。

• 第 11 章介绍获取鼠标、键盘输入。

• 第 12 章介绍如何将Demo代码，拆分为引擎源码与项目源码。

• 第 13 章介绍使用FreeType对指定字符生成单Alpha通道的纹理并渲染，以及使用顶点色实现彩色文字。

• 第 14 章介绍基础GUI控件的实现，包括UIImage、UIMask、UIText、UIButton。有了这几个基础，可以实现其他复杂的控件。

• 第 15 章介绍使用FMOD播放MP3、Wav音乐，以及使用FMOD专业音频编辑器制作音效与解析播放。

• 第 16 章介绍easy_profiler这个C++性能分析库。

• 第 17 章介绍使用Sol2这个开源库，将Lua集成到引擎，后续使用C++开发引擎，使用Lua编写测试代码。

• 第 18 章介绍骨骼动画原理，并介绍使用Blender制作骨骼动画、导出到skeleton_anim文件，在引擎解析。

• 第 19 章介绍骨骼蒙皮动画，在Blender刷权重，导出到weight文件，在引擎解析，渲染。

• 第 20 章介绍如何从FBX文件导出Mesh、骨骼动画、权重，实例导出古风少女并渲染。

• 第 21 章介绍多线程渲染，将OpenGL API放到单独的渲染线程，从主线程发命令到渲染线程，将DrawCall的影响分出去，减轻主线程负担。

• 第 22 章介绍不定时更新。

适用读者

写这本书的目的是普及游戏引擎基础知识，面向的读者有一定的Unity经验，对引擎某些点感兴趣即可。

每一章节介绍的知识点，都是供入门了解，并没有深挖。

简单、容易上手、短期目标、不枯燥，是这本书的追求的，太复杂的很容易中途放弃，我花了很多时间在这个上。

1. IDE选择了CLion，开箱即用跨平台。
2. 每一小节开头就贴上了这一节项目地址，找到后把文件夹拖到CLion里面立即可以调试。
3. 文章中的代码片段，开头就是这个代码所在文件以及行数。
4. 一些名词，能和其他名词关联的我都会尽量关联。例如Shader的编译与Link，我用C语言的编译来对比。OpenGL的CS模型，我用网络消息来对比。
5. 对于需要用到其他软件的，例如Blender建模、FMOD、WWise音频制作，我都录制了视频在B站，并贴在文章里。这应该是首次在引擎书里教你如何建模、音频编辑。其他的有Substance、Toolbag插件开发，Renderdoc GPU分析工具都有简单介绍。
6. 渲染的模型动画用美女、帅哥、色彩丰富的物体，更有成就感。
7. 有了一定功能后，就会基于现有功能开发一个小游戏，阶段性成就才能长时间坚持。

不过在简单的同时，很多基础知识没有介绍到，C++、Python、Lua、js、多线程、文件读取，这些书中就不再提了。

只要不放弃，一章一章看下去，一定能做出自己的游戏引擎。

学习方式推荐

本以实战为主，大部分章节都有CLion实例项目，项目路径在章节开头或结尾给出。

个人推荐的学习方式如下：

1. CLion打开项目，编译运行，看看效果。
2. 过一遍代码，断点调试一下。
3. 看一遍章节内容。
4. 再过一遍代码。

资源下载

本书Markdown以及章节配套项目托管在Github上，读书过程中有疑问、发现错误都可以提Issues。

Github：https://github.com/ThisisGame/cpp-game-engine-book

特性列表 Feature

写这本书的目的是普及游戏引擎基础知识，面向的读者有一定的Unity经验，对引擎某些点感兴趣即可。

每一章节介绍的知识点，都是供入门了解，并没有深挖。

简单、容易上手、短期目标、不枯燥，是这本书的追求的，太复杂的很容易中途放弃，我花了很多时间在这个上。

容易上手

• 每一篇都从入门角度编写，一些名词，能和其他名词关联的我都会尽量关联。
  例如Shader的编译与Link，我用C语言的编译来对比。

  	C语言	Shader
  目标硬件	CPU	GPU
  编译流程	创建项目	创建GPU程序
  	创建编写多个C代码文件	创建编写Shader(顶点Shader和片段Shader)
  	把C代码发给编译器	把Shader代码发送到编译器
  	编译C代码	编译Shader代码
  	添加到链接列表	添加到链接列表
  	链接	链接

• 每一小节开头就贴上了这一节项目地址，把文件夹拖到CLion里面立即可以调试。

• 代码片段开头标注这个代码所在文件以及行数。
  

内容全面

从最简单的三角形绘制，到骨骼动画渲染、灯光阴影、多线程、物理、寻路AI、音频解析都会进行介绍。

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引擎生态

这应该是首次在引擎书里教如何建模、音频编辑。

Blender建模、FMOD、WWise音频制作，我都录制了视频。

其他的Substance、Toolbag插件开发，Renderdoc DrawCall分析都有简单介绍。

短期目标

渲染的模型动画用美女、帅哥、色彩丰富的物体，更有成就感。

有了一定功能后，就会基于现有功能开发一个小游戏，阶段性成就才能长时间坚持。

快速上手 Getting Start

阅读图书

在线阅读：http://www.thisisgame.com.cn/tutorial?book=cpp-game-engine-book&lang=zh&md=Introduction.md

本地阅读，按照下面步骤：

1. 安装GitBook

2. 克隆项目:git clone https://github.com/ThisisGame/cpp-game-engine-book.git

3. 双击gitbook_serve.bat启动本地GitBook服务器，成功后，打开浏览器访问http://localhost:4000，即可阅读。

随书项目调试

1. 安装CLion。
2. 在每小节开头找到CLion项目目录，用CLion打开。

常见问题 FAQ

书中讲述的引擎技术适用哪些系统平台？

目前适配Windows与MacOS。

- 由于Arm版Mac只支持OpenGL Core，所以《6.3 OpenGL Core Profile》之前的章节实例无法在Arm版Mac运行。

如何使用VisualStudio开发？

随书实例使用CLion开发，CLion支持Windows与Mac，跨平台不需要额外学习成本。

VisualStudio从2019开始支持CMake项目，所以在Windows上也可以使用VisualStudio2019及以上版本打开随书实例CLion项目。

具体请参考 2.3 使用VisualStudio开发

行为准则 Code Of Conduct

• 引擎使用C++开发，遵从Google C++规范，贡献代码时，需要先熟悉代码风格。
  

• 贡献代码时，请先fork本项目到你的名下，然后修改代码，通过合并请求来提交。

• 目前适配Windows和Mac，同样，你可以在这两个系统上开发。代码提交前，请确保功能在这两个系统上都是正常且一致的。

如何加入 How To Join

• 你可以直接打开在线阅读：http://www.thisisgame.com.cn/tutorial?book=cpp-game-engine-book&lang=zh&md=Introduction.md
• 本书是开源的，你可以fork本项目，然后修改代码，然后提交合并请求。
• 欢迎大家提Issue，反馈遇到的问题。内网可以直接联系我。也可以加入q群(879187705)讨论，得到答案后，更新issue，方便其他人查询。