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出版者:Apress

作者:Andrew Davison

出品人:

页数:498

译者:

出版时间:2007-04-30

价格:USD 54.99

装帧:Hardcover

isbn号码:9781590598177

丛书系列:

图书标签:

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Pro Java 6 3D Game Development 引言 游戏开发是一个充满创意与挑战的领域，而3D游戏更是其皇冠上的明珠。想要在3D游戏开发的广阔天地中翱翔，掌握强大的工具和深入的原理至关重要。本书，Pro Java 6 3D Game Development，正是为此而生。它将带领您深入Java 6的世界，探索如何利用其强大的功能构建引人入胜的3D游戏。 内容概览 本书并非仅仅是API的罗列，更是一次深入的探索之旅。我们将从基础的Java 6游戏开发环境搭建开始，逐步深入到3D图形渲染、物理模拟、游戏逻辑设计、用户交互以及性能优化等各个方面。每一个章节都将围绕实际的开发需求，提供详实的讲解和可行的代码示例，确保您在实践中不断成长。 第一部分：Java 6 3D游戏开发基础 第一章：Java 6 游戏开发环境搭建与配置 引言： 踏出第一步，搭建坚实的基础。本章将指导您如何高效地配置Java 6开发环境，为后续的3D游戏开发做好充分准备。 详细内容： Java Development Kit (JDK) 6 安装与配置： 详细介绍JDK 6的下载、安装步骤，包括环境变量的设置，确保您拥有一个稳定、高效的开发环境。我们将强调JDK 6相对于其他版本的特定优势，以及在游戏开发中的适用性。 集成开发环境 (IDE) 选择与设置： 推荐并详细介绍适合Java 6游戏开发的IDE，如Eclipse或NetBeans。我们将演示如何安装必要的插件，如用于3D模型导入、代码高亮等，并提供IDE的个性化配置技巧，以提升开发效率。 常用第三方库介绍： 简要介绍Java 6游戏开发中常用的第三方库，如用于图形渲染的Java 3D API（如果适用，重点介绍其在JDK 6中的集成情况）、物理引擎（如JBullet的早期版本）等，并指导您如何将其集成到项目中。 版本控制系统 (VCS) 的重要性与基础： 引入版本控制系统（如Subversion，其在JDK 6时期更为流行）的概念，并演示其基本操作，如项目初始化、提交、更新等，强调其在多人协作和项目管理中的关键作用。 项目结构与规范： 讲解一个典型的Java 3D游戏项目结构，包括源文件、资源文件、配置文件等的组织方式，并提出一套推荐的代码命名和编写规范，为后续开发打下良好基础。 第二章：3D图形学基础与Java 3D API入门 引言： 3D游戏的灵魂在于其视觉表现。本章将为您揭示3D图形学的奥秘，并引导您掌握Java 3D API的核心功能。 详细内容： 计算机图形学基本概念： 深入浅出地介绍3D图形学的核心概念，包括三维坐标系、向量、矩阵、变换（平移、旋转、缩放）、相机模型、投影（正交投影、透视投影）等。我们将通过图文并茂的方式，帮助您直观理解这些抽象概念。 Java 3D API架构解析： 详细讲解Java 3D API的整体架构，包括场景图 (Scene Graph)、节点 (Nodes) 的类型（如TransformGroup, Shape3D, Appearance, Material等）以及它们之间的关系。 构建基本3D场景： 演示如何使用Java 3D API创建基本的3D几何体（如立方体、球体、圆柱体），如何为它们设置材质（颜色、纹理、光照属性），以及如何将它们放置在三维空间中。 相机与视点控制： 讲解如何设置和控制相机，实现视角切换、缩放、平移等基本操作，让玩家能够自由观察3D场景。 基本光照模型： 介绍不同类型的光源（如点光源、方向光源、环境光）以及它们在3D场景中的应用，如何模拟真实世界中的光影效果。 纹理映射： 演示如何将2D纹理图像应用到3D模型上，增强模型的视觉细节和真实感，包括纹理坐标的设置和纹理过滤。 第二部分：核心3D游戏引擎组件开发 第三章：高级3D渲染技术与优化 引言： 追求极致的视觉体验是3D游戏的永恒目标。本章将深入探讨更高级的渲染技术，并教授您如何优化渲染性能。 详细内容： 着色器 (Shaders) 的原理与应用（如果Java 3D API支持，介绍其接口）： 讲解可编程管线的概念，介绍顶点着色器和片段着色器的作用。如果Java 3D API允许自定义着色器，我们将演示如何编写简单的GLSL（OpenGL Shading Language）或兼容语言的着色器，实现更复杂的材质效果，如卡通渲染、卡通边缘等。 纹理动画与多纹理： 演示如何实现纹理动画，让纹理随着时间变化，例如水流、火焰等效果。讲解如何使用多纹理技术，将多个纹理叠加，创造更丰富的视觉表现。 剔除 (Culling) 技术： 介绍视锥剔除、遮挡剔除等技术，如何在渲染前剔除不可见的对象，显著提高渲染效率。 LOD (Level of Detail) 技术： 讲解如何根据对象与相机的距离，动态切换模型的细节程度，在保证视觉效果的同时，降低渲染负担。 优化渲染管线： 探讨如何减少绘制调用 (Draw Calls)，批量渲染相似对象，以及其他常用的性能优化策略，确保游戏在各种硬件上都能流畅运行。 帧缓冲 (Frame Buffer) 操作： 讲解帧缓冲的概念，如何利用帧缓冲实现离屏渲染，如后期处理效果（如模糊、色彩校正）等。 第四章：物理引擎集成与碰撞检测 引言： 真实感是3D游戏的生命力。本章将教会您如何为您的游戏世界注入物理规律，并实现精准的碰撞检测。 详细内容： 物理模拟基础： 介绍牛顿力学基本定律（惯性、力、加速度），刚体动力学，以及在游戏开发中如何模拟这些物理过程。 第三方物理引擎集成（以JBullet的早期版本为例）： 详细介绍如何将一个成熟的Java物理引擎（如JBullet的JDK 6兼容版本）集成到您的项目中。我们将重点讲解其核心概念，如刚体 (RigidBody)、碰撞形状 (CollisionShape)、约束 (Constraint) 等。 碰撞检测算法： 讲解各种碰撞检测算法，包括轴对齐边界框 (AABB) 碰撞检测、球体碰撞检测、凸多面体碰撞检测等，并演示如何在物理引擎的帮助下高效地实现这些检测。 碰撞响应处理： 讲解当发生碰撞时，游戏对象应该如何响应，包括反弹、滑动、停止等。如何利用物理引擎提供的API来控制碰撞的力度和效果。 角色物理与动画同步： 探讨如何将角色的动画与物理模拟相结合，实现更自然的移动和交互，例如角色被击飞、跌倒等。 物理世界调试： 介绍一些调试物理模拟的方法，如何可视化碰撞体、力向量等，以便于发现和解决问题。 第五章：游戏逻辑与状态管理 引言： 游戏的核心在于其玩法和逻辑。本章将指导您如何构建健壮的游戏逻辑，并有效地管理游戏状态。 详细内容： 游戏循环 (Game Loop) 设计： 详细介绍游戏循环的组成部分（输入处理、逻辑更新、渲染），以及不同的游戏循环模式（如固定时间步长、可变时间步长），并分析其优缺点。 实体-组件-系统 (ECS) 架构简介（如果适用，强调其在Java 6下的实现可能）： 介绍ECS设计模式，分析其在游戏开发中的优势，并演示如何构建一个基础的ECS框架。 状态模式与有限状态机 (FSM)： 讲解状态模式在管理游戏对象行为（如角色状态：站立、行走、跳跃、攻击）中的应用，并演示如何实现一个灵活的有限状态机。 事件驱动编程： 介绍事件驱动编程模型，如何使用事件来解耦游戏系统中不同的模块，使代码更加易于维护和扩展。 AI基础： 简要介绍游戏AI的基本概念，如寻路算法（如A算法的简化应用）、决策树等，并提供简单的AI实现示例，例如NPC的移动和巡逻。 游戏资源管理： 讨论如何有效地加载、管理和卸载游戏资源（模型、纹理、音频等），避免内存泄漏和性能瓶颈。 第三部分：进阶主题与实战应用 第六章：用户界面 (UI) 与输入处理 引言： 良好的用户界面和直观的输入是游戏体验的关键。本章将聚焦于如何构建吸引人的UI并处理复杂的玩家输入。 详细内容： Java Swing/AWT 在3D游戏中的集成： 介绍如何将Java传统的GUI库（Swing或AWT）集成到3D游戏中，用于创建菜单、HUD（Heads-Up Display）等UI元素。 自定义UI控件： 演示如何创建自定义的UI控件，如按钮、滑块、文本框等，并为它们添加交互功能。 事件处理机制： 详细讲解Java的事件监听器和事件处理机制，如何捕捉键盘、鼠标、手柄等多种输入设备产生的事件。 输入映射与抽象： 介绍输入映射的概念，如何将不同的输入设备操作映射到游戏中的动作，提高游戏的可配置性和跨平台性。 HUD与2D/3D渲染混合： 演示如何在3D场景之上叠加2D的UI元素，以及如何在3D场景中渲染UI，实现更丰富的交互效果。 游戏存档与读档： 讲解如何实现游戏存档和读档功能，保存玩家的游戏进度和设置。 第七章：音频处理与多媒体集成 引言： 声音是构建沉浸式游戏体验的重要组成部分。本章将为您揭示如何在Java 6游戏中添加动人的音效和背景音乐。 详细内容： Java Sound API 基础： 介绍Java Sound API，包括如何加载和播放音频文件（如WAV、MP3），以及如何控制音量、播放速度等。 3D音频概念： 讲解3D音频的概念，如何通过音源的位置来模拟声音的方向感和距离感。 集成第三方音频库（如果Java Sound API不足）： 如果Java Sound API在3D音频方面存在限制，我们将介绍如何集成更强大的第三方音频库，如JOrbis、OpenAL for Java等，以实现更高级的音频功能。 音效事件与反馈： 演示如何将音效与游戏中的事件关联起来，例如角色命中敌人时发出击打声，跳跃时发出跳跃声。 背景音乐管理： 讲解如何管理游戏背景音乐，实现音乐的淡入淡出、循环播放、根据游戏场景切换等功能。 音频性能优化： 讨论如何优化音频资源的加载和播放，避免卡顿和音质损失。 第八章：网络多人游戏开发入门 引言： 与其他玩家的互动是现代游戏的重要魅力。本章将为您揭开Java 6网络多人游戏开发的神秘面纱。 详细内容： 网络基础知识： 简要介绍TCP/IP协议、Socket编程等网络基础概念，以及它们在游戏开发中的作用。 客户端-服务器 (Client-Server) 架构： 详细讲解客户端-服务器架构的原理，包括服务器的职责、客户端的职责以及它们之间的通信方式。 Java Socket API： 演示如何使用Java Socket API实现客户端和服务器之间的通信，包括数据包的发送和接收。 同步与状态同步： 讨论在网络游戏中如何实现游戏状态的同步，包括位置同步、动作同步等。 延迟与丢包处理： 介绍网络延迟和丢包的概念，以及如何采用一些简单的策略来处理这些问题，例如预测、插值等。 简易多人游戏示例： 构建一个简单的多人游戏示例，例如一个支持多人联机的简易棋盘游戏或射击游戏，让您亲身体验网络游戏开发的流程。 第九章：性能分析与优化策略 引言： 性能是衡量游戏质量的重要指标。本章将教会您如何有效地分析游戏性能瓶颈，并应用各种优化策略。 详细内容： 性能分析工具： 介绍Java自带的性能分析工具（如JVisualVM）以及一些第三方性能分析工具，演示如何使用它们来检测CPU占用、内存使用、线程活动等。 代码级性能优化： 深入探讨代码层面的优化技巧，如算法优化、数据结构选择、减少对象创建、避免不必要的计算等。 内存管理与垃圾回收 (GC)： 讲解Java垃圾回收机制的工作原理，以及如何编写高效的代码以减少GC的压力，例如使用对象池。 多线程与并发： 探讨如何在游戏开发中使用多线程来提升性能，例如将AI计算、物理模拟等任务放到单独的线程中执行。 CPU密集型与IO密集型任务的识别与优化： 分析游戏中的CPU密集型任务（如渲染、AI）和IO密集型任务（如资源加载），并给出相应的优化建议。 平台特定优化： 简要提及针对不同平台（PC、嵌入式设备等）进行性能优化的考量。 第四部分：项目开发实践与未来展望 第十章：构建一个完整的3D游戏项目 引言： 将所学知识融会贯通，亲手打造一款属于自己的3D游戏。本章将引导您完成一个小型但完整的3D游戏项目。 详细内容： 项目构思与规划： 引导读者根据个人兴趣和能力，构思一个简单的3D游戏项目，例如一款太空射击游戏、一个简单的平台跳跃游戏或一个简单的解谜游戏。 分阶段开发： 将项目开发分解为几个可管理的小阶段，例如：场景搭建、角色控制、核心玩法实现、UI集成、音效添加等。 代码实现与调试： 演示如何一步步地实现项目功能，并强调调试技巧的重要性。 资源整合： 指导读者如何寻找或创建游戏所需的3D模型、纹理、音效等资源，并将其集成到项目中。 游戏测试与迭代： 强调测试的重要性，进行功能测试、性能测试、兼容性测试，并根据测试结果进行迭代改进。 打包与发布： 演示如何将Java 3D游戏打包成可执行文件，以便于分享和分发。 第十一章：Java 6 3D游戏开发的局限与未来展望 引言： 认识到Java 6在3D游戏开发中的优势与局限，并展望未来的技术发展。 详细内容： Java 6 3D游戏开发的优势总结： 回顾Java 6在游戏开发中的优点，如跨平台性、丰富的库支持、面向对象特性等。 Java 6 3D游戏开发的局限性分析： 客观分析Java 6在3D游戏开发方面可能存在的不足，例如性能瓶颈、图形API的局限性、对最新图形技术的支持度等。 与其他游戏开发技术的比较： 简要对比Java 6游戏开发与其他主流游戏开发技术（如C++配合DirectX/OpenGL, Unity, Unreal Engine）的优劣。 Java游戏开发生态的演进： 介绍Java游戏开发生态在Java 6之后的发展，例如JavaFX、LibGDX等新兴框架的出现，以及它们在3D游戏开发中的潜力。 学习资源的推荐： 为读者推荐进一步学习Java游戏开发和3D图形学的资源，如图书、在线课程、社区论坛等。 鼓励与结语： 鼓励读者继续探索和学习，将所学知识应用于更复杂的项目，享受游戏开发的乐趣。 总结 Pro Java 6 3D Game Development 旨在成为您在Java 6 3D游戏开发道路上的得力助手。我们相信，通过本书的学习，您将不仅能够掌握创建令人惊叹的3D游戏所需的技能，更能培养出解决复杂问题的独立思考能力，为您的游戏开发之旅铺就坚实而辉煌的道路。

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老实说，刚翻开前几章的时候，我心里是有些打鼓的。它不像某些入门书籍那样，用大量简单易懂的伪代码或者动画来“哄骗”读者快速上手。这本书的开场是相当硬核的，直接切入了Java平台下3D渲染管线的核心概念，包括如何与底层图形API（比如OpenGL的早期封装）进行交互，以及如何管理图形内存。对于一个习惯了高层框架快速迭代的程序员来说，这种“深入泥潭”的学习过程是痛苦的，但也是极其有益的。它强迫你思考每一个对象生命周期的意义，每一个缓冲区刷新的时机。我记得有一章专门讲到了场景图（Scene Graph）的构建和优化，作者用了一种非常成熟的企业级软件设计思路来处理游戏对象的层次结构，这使得我对如何设计一个可扩展、易维护的大型项目有了全新的认识。这种面向“健壮性”和“性能”的设计哲学，远超出了我预期的“一本游戏开发教程”的范畴，更像是一本关于如何用Java构建高性能图形应用的设计蓝图。

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这本书最大的特点，也是最让我感到惊喜的地方，在于它对“性能瓶颈”的预判和解决策略的阐述。在当今这个追求帧率和低延迟的时代，如果不理解CPU与GPU之间的数据传输瓶颈在哪里，所有的视觉效果都只是空中楼阁。作者在书中花了大篇幅来讨论多线程处理物理计算和渲染准备工作的重要性，并且非常实际地给出了如何在Java中利用并发工具类来实现高效异步处理的范例。我曾尝试用其他框架搭建过一个包含数百个独立移动实体的简单场景，结果卡顿明显，后来对照书中关于批处理（Batching）和实例化（Instancing）的章节进行重构，效果立竿见影。那感觉就像是找到了隐藏在代码深处的“幽灵”，通过正确的工具将其驱散。这种实战经验的提炼，是任何纯理论书籍都无法比拟的宝贵财富，它不仅教你“怎么做”，更教你“为什么这样做”。

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这本书的封面设计着实抓人眼球，那种深邃的蓝与科技感的线条交织在一起，立刻让人联想到复杂而精妙的编程世界。我当初选择它，主要是因为我对Java基础已经有了一定的掌握，但一直苦于无法将这些知识点真正落地到大型、视觉冲击力强的项目中去。市面上很多所谓的“游戏开发”书籍，要么过于侧重理论的堆砌，晦涩难懂，要么就是只停留在“Hello World”级别的简单图形绘制上，让人望之却步。然而，这本书的排版和内容组织方式，给我一种非常扎实的感觉。它并没有急于展示那些炫酷的最终效果，而是从底层的数据结构和性能优化入手，这一点非常对我的胃口。那种深入骨髓的解释，让你明白为什么某些算法在这个特定的场景下比其他算法更有效率，而不是简单地告诉你“使用这个API”。对于任何想从“会写代码”跨越到“能构建复杂系统”的开发者来说，这种底层逻辑的梳理，简直是醍醐灌顶。我尤其欣赏作者在讲解坐标系统和矩阵变换时的细致，那种不厌其烦的推导过程，确保了即使是初次接触3D数学的读者也能建立起清晰的认知模型。

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总而言之，如果把学习编程比作盖楼，那么市面上很多书提供了预制的板房图纸，让你快速看到成果。而这本《Pro Java 6 3D Game Development》，则像是一本详尽的建筑学和材料学教材，它让你从理解钢筋混凝土的配比开始，一步步搭建起能够抵御风暴的摩天大楼。它并不适合只想快速做出一个看起来很酷的Demo的初学者，但对于那些渴望成为系统架构师、真正理解3D引擎内部运作机制的资深爱好者或职业开发者而言，它无疑是一本值得反复研读的经典。它的深度和广度，确保了你阅读完后，不仅仅是掌握了一套特定的API，而是掌握了一套解决复杂图形计算问题的通用思维框架，这是其无可替代的价值所在。

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在处理用户输入和交互反馈方面，这本书的处理手法也体现了其专业水准。很多教程往往将输入处理简化为“按键监听”，但在复杂的第一人称视角控制中，你需要处理键盘、鼠标（包括移动、点击、滚轮）的组合输入，并且还要考虑输入缓冲和去抖动（Debouncing）的问题。书中对输入事件流的设计提供了一个优雅的解决方案，它将输入采集、解析和动作分发解耦，使得修改控制方案（比如从键盘切换到游戏手柄）变得异常简单。我过去处理输入时经常遇到逻辑混乱的问题，现在看来，那是因为我缺乏一个清晰的架构模型。这本书提供的模型，不仅适用于3D游戏，我甚至考虑将其应用于我正在开发的另一个模拟软件的项目中，这证明了其架构思想的普适性和前瞻性。细节决定成败，这个模块的讲解，充分体现了作者对开发实践的深刻理解。

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挺有趣的，还有感应的内容，不过没空实验了

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