《Rust游戏开发实战》赫伯特·沃尔弗森【文字版_PDF电子书_】

| 书名:Rust游戏开发实战 作者:赫伯特·沃尔弗森(Herbert Wolverson) 出版社:人民邮电出版社 译者:米明恒 出版日期:2024-5 页数:300 ISBN:9787115626608 | 0.0 豆瓣评分 | 孔网购买 | 点击喜欢 | 全网资源sm.nayona.cn |
内容简介:
本书主要介绍基于Rust语言开发游戏的方法,还介绍了适用于Unity、Unreal等游戏引擎的技巧。
本书先设置开发环境,然后引导读者制作自己的Flappy Bird,借实例讲解Rust语言的基础知识。全书引导读者逐步完成一个《地下城爬行者》(Dungeon Crawler)游戏项目,通过实战帮助读者掌握Rust的相关知识,掌握用Bevy开发游戏的方法,以及在不影响程序调试的情况下运行游戏系统,对所开发的游戏进行优化。
本书适合所有对Rust语言感兴趣的读者阅读,也适合从事游戏开发的读者参考。
作者简介:
赫伯特·沃尔弗森(Herbert Wolverson)是一名非常有经验的程序员,主要从事游戏开发工作。他在游戏开发社区非常活跃,为多个开源项目做过贡献。
目 录:
第 一部分 初识Rust
第 1章 Rust及其开发环境 2
1.1 安装Rust 2
1.1.1 在Microsoft Windows上安装Rust 3
1.1.2 在其他操作系统上 安装Rust 3
1.1.3 完成安装 3
1.1.4 验证安装是否成功 4
1.1.5 测试Rust能否正常使用 5
1.1.6 版本更新 5
1.2 安装并配置开发环境 6
1.3 用Cargo管理项目 7
1.3.1 为代码选择一个主目录 7
1.3.2 用Cargo来开启一个新项目 7
1.3.3 运行Hello,World 8
1.3.4 与版本控制系统的集成 8
1.4 创建第 一个Rust程序 9
1.4.1 Cargo的元数据 9
1.4.2 Hello,World程序 10
1.5 用Cargo来构建、检查并运行项目 11
1.6 修正代码格式 12
1.7 用Clippy来发现常见错误 13
1.8 用Cargo进行包管理 15
1.9 小结 16
第 2章 Rust的第 一步 17
2.1 创建一个新的项目 17
2.2 捕捉用户输入 17
2.2.1 提示访客输入姓名 18
2.2.2 用变量存储姓名 18
2.2.3 接收键盘输入 19
2.2.4 读取用户输入 20
2.2.5 用占位符实现格式化打印 21
2.2.6 完整的问候程序 21
2.3 将输入处理逻辑移入函数 22
2.4 修剪输入数据 23
2.5 在数组中存储字符串 24
2.5.1 声明一个数组 25
2.5.2 在数组中查找元素 26
2.6 用结构体来组织数据 27
2.7 用向量来存储数量可变的数据 32
2.7.1 派生调试信息 32
2.7.2 用向量代替数组 33
2.7.3 用break跳出循环 34
2.7.4 为向量添加新元素 34
2.8 用枚举体来实现分类 36
2.8.1 枚举体 36
2.8.2 使用枚举类型和整数类型的数据成员 37
2.8.3 将枚举类型赋值给变量 38
2.8.4 枚举体的匹配 38
2.9 小结 41
第3章 构建第 一个Rust游戏 42
3.1 理解游戏循环 42
3.1.1 什么是bracket-lib以及bracket-terminal 44
3.1.2 创建一个使用bracket-lib的新项目 45
3.1.3 Hello,bracket Terminal 46
3.1.4 存储状态 46
3.1.5 Codepage 437: 由IBM扩展的ASCII字符集 50
3.2 创建不同的游戏模态 50
3.2.1 根据当前模态做出反应 51
3.2.2 play()函数的桩形式 52
3.2.3 主菜单 52
3.2.4 游戏结束菜单 54
3.2.5 完整的游戏控制流 54
3.3 添加游戏角色 55
3.3.1 渲染游戏角色 56
3.3.2 坠向不可避免的死亡 56
3.3.3 扇动翅膀 57
3.3.4 实例化玩家 57
3.3.5 常量 58
3.3.6 完善游戏程序的play()函数 59
3.3.7 扇动翅膀 60
3.4 创建障碍物并实现计分逻辑 60
3.4.1 渲染障碍物 61
3.4.2 一头撞到墙上 62
3.4.3 记录得分和障碍物的状态 63
3.4.4 在play()函数中加入障碍物和计分逻辑 64
3.4.5 将得分显示在游戏结束画面上 64
3.4.6 在重玩游戏时重置得分和障碍物 65
3.4.7 Flappy Dragon游戏效果 65
3.5 小结 65
第二部分 开发地下城探险类游戏
第4章 设计地下城探险类游戏 68
4.1 设计文档**的几个段落标题 68
4.1.1 为游戏命名 68
4.1.2 游戏的简要介绍 68
4.1.3 游戏剧情 69
4.1.4 基本的游戏流程 69
4.1.5 最简可行产品 69
4.1.6 延展目标 70
4.2 小结 70
第5章 编写地下城探险类游戏 72
5.1 将代码划分为模块 72
5.1.1 crate与模块 72
5.1.2 新建一个空的地图模块 73
5.1.3 模块的作用域 74
5.2 用prelude模块来管理导入项 74
5.3 存储地下城地图 76
5.3.1 图块在程序中的表示方法 77
5.3.2 创建一个空地图 77
5.3.3 为地图建立索引 78
5.3.4 渲染地图 79
5.3.5 使用地图模块的API 80
5.4 加入探险家 81
5.4.1 扩展地图的API接口 81
5.4.2 创建玩家角色的数据结构 82
5.4.3 渲染玩家角色 83
5.4.4 移动玩家角色 83
5.4.5 使用玩家模块的API 84
5.5 创建地下城 85
5.5.1 编写地图生成器模块 86
5.5.2 用石墙把地图填满 87
5.5.3 开凿房间 87
5.5.4 开凿走廊 88
5.5.5 建造地图并放置玩家角色 91
5.5.6 使用MapBuilder组件的API 91
5.6 Graphics,Camera,Action 92
5.6.1 地下城所使用的
Programmer Art 92
5.6.2 图层 94
5.6.3 制作摄像机 95
5.6.4 用摄像机来渲染地图 97
5.6.5 将玩家角色关联到
摄像机 98
5.6.6 清理图层,并关联函数和摄像机 98
5.7 小结 99
第6章 创建地下城居民 100
6.1 名词解释 100
6.2 用组件编排出实体 101
6.3 安装并使用Legion 102
6.3.1 将Legion添加到prelude中 103
6.3.2 删除一些老代码 103
6.3.3 创造游戏世界 104
6.4 编排出玩家角色 105
6.5 使用系统来实现复杂的逻辑 107
6.5.1 多个文件组成的模块 108
6.5.2 理解什么是查询 109
6.5.3 将处理玩家输入作为一个系统 111
6.5.4 批量渲染 114
6.5.5 地图渲染系统 115
6.5.6 实体渲染系统 116
6.6 添加怪兽 119
6.7 碰撞检测 121
6.8 小结 123
第7章 与怪兽交替前行 124
7.1 让怪兽随机游走 124
7.2 在回合制的游戏中移动Entity 127
7.2.1 存储回合状态 127
7.2.2 轮番上阵 128
7.2.3 拆分调度器 129
7.2.4 结束玩家的回合 131
7.3 发送意图消息 133
7.3.1 实体还可以当作消息来
使用 133
7.3.2 接收消息并进行移动 133
7.3.3 简化玩家输入处理逻辑 135
7.3.4 怪兽的移动消息 137
7.4 小结 137
第8章 生命值和近身战斗 138
8.1 为实体赋予生命值 138
8.2 添加平视显示系统 139
8.2.1 添加另一个渲染图层 139
8.2.2 渲染平视显示区 141
8.2.3 为怪兽添加名字 143
8.2.4 为怪兽添加名称和生命值 143
8.2.5 用悬浮提示来区分怪兽 145
8.2.6 注册各个系统 147
8.3 实现战斗功能 148
8.3.1 删除碰撞检测系统 148
8.3.2 表示攻击意图 148
8.3.3 玩家主动攻击 149
8.3.4 创建战斗系统 151
8.3.5 怪兽的反击 153
8.3.6 运行各个系统 154
8.4 将等待作为一种策略 155
8.5 小结 157
第9章 胜与负 158
9.1 创造更聪明的怪兽 158
9.1.1 标记新的行为 159
9.1.2 通过trait来支持寻路 160
9.1.3 映射地图 160
9.1.4 在地图中导航 161
9.1.5 具备热成像追踪能力的怪兽 164
9.1.6 定位玩家角色 165
9.1.7 迪杰斯特拉图 165
9.1.8 追杀玩家角色 167
9.1.9 缩减玩家角色的生命值 169
9.2 实现游戏结束画面 170
9.2.1 增加表示游戏结束的回合状态 170
9.2.2 检测游戏何时结束 171
9.2.3 显示游戏结束画面 172
9.3 寻找亚拉的护身符 173
9.3.1 构建护身符 173
9.3.2 安放护身符 174
9.3.3 判断玩家是否胜利 177
9.3.4 恭贺玩家取得胜利 178
9.4 小结 181
第 10章 视场 182
10.1 定义实体的视场 182
10.1.1 图块的透明度 183
10.1.2 用HashSet来整理数据 183
10.1.3 用组件来存储可见图块的集合 184
10.1.4 计算视场 187
10.1.5 渲染视场 189
10.1.6 隐藏实体 191
10.1.7 更新视场 192
10.2 限制怪兽的视场 193
10.3 添加空间记忆 195
10.3.1 逐步揭示地图 195
10.3.2 更新地图 196
10.3.3 渲染记忆中的地图 196
10.3.4 视场的其他用途 198
10.4 小结 199
第 11章 更具可玩性的地下城 200
11.1 创建trait 200
11.1.1 拆分地图建造器 201
11.1.2 用MapBuilder来提供地图 建造服务 201
11.1.3 定义代表架构的trait 202
11.1.4 用参考实现来测试 trait 203
11.1.5 调用空地图的架构 205
11.1.6 修改房间生成器 206
11.2 用元胞自动机算法来创建地图 207
11.2.1 元胞自动机理论 207
11.2.2 实现元胞自动机 208
11.2.3 生成一些随机噪声 209
11.2.4 计算邻居的数量 209
11.2.5 用迭代消除混乱 210
11.2.6 放置玩家角色 211
11.2.7 在没有房间的情况下生成怪兽 213
11.2.8 建造地图 214
11.2.9 调用基于元胞自动机的地图架构 214
11.3 用Drunkard’s Walk算法来创建地图 215
11.3.1 编写初始代码 216
11.3.2 用喝醉的矿工开凿洞穴 216
11.3.3 评估地图建造的完成度 217
11.3.4 一直挖到地图生成完毕 218
11.3.5 激活新的地图类型 220
11.3.6 随机挑选架构 220
11.4 在地图中使用预制区域 221
11.4.1 手工打造的地下城 221
11.4.2 放置金库 222
11.5 小结 226
第 12章 地图的主题风格 227
12.1 为地下城引入主题风格 227
12.1.1 用trait实现地下城主题风格 228
12.1.2 创建一片森林 229
12.2 使用主题风格进行渲染 230
12.2.1 挑选一个主题风格 231
12.2.2 使用选中的主题风格 232
12.2.3 根据主题风格来渲染地图 233
12.3 释放想象力 235
12.4 小结 235
第 13章 背包和道具 236
13.1 设计物品 236
13.1.1 用组件来描述物品 236
13.1.2 生成药水和地图 237
13.2 管理背包 239
13.2.1 捡起物品 240
13.2.2 显示背包物品 241
13.2.3 发送物品激活消息 243
13.2.4 激活物品 245
13.2.5 应用治疗特效 245
13.2.6 迭代物品并应用效果 246
13.2.7 处理疗伤事件 247
13.2.8 添加到调度器 248
13.2.9 去掉通过休息恢复生命值 249
13.3 小结 250
第 14章 更深的地下城 251
14.1 为地图添加楼梯 251
14.1.1 生成并渲染楼梯 251
14.1.2 更新地下城的行走逻辑 252
14.1.3 生成楼梯并替代护身符 253
14.2 追踪游戏关卡 255
14.2.1 关卡切换状态 256
14.2.2 切换关卡 257
14.2.3 找到玩家角色 258
14.2.4 标记需要保留的实体 258
14.2.5 删除其余的实体 259
14.2.6 将视场设置为脏 259
14.2.7 创建新地图 260
14.2.8 将玩家角色放置在新地图中 260
14.2.9 创建亚拉的护身符或者楼梯 260
14.3 在平视显示区中显示当前关卡 261
14.4 小结 262
第 15章 战斗系统和战利品 263
15.1 设计数据驱动的地下城 263
15.1.1 读取地下城的数据 265
15.1.2 扩展Spawner模块 266
15.1.3 映射并加载模板 266
15.1.4 用数据驱动的方式生成实体 268
15.1.5 新春大扫除 272
15.2 扩展战斗系统 274
15.2.1 由武器和爪子造成的伤害 274
15.2.2 伤害值组件 276
15.2.3 产生一些伤害 277
15.2.4 探险家不是八爪鱼 278
15.3 添加更多宝剑 279
15.4 小结 280
第 16章 最后的步骤和润色 281
16.1 打包游戏以进行分发 281
16.1.1 开启发布模式和链接时
优化 281
16.1.2 分发游戏 282
16.2 开发属于自己的地下城探险类游戏 283
16.3 更多内容 283
16.4 小结 284
第三部分 其他资源
附录A ASCII/Codepage 437对照表 286
附录B 简短的游戏设计文档 287
附录C Rust语法速查表 294
浏览器不支持脚本!
摘要:《Rust游戏开发实战》赫伯特·沃尔弗森是一部兼具技术深度与实践价值的游戏开发著作,全书围绕Rust语言在现代游戏开发中的应用展开,通过大量案例、架构分析以及开发思路,构建出一套完整而清晰的游戏开发体系。作品不仅讲解了Rust语言高性能、内存安全以及并发处理等核心优势,还深入分析了游戏引擎设计、图形渲染、物理系统以及资源管理等关键内容,使读者能够在学习语言特性的同时理解大型游戏项目的开发逻辑。书中将复杂的技术问题与真实开发场景相结合,既适合具备一定编程基础的开发者深入提升,也适合希望进入游戏行业的技术爱好者系统学习。赫伯特·沃尔弗森通过严谨的结构安排和细腻的案例拆解,让Rust从一门偏系统级的语言逐渐展现出在游戏开发领域中的巨大潜力。整部作品既体现了现代软件工程思想,也展现了未来游戏开发技术的发展方向。
Rust语言优势解析
《Rust游戏开发实战》首先从Rust语言本身的核心特性切入,通过大量实例向读者展示Rust在游戏开发中的独特优势。传统游戏开发往往需要在性能与安全之间做出取舍,而Rust凭借所有权机制与生命周期系统,在不依赖垃圾回收的前提下实现了内存安全,这种设计为高性能游戏开发提供了更加稳定的基础。
赫伯特·沃尔弗森在书中详细解释了Rust语言中的借用机制、线程安全以及零成本抽象等概念。对于许多开发者而言,这些内容往往较为抽象,但作者通过游戏中的对象管理、资源加载以及角色状态切换等场景进行演示,使复杂概念变得更加直观,也增强了读者的理解效率。
在多线程开发方面,Rust展现出了远超传统语言的稳定性。游戏运行过程中通常需要同时处理图像渲染、物理计算、AI逻辑以及网络同步等多个模块,稍有不慎就可能出现崩溃或数据冲突。书中通过并发案例说明Rust如何借助编译期检查减少运行时错误,从而提高大型游戏项目的可靠性。
作者还特别强调了Rust在底层性能优化中的表现。相比部分高级语言,Rust生成的机器代码更加接近底层系统,因此能够有效降低资源消耗。在游戏帧率要求极高的环境下,这种性能优势往往直接影响玩家体验,而这也是越来越多开发者关注Rust的重要原因。
对于初学者而言,Rust的学习曲线确实存在一定挑战,但《Rust游戏开发实战》通过循序渐进的结构安排降低了理解门槛。书中的代码示例从简单模块逐步扩展到完整项目,帮助读者在实践中掌握语言特性,而非停留在理论层面。
游戏架构设计思路
在游戏开发过程中,架构设计决定着整个项目的可维护性与扩展能力。《Rust游戏开发实战》用了大量篇幅分析游戏系统的整体架构,强调模块化设计在现代开发中的重要意义。作者认为,一个优秀的游戏项目不仅需要运行流畅,更需要具备长期维护与持续更新的能力。
书中对实体组件系统进行了深入讲解。传统面向对象架构在复杂游戏中容易出现继承混乱以及耦合度过高的问题,而实体组件系统则能够将角色属性、行为以及状态进行独立拆分,从而实现更加灵活的功能扩展。作者通过实际案例展示了Rust如何与这一架构模式高度契合。
资源管理也是本书重点讨论的内容之一。游戏开发往往涉及大量图片、音频、动画以及地图数据,如果缺乏有效管理,很容易造成内存浪费或者加载卡顿。赫伯特·沃尔弗森通过缓存系统、异步加载以及资源池设计等方式,展示了高效管理游戏资源的方法。
在输入系统与事件系统部分,作者分析了玩家操作与游戏逻辑之间的关系。无论是键盘输入、鼠标控制还是手柄反馈,都需要经过统一处理才能保证游戏运行稳定。书中提出的事件驱动模式不仅提高了程序响应效率,也增强了代码结构的清晰度。
此外,作者还探讨了大型项目中的调试与测试问题。游戏开发往往包含大量复杂逻辑,一旦出现错误,排查过程十分困难。通过Rust严格的类型系统以及自动化测试机制,开发者能够更早发现潜在问题,从而减少后期维护成本。
图形渲染技术应用
图形渲染是游戏开发中的核心内容之一,《Rust游戏开发实战》对此进行了系统性的介绍。书中从基础图形学原理讲起,逐步延伸到现代GPU渲染流程,使读者能够全面理解游戏画面是如何从代码转化为视觉效果的。
作者详细分析了OpenGL与Vulkan等图形接口在Rust中的应用方式,并通过实际案例展示如何创建渲染管线。对于许多开发者来说,图形接口往往存在较高学习门槛,但书中通过拆解渲染流程,将复杂步骤转化为容易理解的操作逻辑。
在二维与三维场景渲染部分,赫伯特·沃尔弗森强调了坐标系统、矩阵运算以及光照计算的重要性。游戏中的角色移动、镜头切换以及阴影变化,本质上都依赖于数学模型的支持。作者通过实际场景演示这些理论在项目中的具体应用。
粒子系统与动画系统同样是本书的重要内容。无论是爆炸特效、天气变化还是角色动作,都需要复杂的渲染逻辑支持。书中通过案例说明如何利用Rust高效管理大量动态图形对象,并在保证性能的同时实现细腻视觉效果。
值得关注的是,书中不仅强调画面表现,还十分重视渲染性能优化。作者从帧率控制、纹理压缩、批处理绘制等多个角度分析性能瓶颈,并提出针对性的解决方案。这些经验对于实际游戏项目具有很高参考价值。
实战案例开发过程
相比单纯理论讲解,《Rust游戏开发实战》更大的特色在于大量实战案例的融入。赫伯特·沃尔弗森通过完整项目开发流程,让读者真正理解游戏从概念到成品的构建过程。这种实践导向的写作方式大幅提升了整本书的学习价值。
书中案例覆盖了多个游戏类型,包括平台跳跃、射击冒险以及策略模拟等不同方向。每一个案例都从基础功能开始构建,再逐渐加入复杂机制,使读者能够在不断完善项目的过程中掌握开发技巧。
在角色控制系统部分,作者展示了如何实现移动、碰撞检测以及状态切换等核心功能。通过Rust的模式匹配与枚举机制,复杂角色逻辑能够得到更加清晰的表达,这种设计既提升了代码可读性,也降低了后期维护难度。
网络同步与多人联机部分同样具有较强实用性。现代游戏越来越重视在线互动,因此网络架构已经成为重要开发内容。书中通过客户端与服务器通信案例,讲解了状态同步、延迟处理以及数据压缩等关键技术。
在最终项目整合阶段,作者重点强调了工程化开发思维的重要性。从版本管理到模块协作,再到性能测试与发布部署,书中展示的不仅是编程技巧,更是一套完整的软件开发流程。这使得读者能够以更加专业的视角理解游戏产业的实际运作方式。
总结:
《Rust游戏开发实战》赫伯特·沃尔弗森不仅是一部技术教程,更是一部融合现代编程理念与游戏工业实践的开发指南。它通过Rust语言这一核心切入点,将系统编程、安全机制以及高性能开发与游戏产业需求紧密结合,为开发者提供了更加先进而稳定的技术方向。书中的案例与架构分析具有极强实用价值,能够帮助读者真正建立完整的游戏开发思维。
从语言特性到图形渲染,从架构设计到完整项目实战,这部作品展现了Rust在未来游戏开发中的巨大潜力。赫伯特·沃尔弗森通过严谨而深入的讲解,让读者在掌握技术细节的同时,也能够理解现代游戏开发背后的工程体系与创新理念。这不仅是一本关于Rust的书,更是一部关于未来开发趋势的重要作品。
本文由nayona.cn整理
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