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Spiele-Entwicklung mit dem Microsoft XNA Framework - Einstieg und professioneller Einsatz
von: Jens Konerow
entwickler.press, 2009
ISBN: 9783939084549, 502 Seiten
Format: PDF, OL
Preis: 25,00 EUR
Ersparnis: 9,90 EUR
Mehr zum Inhalt
Spiele-Entwicklung mit dem Microsoft XNA Framework - Einstieg und professioneller Einsatz
Inhaltsverzeichnis
4
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
21
1.1 Installation
21
1.2 Projekttypen
22
1.3 XNA Creators Club
23
1.4 Das XNA Framework im Überblick
24
1.4.1 Platform
25
1.4.2 Core Framework
25
1.4.3 Extended Framework
26
1.4.4 Games
27
1.5 Das Fundament eines Spiels: Die Game- Klasse
27
1.5.1 Das ereignisbasierte Modell
28
1.5.2 Der Game Loop
28
1.5.3 Die GameTime-Struktur
29
1.5.4 Im Fokus: Die Draw()-Methode
30
1.6 Fullscreen
31
1.6.1 Das Dilemma mit den Auflösungen
31
1.6.2 Save Regions
32
1.7 Zusammenfassung
33
2 Zweidimensionale Grafikausgabe
35
2.1 Grundlagen
35
2.1.1 Der Ursprung eines Sprites
36
2.1.2 Sprites rendern
37
2.1.3 Transparenz
42
2.2 Game Components
43
2.2.1 Nichtgrafische Komponenten
44
2.2.2 Die Game.Components-Auflistung
44
2.2.3 Game Services
45
2.3 Transformationen
47
2.3.1 Rotation
47
2.3.2 Vor- und Rückbewegung
49
2.3.3 Die Komponente im Überblick
49
2.4 Sprite-Animationen
51
2.4.1 Der Konstruktor
51
2.4.2 Grafische Ressourcen laden
52
2.4.3 Selektion des nächsten Animationsframes
53
2.4.4 Animation rendern
54
2.5 Background Scrolling
55
2.6 Text ausgeben
57
2.6.1 Eine FpsCounter-Komponente
61
2.7 Zusammenfassung
63
3 Interaktionen
65
3.1 XINPUT
65
3.2 Xbox 360 Controller
65
3.2.1 Force Feedback
68
3.2.2 Die VibrationManager-Komponente
68
3.3 Tastaturstatus ermitteln
72
3.4 Ansprechen der Maus
72
3.5 Lenkräder, Gitarren & Co
73
3.6 Xbox Guide Interface
73
3.6.1 Eingabeaufforderung
74
3.6.2 Message Boxen
75
3.6.3 Storage Device Selector
77
3.7 Storage Devices
77
3.7.1 Title Storage
77
3.7.2 User Storage
77
3.7.3 Dateien auflisten
78
3.7.4 Dateien lesen und ändern
78
3.7.5 Daten (de)serialisieren
79
3.8 Game States
80
3.8.1 Anforderungsanalyse
80
3.8.2 Die Basisklasse: Screen
81
3.8.3 Das Oberhaupt: Die ScreenManager-Klasse
84
3.8.4 Hilfsklasse zur Verarbeitung von Benutzereingaben
87
3.8.5 Implementierung eines Cursors
89
3.8.6 Exemplarische Implementierung
90
3.9 Kollisionskontrolle
92
3.9.1 Bounding Boxes
93
3.9.2 Kollisionskontrolle auf Pixelbasis
94
3.9.3 Per-Pixel-Kollisionskontrolle bei transformierten Objekten
97
3.10 2D-Partikelsysteme
103
3.10.1 Eigenschaften eines Partikels
103
3.10.2 Fundament: Die ParticleSystem-Klasse
105
3.10.3 Beispiel: Explosion
110
3.10.4 Beispiel: Fahrzeugspuren
112
3.11 Das erste Spiel: 2D Airplane Shooter
115
3.11.1 Übersicht der Screens
116
3.11.2 Darstellung der Gegner
117
3.12 Zusammenfassung
118
4 3D-Grundlagen
119
4.1 Vertices und Primitive
119
4.2 Koordinatensysteme
119
4.2.1 Objektkoordinaten (Object Space)
120
4.2.2 Weltkoordinaten (World Space)
121
4.2.3 Sichtkoordinaten (Camera Space)
121
4.2.4 Bildschirmkoordinaten (Screen Space)
121
4.3 Der Vertex Buffer
121
4.3.1 Initialisierung des Vertex Buffers
122
4.3.2 Vertex Buffer mit Daten bestücken
123
4.3.3 Vertex Declaration
123
4.4 Kameraeinstellung
125
4.4.1 View Matrix
126
4.4.2 Projection Matrix
126
4.4.3 World Matrix
127
4.5 Rendering mithilfe der BasicEffect-Klasse
128
4.5.1 Initialisierung und Konfiguration
129
4.5.2 Primitive rendern
129
4.6 Render States
131
4.6.1 Back Face Culling
131
4.6.2 Fill Mode
132
4.7 Der Tiefenspeicher (Z-Buffer)
132
4.7.1 Z-Buffer (de)aktivieren
133
4.7.2 Z-Buffer „säubern&ldquo
134
4.8 Der Index Buffer
135
4.8.1 Initialisierung
136
4.8.2 Indizes definieren
136
4.8.3 Geometrie mit Index Buffern rendern
137
4.8.4 Indexed Primitives in Szene gesetzt
139
4.9 Zusammenfassung
141
5 Texturen, Beleuchtung und 3D-Modelle
143
5.1 Texturen
143
5.1.1 Texturkoordinaten
144
5.1.2 Texturen laden und anwenden
146
5.1.3 Texturadressierung
147
5.1.4 Mipmaps
151
5.1.5 Pixelformate
152
5.1.6 Texturfilter
152
5.1.7 Das additive Farbmodell
157
5.1.8 Alpha Blending
158
5.1.9 Alpha Testing
164
5.1.10 Ein Surface als Render-Ziel verwenden (Render to Texture)
165
5.1.11 Erstellen von Screenshots
171
5.2 Materialien und Beleuchtung
172
5.2.1 Materialeigenschaften
174
5.2.2 Direktionale Lichtquellen
175
5.3 Die virtuelle Kamera
175
5.3.1 Das Fundament einer virtuellen Kamera
176
5.3.2 First-Person-Kamera
176
5.4 Billboards
179
5.4.1 Theorie
180
5.4.2 Implementierung
181
5.5 Meshes
183
5.5.1 Aufbau eines 3D-Modells
184
5.5.2 Modelle laden
185
5.5.3 Modell rendern
186
5.6 Nebel
189
5.6.1 Linearer Nebel
190
5.6.2 Exponentieller Nebel
191
5.6.3 Vertex Fog versus Pixel Fog
191
5.6.4 Range-Based Fog
191
5.7 Antialiasing (Multisampling)
192
5.7.1 Multisampling aktivieren
193
5.8 Zusammenfassung
195
6 Die Content Pipeline
197
6.1 Architektur der Content Pipeline
197
6.2 Content Processor zur Generierung eines Terrains
199
6.2.1 Konvertierung der Textur
201
6.2.2 Aufspannen des Drahtgittermodells
202
6.2.3 Materialeigenschaften
202
6.2.4 Vertex Channels
203
6.2.5 Primitive festlegen
204
6.2.6 Konvertierung der Modelldaten
205
6.2.7 Content Processor verwenden
205
6.3 Content-Pipeline-Komponenten debuggen
206
6.4 Parametrisierter Content Processor
207
6.4.1 Einem Content Processor Parameter übergeben
209
6.5 Sky Box
209
6.5.1 XML Content Importer verwenden
210
6.5.2 Content Processor: Sky Box
212
6.5.3 Content Compiler: Sky Box
213
6.5.4 Content Reader: Sky Box
215
6.5.5 Sky Box rendern
217
6.6 Linsenreflektionen (Lens Flares)
218
6.6.1 Elemente
219
6.6.2 Theorie
219
6.6.3 Der Content Importer
223
6.6.4 Der Content Processor
226
6.6.5 Die Content Compiler
226
6.6.6 Der Content Reader
227
6.6.7 Lens-Flare-Effekt rendern
228
6.6.8 Occlusion Queries
230
6.7 Quadtree
235
6.7.1 Der Content Importer
236
6.7.2 Der Content Processor
238
6.7.3 Content Compiler
248
6.7.4 Content Reader
250
6.7.5 Die Quadtree-Klasse
253
6.7.6 Brute Force Rendering
254
6.7.7 View Frustum Culling
254
6.7.8 Kollisionskontrolle mit dem Terrain
256
6.8 Picking
258
6.8.1 Grundlagen
259
6.8.2 Picking auf 3D-Modelle ausführen
260
6.8.3 Picking auf Primitive-Ebene
261
6.9 Custom Model Processor
270
6.9.1 Die CustomModelContent-Klasse
271
6.9.2 Custom Model Content Processor
272
6.9.3 Der Content Compiler
274
6.9.4 Der Content Reader und die CustomModel-Klasse
275
6.10 Automatische Serialisierung
278
6.11 Zusammenfassung
280
7 Stencil Buffer
281
7.1 Initialisierung des Stencil Buffers
282
7.2 Der Stencil-Test
283
7.2.1 Reference Stencil
284
7.2.2 Stencil Mask und Stencil Write Mask
284
7.2.3 Vergleichsoperatoren
284
7.2.4 Aktualisierung des Stencil-Buffer-Inhalts
285
7.2.5 Der Stencil Buffer in Aktion
286
7.3 Realisierung eines Spiegels
288
7.3.1 Überblick
288
7.3.2 Back Buffer und Stencil Buffer beschreiben
289
7.3.3 Reflektion rendern
290
7.4 Zusammenfassung
292
8 Shader-Programmierung
293
8.1 High Level Shader Language
294
8.1.1 Vertex Shader
294
8.1.2 Pixel Shader
295
8.1.3 Shader Models
295
8.1.4 Schlüsselwörter
296
8.1.5 Primitive Datentypen
296
8.1.6 Vektoren und Matrizen
297
8.1.7 Swizzling
298
8.1.8 Schreibmasken
298
8.1.9 Strukturen
299
8.1.10 Typkonvertierung
299
8.1.11 Modifizierer
301
8.1.12 Funktionen
302
8.1.13 Programmablaufsteuerung
303
8.1.14 Integrierte Funktionen
304
8.2 Effekte im XNA Framework
305
8.2.1 Der erste Vertex Shader
306
8.2.2 Der erste Pixel Shader
308
8.2.3 Renderoptionen (Technique)
310
8.2.4 Die Effect-Klasse
312
8.2.5 Effect Pools
314
8.3 Lichtquellen
318
8.3.1 Grundbeleuchtung (Ambient Lighting)
319
8.3.2 Direktionale Lichtquellen
319
8.3.3 Specular Highlights
323
8.3.4 Punktlichter (Point Lights)
327
8.3.5 Spotlichter
331
8.4 Bump Mapping
334
8.4.1 Content Processor zur Aufbereitung der Daten
336
8.4.2 Der Content Compiler
340
8.4.3 Globale Variablen der Effekt-Datei
340
8.4.4 Der Vertex Shader
341
8.4.5 Der Pixel Shader
342
8.5 Sky Boxes mit Cube Maps
343
8.5.1 Der Content Processor
344
8.5.2 Die SkyBox-Klasse
346
8.5.3 Globale Variablen der Effekt-Datei
347
8.5.4 Der Vertex Shader
347
8.5.5 Der Pixel Shader
348
8.6 Environment Mapping
348
8.6.1 Dynamische Cube Map erzeugen
349
8.6.2 Globale Variablen der Effekt-Datei
351
8.6.3 Der Vertex Shader
351
8.6.4 Der Pixel Shader
352
8.7 Texture Splatting
352
8.8 Gräser
355
8.8.1 Der Content Processor
356
8.8.2 Globale Variablen der Effekt-Datei
360
8.8.3 Der Vertex Shader
361
8.8.4 Der Pixel Shader
362
8.9 Wasser
362
8.9.1 Reflektionen
363
8.9.2 Clip Planes
365
8.9.3 Projektion der Reflektion
366
8.9.4 Simulation der Wellenbewegung
367
8.9.5 Lichtbrechung (Refraction)
368
8.9.6 Der Render-Vorgang aus Anwendungssicht
370
8.9.7 Fresnelsche Formel
372
8.9.8 Zusammenfassung
374
8.10 Partikelsysteme (Point Sprites)
378
8.10.1 Die ParticleSystem-Klasse im Überblick
379
8.10.2 Dynamische Vertex Buffer
380
8.10.3 Neue Partikel hinzufügen
381
8.10.4 Partikelsystem aktualisieren
383
8.10.5 Den Partikeleffekt rendern
385
8.10.6 Point Sprites
388
8.10.7 Der Vertex Shader
389
8.10.8 Der Pixel Shader
392
8.10.9 Anwendungsbeispiel: Rauch
393
8.10.10 Anwendungsbeispiel: Explosion
395
8.11 Instancing
397
8.11.1 Hardware Instancing
398
8.11.2 Shader Instancing
403
8.11.3 VFetch Instancing
405
8.12 Shadow Mapping
407
8.12.1 Kameraperspektive transformieren
408
8.12.2 Shadow Map rendern
410
8.12.3 Szene schattieren
414
8.13 Post Processing Effects
416
8.14 Post Processing: Kamerawackeln
418
8.14.1 Globale Variablen der Effekt-Datei
418
8.14.2 Der Pixel Shader
419
8.15 Post Processing: Schwarz-Weiß-Szene
419
8.16 Post Processing: 2D-Druckwelle (Distortion)
420
8.16.1 Globale Variablen der Effekt-Datei
421
8.16.2 Der Pixel Shader
422
8.17 Post Processing: Bloom
423
8.17.1 Die Bloom-Klasse
424
8.17.2 Helle Anteile extrahieren
425
8.17.3 Gaussian-Blur-Filter
426
8.17.4 Szenenkomposition
430
8.18 Post Processing: Light Shafts
432
8.18.1 Grundlagen
433
8.18.2 Multiple Render Targets (MRT)
434
8.18.3 Globale Variablen der Effekt-Datei
437
8.18.4 Der Pixel Shader
438
8.19 Zusammenfassung
440
9 Medienwiedergabe
441
9.1 XACT
441
9.1.1 Zweidimensionale Audiowiedergabe
442
9.1.2 In Memory versus Streaming
447
9.1.3 Kategorien
449
9.1.4 Effekte
450
9.1.5 Kompression
450
9.1.6 Dreidimensionale Audiowiedergabe
451
9.1.7 Variablen
453
9.1.8 Runtime Parameter Controls (RPC)
455
9.2 SoundEffect-API
457
9.3 Media Library
460
9.3.1 Alben, Playlists und Songs listen
460
9.3.2 Wiedergabe von Songs aus der Medienbibliothek
461
9.3.3 Songs importieren
462
9.4 Videos
462
9.5 Zusammenfassung
465
10 Multiplayer
467
10.1 Netzwerke
467
10.2 Architekturen (Netzwerktopologien)
468
10.3 Client/Server
468
10.4 Peer-to-Peer
469
10.5 Sessions
470
10.5.1 Session anlegen
472
10.5.2 Sessions suchen und beitreten
474
10.5.3 Paketverluste und Antwortzeiten
475
10.5.4 Session-Ereignisse
476
10.5.5 Nachrichten versenden
477
10.5.6 Nachrichten empfangen
478
10.5.7 Lobbies
478
10.5.8 Sprachübertragung (Voice Support)
479
10.6 Gamer Services
479
10.6.1 Spieleranmeldung
480
10.6.2 Avatare
480
10.6.3 Spielerprofile
480
10.6.4 Anwesenheitsinformationen (Presence Information)
483
10.6.5 Einladungen (Game Invitations)
484
10.6.6 LIVE Party Support
485
10.7 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
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