客户端入门十二小时 FOOLFLY DEMO DESIGN 讲师：林伟

个人资料 姓名：林伟 昵称：小林子、小林 网名：skywind 年龄：18 （！？） 职业：休闲组程序员，负责平台开发 POPO：skywind3000 EMAIL：weilin@corp.netease.com

课程历史 1998年，教同学写游戏，完成DEMO原型 1999年，应网友要求，重新注释改写 2001年，某培训公司盗版为培训内容 2003年，电子科大MSTC课堂第一讲内容 2003年，川大/西华大学交流讲座 2006年，第五次重讲

Talk to me like I’m a 3 years old ! Create Game In 12 Hours Talk to me like I’m a 3 years old ! ---- Digiben

艺术作品为了给人带来享受 ； 那作为艺术创作的游戏开发，又为了什么？ －－为了追求 “美”

学习游戏编程的八大误区 误区一：很多作品只能叫做 “程序” 而不能称为 “游戏” 误区二：执着于各种技巧而忽视了基本素质的培养 误区三：执着于流行的API，认为： 会写游戏 ＝ 掌握一两套API 误区四：执着于大而全，系统就像一只吞噬了各种化学品的魔兽 误区五：执着于引擎创作爱重复劳动： 最失败的引擎 ＝ 拿来主义 ＋ 函数改名 误区六：不消于使用脚本语言，喜欢CPP至上论 误区七：缺少科学的测试方法，写出来的程序BUG不断 误区八：作品缺乏游戏性，程序设计缺乏美感

课程内容及目的 课程内容 主要目的 基本要求 时序控制：显示贞 / 逻辑贞 / AI 贞的基本概念与作用，常见错误分析 图形显示：常见绘制原理 / 三大功能接口 / 简单显卡原理 / 导致低效的原因 数据结构：游戏对象描述 / 并行状态机的转移与变迁 输入控制：游戏输入与应用程序输入的区别 / 硬件编程接口 代码分析：随堂讲解飞行游戏DEMO－FOOLFLY 主要目的 讲解客户端开发用到的基本原理 / 常见错误分析 / 优化技巧 使客户端入门者 / 其他对客户端开发感兴趣者 对2D游戏客户端有一个总体概念 基本要求 熟练使用 TurboC2.0 语言，并且了解计算机基本原理

十二小时入门技巧 花两小时听完本课程 花两小时阅读完200多行的FOOLFLY代码 花三小时为游戏增加两种新的NPC敌人 花三小时为游戏增加一个BOSS 剩下的时间吃饭/午睡 恭喜你成为初级客户端程序员 ！！

麻雀虽小五脏俱全 双击右边图标打开DEMO 保存成foolfly.c用TC20编译 大小：200多行 内容：太空射击游戏 方向键控制飞机移动 CTRL键发射激光 代码很烂，大家忍着点看 浏览FOOLFLY代码（无病毒）

格 言 不管现在流行什麽语言，你都可以肯定十年二十年之後它不再风光。我总是在自己的书中写些不时髦的东西，但这些东西却值得後代子孙记取。 格 言 不管现在流行什麽语言，你都可以肯定十年二十年之後它不再风光。我总是在自己的书中写些不时髦的东西，但这些东西却值得後代子孙记取。 --- Donald Knuth

游戏时序控制 基本原理：显示贞/逻辑贞/AI贞 的概念与用途 常见错误：为何计时不准？为 何运行缓慢？ 常见错误：为何计时不准？为 何运行缓慢？ 正确方法：精确的时间控制 / 简单8254编程 代码分析：FOOLFLY DEMO

FPS – 游戏逻辑的基本单位 任务一：复位所有图形/非图形的数据 任务二：浏览所有的游戏对象并更新状态 任务三：处理用户输入 任务四：绘制并更新图形 任务五：事件驱动部分 基本作用：游戏的主循环每秒进行20-60次

经典的游戏主程序 传统流程图介绍 有什么局限？ 值得改进的地方？ 状态更新 输入控制 图形绘制 是否结束 事件驱动 时间控制

几个相关问题 游戏循环占用时间？循环本身优化方法？ 为何区分显示贞、逻辑贞、AI贞、网络贞？ AI贞与逻辑贞工作类似，为何独立出来？ 如果显示贞是60FPS，其他贞应为多少？

时序控制在于基本功能的合理调度 时间控制： 常见贞率： 主动控制：计算时间差并 － Sleep 被动控制：等待时钟消息 － WM_TIMER 显示贞：20-60FPS 逻辑贞：10-30FPS

下面代码有什么问题？ def main_loop ( FPS = 10 ): while not gamend: time_delay = 1.0 / FPS while not gamend: time_start = time.time() ….. time_last = time.time() – time_start time.sleep ( time_dalay – time_last ) return True

8254可编程时钟芯片（了解） unsigned long fclock ( void ) /* 读取 1.19MHz的32位系统时钟 */ { unsigned long t ; disable() ; /* 静止中断发生 */ outportb ( 0x43, 0 ) ; /* 告诉8254我想读时钟 */ t = inportb ( 0x40 ) ; /* 读取 1193181Hz的8254时钟 */ t = t + ( inportb ( 0x40 ) << 8 ) ; /* 时钟分两次从同端口读入 */ t = 0xffff ^ t ; /* 读出来的16bit值需要取反 */ enable() ; /* 打开中断开关 */ return ( clock() << 16 ) + t ; /* time = (not t) + (clock()<<16) */ }

传统CPU的计时方式（了解） 8254芯片如何与CPU协同工作？ 为什么DOS下clock()函数是18.2次？ 3号计时器输出引脚与CPU的IRQ引脚相连接 3号计时器倒计时为0时输出低频电压 低频电压（逻辑1）触发CPU的时钟中断 为什么DOS下clock()函数是18.2次？ 很简单：1193181 / (2 ^ 16) = 18.2 因为8254芯片的寄存器是16bit的 通过改变3号计时器的倒计时初始值，可改变中断频率

FOOLFLY DEMO － 需要改进么 while ( ! GameOver ) /* GameStart(void) 主函数内容 */ { while ( fclock() – start <= 45000L) ; /* 1193181 / 45000 = 26 (FPS) */ start = fclock() ; /* 时间控制 */ clear() ; /* 1.清屏. 以下5点为游戏的主循环 */ timepass++ ; /* 2.时间基数++ */ control() ; /* 3.事件处理 */ drivers() ; /* 4.事件引擎 */ show() ; /* 5.显示 */ if (--Sound <= 0) nosound(); /* 声音处理 */ if ((timepass&3)==0) printf("%d\r",GameScore); /* 到一定时间更新分数 */ if (keys[KEY_ESC]) GameOver = 1 ; }

精确计时通用代码（掌握） def main_loop ( time_last = 0.1 ): time_current = time.time () time_slap = time_current + time_last while not gamend: if time_current < time_slap: time.sleep ( time_slap – time_current ) time_slap = time_slap + time_last process_fps () return True

SUMARY 时序控制在于基本逻辑的合理调度 FPS（贞）是游戏逻辑的基本周期单位 熟悉时序控制等于了解游戏流程的脉络 拆分显示贞与逻辑贞以优化流程 错误的计时方法 / 精确计时法 简单8254时钟芯片的编程方法

小调查 课程内容前后将涉及三部分硬件编程内容：8254 / 简单显卡编程 / 键盘控制，这些附属内容其实对今天的游戏开发关系并不大，是否照原计划讲解还是快速带过就行： * 希望按PPT照常讲解请按 －－ 1 * 希望少讲点节约时间请按 －－ 0

格 言 人什么时候碰到麻烦？－ 把简单的事情想复杂了；或者把复杂事情想简单了 。。。 －－ 葛优

TEA - TIME 喝水时间，休息十分钟 （接下来将介绍图形技术）

游戏图形显示 常见绘制：DB / PF / DR 三大接口：绘点/绘位图/刷新 绘制原理：简单VGA编程 实战分析：用DEBUG绘图 代码分析：FOOLFLY DEMO

常用技术原理 三种常用显示方式 三个基本绘制功能 Double Buffer（双缓存）：主存绘制并一次拷到显存 Page Flip（页面翻转）：显存绘制，完成后切换 Dirty Rect（脏矩形）：每次绘制更改部分 三个基本绘制功能 PutPixel：常用画点函数 Blit（位图拷贝）：将某图片中某举行拷贝到目标图片 Refresh（刷新）：将之前绘制的东西一次性显示出来

给我一个支点，我能撑起整个地球 给我一个画点函数，我能绘制整个世界

显卡如何工作的？ 显存上的数据映射出显示器画面 更改显存数据就改变了图象 分辨率：320x200x256c 点大小：一个点对应一个字节 显存地址：0x000A0000H 绘制原理：找到并改写对应显存

一行代码完成画点（掌握） char far *video = ( char far* ) 0xa0000000L ; void putpixel ( long x, long y, char col ) { video [ y * 320 + x ] = col ; } 注：上面程序效率不高，该如何优化？

BLIT － 主要任务 图形计算：源/目标图片大小及内存地址 明确模式：是否透明 明确效果：是否镜面翻转 具体绘制：将源图形拷贝到目标位置 PS: BLIT（BitBlt）位图拷贝，主要图形接口

透明色并带镜像的 BLIT void putimage ( int x, int y, char *b, int mode) { int len, wid, i, j ; len = b[0] + ( int ) b[1] * 256 ; /* 计算大小 */ wid = b[2] + ( int ) b[3] * 256 ; x -= len / 2 ; y -= wid / 2 ; /* 中心对称 */ for ( j = 0, b = b + 4 ; j < wid ; j++ ) for ( i = 0 ; i < len ; i++, b++ ) { if ( *b && !mode ) pixel ( x + i, y + j,*b ) ; if ( *b && mode ) pixel ( x + i, y + wid – j -1,*b ) ; }

双缓存机制一行代码 char far *VideoBuf = ( char far* ) 0xa0000000L ; char far *MemBuf = NULL ; /* 初始化分配64K */ /* 更新系统内存中的图形到显存 */ void show ( void ) { memcpy ( VideoBuf, MemBuf, 64000L ) ; }

最简单的特效绘制 双层卷屏特效：两层星空背景的简单实现 主角激光武器：简单的画两条直线 NPC爆炸特效：闪烁并消失

明明三行代码做得完的工作，偏偏要用30行去完成，并称之为代码复用；然而在第二个项目中往往把 98%打破重写，并美其名曰 － “重构”。。。 封装的陷阱（小笑话） 明明三行代码做得完的工作，偏偏要用30行去完成，并称之为代码复用；然而在第二个项目中往往把 98%打破重写，并美其名曰 － “重构”。。。

常用优化方法（了解） 避免显存访问慢：频繁绘制在主存完成 避免画面不平滑：显示器垂直同步时绘制 提高代码速度：代码优化/CPU新特性/DMA 使用硬件加速：换用支持硬件加速的API 其他优化技巧：预渲染/脏矩形 。。。 没办法的优化：降低分辨率 / 减少色素

C++充满了太多技巧，可以让一个人表现自己很聪明，底层技术同样 － 不要陷入太深进而作茧自缚 拿得起还要放得下 C++充满了太多技巧，可以让一个人表现自己很聪明，底层技术同样 － 不要陷入太深进而作茧自缚 －－ 某同事

案例分析 ALLEGRO 相关代码 FOOLFLY相关代码

SUMARY 基本图形绘制原理及常见接口 简单显卡编程方法 简单优化策略 具体案例分析

TEA - TIME 喝水时间，休息十分钟 （下讲将介绍数据结构）

写代码追求 “三种美感” 简约美： 结构美： 境界美： 指简单性，认为简单即是美 简单并且真切有力 指可拆分性，结构富于美感，代码可分可合 指开发的同时应伴随富于审美的精神追求 一念动，万念相生；一波动，万波相随

游戏数据结构 对象描述：游戏对象描述 状态描述：状态变迁与转移 资源数据：图形/声音数据 属性数据：角色属性数据

基本数据结构 游戏对象描述：定义基本游戏单位 对象数组操作：分配 / 释放 / 索引 对象状态更新：并行状态机

FOOLFLY 的对象描述 struct TObj { /* 所有对象将于每贞遍历 */ int mode ; /* 0为未用 1为敌人 2为导弹 */ int type ; /* 子状态 */ int index ; /* 辅助变量 */ int next ; /* 状态变量 */ int x, y ; /* 位置坐标 */ } Objs[MAX_OBJ];

DEMO案例分析 为Objs数组分配空域位置：mode == 0 对象销毁后释放方法：mode -> 0 当对象增多了以后该如何描述？ 当事件复杂了该如何改进？

TEA - TIME 喝水时间，休息十分钟 （接下来将介绍键盘输入）

游戏输入控制 输入控制的分类及原理 键盘控制器原理 简单IRQ编程 FOOLFLY代码分析

基本原理介绍 应用程序输入控制：串行输入 游戏程序输入控制：并行输入 唯一的接口：查询某键是否被按下

键盘控制器简单编程（了解） /* 键盘服务程序 */ void interrupt NewInt9 (void) /* 键盘 IRQ服务程序 */ { unsigned char key ; key = inportb ( 0x60 ) ; /* 读键盘扫描码 */ if ( key < 0x80 ) keys [ key ] = 1 ; /* 如果最高位是0,则为按下 */ else keys [ key & 0x7f ] = 0 ; /* 如果最高位是1,则为放开 */ key = inportb ( 0x61 ) ; key |= 0x80 ; outportb ( 0x61, key ) ; /* 告诉键盘已接收 */ outportb ( 0x61, key & 0x7f ) ; outportb ( 0x20, 0x20 ) ; /* 发送中断结束信号 */ }

键盘控制器与CPU协作（了解） 键盘按下或者放开某键都会输出低电平 该输出传向CPU的键盘IRQ引脚引发中断 中断程序返回后继续刚才的地方执行 那么默认的键盘 IRQ程序做些什么那？

SUMARY 本章所有内容属于了解范围 只要了解如何在游戏中使用查询接口即可 实际开发中完全可将本章代码 copy/paste 现在的操作系统都有现成的接口提供

FOOLFLY 代码分析 随堂DEMO的主体代码回顾 通过代码介绍回顾课程各部分内容

FOOLFLY 编译说明 请使用 TurboC2.0或者 BC3.1编译 如果用 TC20，注意设置路径等 该程序是 DOS程序，内存用 Large方式

课后作业 － 留给想继续深入者 请重写游戏，将我的飞机从横版改为纵版 请完成至少三种NPC敌人，一种奖励道具 请完成至少一个有难度的 BOSS 请提供双打，与别人分享你的 “小游戏”

只开风气，不为人师 －－ 胡适

胡言乱语，不知所云

MAIL: weilin@corp.netease.com 课后交流 《入门十二小时》的所有内容到此结束 感谢 CCTV，感谢 ChannelV MAIL: weilin@corp.netease.com