基于XNA的游戏框架

论文摘要

游戏产业自进入新世纪以来取得了长足的进步,无论是国际游戏产业还是国内游戏产业,其产业规模都在近几年间呈现爆炸性增长的趋势。但是游戏开发技术在近几年间并没有呈现出相应的改进,某些新的软件开发技术和观念还未能引入到游戏开发领域中。微软新推出的XNA技术正是在这样的背景下,以跨平台、易用性等特点为目标推出的一项全新的游戏开发技术。该技术以.Net平台为依托,覆盖PC机和游戏机两大开发领域。因此,该技术正是游戏开发领域的未来。本研究课题以推广XNA技术和提高国内游戏开发技术水平为根本目的,在全新的XNA平台上,大胆尝试最新的软件开发实践和方法,综合利用敏捷软件开发、重构、设计模式等先进的软件开发思想。本研究课题的最终目标是为游戏开发人员和游戏爱好者提供一套基于XNA技术的工具和范例,帮助他们高效、快捷的完成游戏原形化的工作。为了实现这一目标,本研究课题选用Visual C# 2005 Express为开发环境,选用MagicDraw为设计工具,在SCRUM软件开发过程的指导下,以自下而上的方式构建基于XNA的2D游戏框架。该研发过程被分为四个迭代,每次迭代都以构建一个可以运行的简单游戏为目标。整体研发过程共解决如下技术问题:1、游戏的显示功能;2、可自定义的玩家控制接口;3、简单的物理模型系统;4、简单的图形化用户界面;5、简单的人工智能;最终,本研究课题在计划时间内完成了全部四个迭代周期,在技术难度大、资料有限的情况下,共编写完成贪吃蛇、乒乓球、推箱子、坦克大战共四个游戏,并从中提取部分功能组成游戏框架。本研究课题的全部代码均可在XNA平台上以稳定的速度运行,且其功能完全以真实的游戏为根本需求,真实可信。本研究课题开发的游戏覆盖解迷、动作等游戏类型,满足绝大部分2D游戏在开发过程中的需要。在代码的编写过程中,参考了众多的面向对象设计原则和设计模式,遵循.Net平台的编程规范,其源代码具有良好的可读性,是学习XNA技术的优秀资料。游戏开发人员和游戏爱好者可以从本研究课题的游戏代码中学习先进的游戏编程技术,并可在本研究课题的游戏框架上高效地开发出新的游戏软件。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 数字娱乐行业发展史简介
• 1.1.1 国际数字娱乐行业的变迁
• 1.1.2 国内数字娱乐行业的发展
• 1.2 游戏编程技术的发展
• 1.2.1 为特定硬件开发的时代
• 1.2.2 以高级语言开发的时代
• 1.2.3 采用游戏引擎开发的时代
• 1.2.4 网络游戏的时代
• 1.3 XNA 技术简介
• 1.3.1 XNA 技术发展路线图
• 1.3.2 XNA 技术的体系结构
• 1.3.3 XNA 技术优点
• 1.3.4 XNA 技术的未来
• 1.4 研究概要
• 1.4.1 研究背景总结
• 1.4.2 研究意义
• 1.4.3 待解决的问题
• 第二章 研发环境和研究重点
• 2.1 研发过程简述
• 2.1.1 敏捷软件开发方法
• 2.1.2 SCRUM 开发过程
• 2.2 开发工具简述
• 2.2.1 Visual C# 2005 Express
• 2.2.2 MagicDraw
• 2.2.3 Excel
• 2.3 研究方法和研究重点
• 2.3.1 自下而上的框架研发方法
• 2.3.2 研发重点
• 2.4 小结
• 第三章 简单砖块式动作游戏
• 3.1 典型游戏简介
• 3.2 基础显示模块
• 3.2.1 游戏主循环
• 3.2.2 载入图片资源
• 3.2.3 地板砖显示引擎
• 3.3 基本输入控制模块
• 3.3.1 贪吃蛇运动模型
• 3.3.2 获取用户输入
• 3.4 附加功能模块
• 3.4.1 吞吃的动画效果
• 3.4.2 游戏记分功能
• 3.4.3 游戏结果的显示
• 3.5 小结
• 第四章 简单连续式动作游戏
• 4.1 典型游戏简介
• 4.2 标题画面模块
• 4.3 物理模型模块
• 4.3.1 物理模型基本原理
• 4.3.2 物理运动模型
• 4.3.3 物理碰撞模型
• 4.4 自定义输入控制模块
• 4.4.1 输入控制接口
• 4.4.2 自定义规则的存储
• 4.5 简单人工智能
• 4.5.1 运动轨迹的计算
• 4.5.2 人工智能的程序设计
• 4.6 小结
• 第五章 简单砖块式解迷游戏
• 5.1 典型游戏简介
• 5.2 游戏模式
• 5.2.1 地板砖引擎的复用
• 5.2.2 箱子运动模型
• 5.3 编辑器模式
• 5.3.1 按钮与窗体控件
• 5.3.2 地图的存储与载入
• 5.4 小结
• 第六章 复杂连续式动作游戏
• 6.1 典型游戏简介
• 6.2 复杂游戏模型
• 6.2.1 双引擎移动方式
• 6.2.2 旋转瞄准方式
• 6.3 复杂动画效果
• 6.4 碰撞检测功能的复用
• 6.5 简单寻路逻辑
• 6.5.1 A*算法的基本概念
• 6.5.2 A*算法的程序设计
• 6.6 小结
• 第七章 基于XNA 的2D 游戏框架
• 7.1 框架结构
• 7.2 小结
• 第八章 结论
• 8.1 评价
• 8.2 未来的改进
• 致谢
• 参考文献
• 攻硕期间取得的研究成果