游戏程序员修炼之道

参考书本的理论及互联网的海量信息，使用工具进行庖丁解牛，在项目或示例的实践中进行验证，最后沉淀总结成文转换成自己的知识体系与经验。

理论与实践相结合，夯实基础，循序渐进，不求甚解，融会贯通，及时总结并与人分享！

 

工具

操作系统：windows服务（任务计划）、windows命令、批处理、visualbasic script

数值算法：excel、matlab、spss

数值可视化：PhysX Visual Debugger（PVD）、processing

图形图像：Deep Exploration、meshlab

图片：ImageMagic、gifski、ScreenToGif

视频：FFmpeg

shader：RenderMonkey、FX Composer、OpenGL Shader Designer

商业渲染器：RenderMan、V-Ray、mental ray

开源或免费渲染器：LuxRender、Cycles、Mitsuba、pixie、OptiX

地图：arcgis、google earth、baidu map

Plugins与宏(windows资源管理器插件、vs等IDE插件、调试器插件、Office插件、Unity等编辑器插件、UE编辑器扩展、Web浏览器插件、3ds max插件、ps插件)

版本控制工具：svn、git、perforce

文本编辑器：notepad++、vim、Source Insight

IDE：vs系列、eclipse、xCode、android studio、rider、monodeveloper、vscode

编译器：clang、llvm、gcc、cl

make工具：cmake、makefile、nmake、qmake

构建工具：Jenkins

打安装包：NSIS

自动化测试：协议模拟、gui鼠标键盘点击

编码规范检查：clang-format、Cpplint

代码静态分析：TscanCode（支持c++、c#、lua）、PVS-Studio（支持c++）、Klocwork（支持c、c++、c#、java）

调试器：gdb、lldb、windbg、OllyDBG（开源）、x64dbg、IDA、Cutter（开源）

窗口消息：Spy++

图形调试：gpa（Graphics Performance Analyzers）、PIX、RenderDoc、gDebugger、nVidia Nsight、PerfStudio、Adreno Profiler、Qualcomm snapdragon、Mali Graphics Debugger、Nsight Tegra、PVRTrace、Radeon GPU Profiler、XCode、Visual Studio 2013+

逆向修改：Resource Hacker

性能分析工具：wiki

cpu工具：函数调用   Intel VTune Amplifier XE、gprof（原理是通过开启某个编译选项对函数进行插桩，来统计函数的耗时）、FramePro 

cpu缓存：CacheSim、Arm Streamline（Cache分析）

内存工具：Instruments、valgrind、MemPro、内存泄露

网络工具：Fiddler、wireshark、CurrPorts、TCPView、Clumsy（windows弱网模拟）

系统工具：SysinternalsSuite、Process Explorer、Process Hacker、Process Monitor、DebugView、vmMap、RAMMap、fraps、API Monitor

音频工具：Wwise、Fmod

模拟器：Android模拟器（Android SDK emulator、腾讯手游助手、网易MuMu、雷电、夜神、天天）、街机游戏模拟器（如：fba、mame）

程序化生成（PCG）：Houdini、World Machine、World Creator、QuadSpinner Gaea、Terragen

美术工具：

    (1) 建模：3ds max、maya、Blender、Silo

        雕刻类：ZBrush、Mudbox、modo

       衣服建模：Marvelous Designer

    (2) 贴图：Photoshop、Modbox、Bodypaint、Mari、Substance Painter、Quixel Suite、Zhrush

    (3) 展UV：unfold3d 、Unwrap Tools等独立软件，max插件

    (4) 材质：Substance Designer

    (5) 动作：3ds max、maya

    (6) 特效：Houdini（PCG）

    (7) UI：photoshop、Flash CS

    (8) 合成：Photoshop、Nuke、AE、Marvelous Designer、XNormal、UVLayout、 Crazybump、SETUNA、HDR light Studio、Poser Pro

    (9) 渲染出图：VRay、Arnold、Mentalry、Keyshot、Marmoset Toolbag

 

性能优化

磁盘 --> 内存（显存）--> CPU（GPU）

编辑器profiler工具、引擎性能相关命令

低崩溃率(崩溃、异常、log收集)

帧率优化(cpu、gpu)(关核、降频)

CPU优化(热点函数)

卡顿优化（Hitches）

内存优化(内存泄漏、内存占用、内存碎片)

网络优化(减少带宽占用、提升网络下载速度)

资源句柄泄漏

IO优化(减少游戏启动时间、提升IO加载效率、UI响应时间)

发热优化(限帧)

画质优化(场景、人物、武器、载具)

安装包大小优化

安全防护(代码、协议、日志、资源、内存加解密、代码混淆)

 

游戏引擎

Unreal Engine、Unity3D、Cocos2d-x、CryEngine

三个阶段：编辑（Edit）、烘培（Cook）、游戏运行时（Runtime）

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编辑器

Script（脚本）

类型系统

对象模型

引擎框架（游戏启动、游戏循环、游戏退出）

渲染管线流程

GamePlay框架

Tick

Timer

GAS（Gameplay Ability System）

UI框架

多线程并发

SpatialOS（分布式DS）

内存分配器（Allocator）

异步加载（Async Loading）

GC（Garbage Collection）

蓝图（Blueprint）：Level Blueprint、Blueprint Class、UMG（Widget Blueprint、UserWidget）、Animation Blueprint

LOD（Level Of Detail）：mipmap、静态模型、骨骼模型、特效、材质、HLOD（Hierarchical LOD）、Bill Board、Imposter、Backdrop

Streaming：Texture Streaming、Level Streaming、World Composition、Mesh Streaming、LOD Streaming、Package Streaming

ViewDistance：视觉距离（距离相机多远开始绘制模型）

LightMass

光照（Lighting）& 阴影（Shadow）

渲染流程

渲染技术（SSS次表面散射等）

后处理（Post Process）& 效果（Effects）

Foliage（植被）、speedtree（树）、UE4 Procedural Foliage Tool（程序化植被工具）

Terrian & Landscape（地形和地貌）

Water（水体）

TOD（time of day）

碰撞检测（Collision）、物理引擎(physX、box2D、Chaos)

APEX（布料和破坏）

Bink（视频过场）

Loading Screen（过场Loading）

文件资源管理、资源打包（Package、asset文件格式、pak文件格式、Cook烘焙）、微端机制

网络同步：状态同步、帧同步

机型分档（DeviceProfiles、Quality、Scalability）

VR/AR、Stereo 3D

AI（Artificial Intelligence） & 导航网格（Navigation System） & 行为树（Behavior Tree） & EQS（环境查询系统）

材质（Material） & 贴图（Texture）

静态模型（Static Mesh） & 骨骼模型（Skeletal Mesh）

模型简化：Mesh Simplification  & Skeletal Mesh Simplification

相机（Camera）

骨骼动画 & 动作树（Animation Tree） & 动作状态机（Action State Machine） & Motion Matching

matinee动画 & Leve Sequence

FaceFX（脸部表情）

音频

粒子FX（Particle System、Niagara）、decals(贴花)、雾(fog)

UI系统（大厅系统、游戏Hud、Slate、UMG、图集、字体Font）

本地化（Localization）

控制台命令（Console Command） & Profiler工具

输入（Input）

配置：ini、datatable、stringtable

 

逆向分析

hook、API截获

PE工具：PE-Explorer

钩子工具：api-monitor

反编译：.NET Reflector

资源破解：UnityAssetsExplorer、UnityStudio、AssetsBundleExtractor

内存修改工具：Cheat Engine

加减速：变速齿轮

输入模拟：按键精灵

 

开源

irrlicht、klayge、bgfx

mono

chromium

 

渲染

管线

Direct3D(8、9.0c、11、12)

OpenGL(1.1、1.3、1.4、1.5、2.0、4.3、4.4、4.5)

OpenGLES(1.0、1.1、2.0、3.0、3.1、3.2)

Vulkan（1.0、1.1）

Metal（1.0、1.1、1.2、2.0、2.1、2.2、2.3、2.4）

WebGL(1.0、2.0)

shader(HLSL、GLSL、MSL、CG)

Real-Time Rendering、PBR、Ray Tracing、数字图像处理

SIGGRAPH paper

GDC

 

语言层

x86/x64汇编（SSE指令集）、arm汇编（Neno指令集）、IR字节码、.net字节码、java字节码、unrealscript字节码

SIMD：Single Instruction Multiple Data，即单指令流多数据技术，SIMD 的概念是相对于 SISD（Single Instruction Single Data，单指令流单数据）提出的。SIMD 技术最初通过将 64 位寄存器的数据拆分成多个 8 位、16 位、32 位的形式来实现 byte、half word、word 类型数据的并行计算

C、C++、C#、VB、Java、unrealscript

lua、python、perl、go

bat、linux shell、vbscript

html5、javascript

跨语言互操作

系统库(crt)、函数库(stl、loki、mfc、qt、scaleform、cgal)

代码整洁、框架设计、设计模式、uml

代码重构、代码自动生成、自动化测试

数据结构、算法(计算几何、场景管理索引方法、导航网格生成、垃圾回收、碰撞检测、物理模拟、遮挡剔除等)

 

系统层

Windows、Android、iOS、macOS、Linux

驱动、输入法

虚拟机、编译器、web浏览器、web服务器

多任务(进程、线程、协程)、内存管理（内存泄露、内存碎片）、文件管理、IO管理

计算机网络（tcp、udp / rudp、http、p2p）

com（ActiveX）、.net框架、垃圾回收机制、flash

 

硬件

cpu、gpu(cuda)

 

支撑学科

英语、数学、物理等