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1. 引言
C++ 是游戏开发中最受欢迎的编程语言之一，因其高性能、低延迟和强大的底层控制能力，被广泛用于游戏引擎、物理计算、图形渲染、AI 逻辑等。本教程将带你从 C++ 基础到高级游戏开发，包括 游戏引擎架构、2D/3D 渲染、物理碰撞、AI 角色控制 等，并通过一个 简易 2D 物理引擎 进行实战演练。
2. C++ 游戏开发基础
2.1 游戏开发涉及的关键技术
| 模块 | 技术 |
|---|---|
| 游戏引擎 | Unreal Engine, Unity (C++ 插件), 自研引擎 |
| 图形渲染 | OpenGL, DirectX, Vulkan |
| 物理引擎 | Box2D, Bullet, PhysX |
| 音频处理 | OpenAL, FMOD, Wwise |
| 人工智能 | FSM, A* 路径寻路, 机器学习 |
| 网络通信 | TCP/UDP, WebSockets, gRPC |
| 脚本支持 | Lua, Python, JavaScript 绑定 |
2.2 选择开发环境
- 编译器：GCC、Clang、MSVC（Visual Studio）
- 开发环境：Visual Studio, CMake + CLion
- 调试工具：GDB, Visual Studio Debugger
- 代码管理：Git + GitHub/GitLab
示例：CMake 构建游戏项目
cmake_minimum_required(VERSION 3.10)
project(MyGame)
set(CMAKE_CXX_STANDARD 17)
add_executable(MyGame main.cpp)
3. 游戏引擎架构设计
3.1 游戏引擎的核心组件
+---------------------------------+
| Game Loop (游戏主循环) |
+---------------------------------+
| Physics Engine (物理引擎) |
| Graphics Engine (图形引擎) |
| Audio Engine (音频引擎) |
| AI System (AI 系统) |
+---------------------------------+
| Input System (输入系统) |
| Network System (网络系统) |
+---------------------------------+
3.2 游戏主循环（Game Loop）
while (running) {processInput(); // 处理输入update(); // 逻辑更新render(); // 渲染画面
}
4. 2D 游戏开发：精灵渲染
4.1 使用 SFML 进行 2D 游戏开发
SFML（Simple and Fast Multimedia Library）是一个轻量级的 2D 游戏框架。
安装 SFML
sudo apt install libsfml-dev # Linux
vcpkg install sfml # Windows
绘制精灵
#include <SFML/Graphics.hpp>int main() {sf::RenderWindow window(sf::VideoMode(800, 600), "2D Game");sf::Texture texture;texture.loadFromFile("player.png");sf::Sprite player(texture);while (window.isOpen()) {sf::Event event;while (window.pollEvent(event)) {if (event.type == sf::Event::Closed)window.close();}window.clear();window.draw(player);window.display();}return 0;
}
5. 3D 游戏开发：OpenGL 渲染
5.1 OpenGL 初始化
#include <GL/glew.h>
#include <GLFW/glfw3.h>int main() {glfwInit();GLFWwindow* window = glfwCreateWindow(800, 600, "OpenGL Game", NULL, NULL);glfwMakeContextCurrent(window);glewInit();while (!glfwWindowShouldClose(window)) {glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT);glfwSwapBuffers(window);glfwPollEvents();}glfwTerminate();return 0;
}
5.2 加载 3D 模型
#include <assimp/Importer.hpp>
#include <assimp/scene.h>
#include <assimp/postprocess.h>void loadModel(const std::string& path) {Assimp::Importer importer;const aiScene* scene = importer.ReadFile(path, aiProcess_Triangulate);if (!scene) {std::cerr << "Failed to load model!" << std::endl;}
}
6. 物理碰撞检测
6.1 2D 物理引擎（AABB 碰撞检测）
struct Box {float x, y, width, height;
};bool isColliding(Box a, Box b) {return (a.x < b.x + b.width && a.x + a.width > b.x &&a.y < b.y + b.height && a.y + a.height > b.y);
}
7. 游戏 AI：A 路径寻路*
A* 是常见的路径规划算法，适用于 NPC 移动。
示例：A 算法*
struct Node {int x, y, gCost, hCost;Node* parent;int getFCost() { return gCost + hCost; }
};
8. 网络同步（多人联机）
8.1 TCP 服务器
#include <iostream>
#include <boost/asio.hpp>using namespace boost::asio;
io_service service;void handleClient(ip::tcp::socket& socket) {char data[512];socket.read_some(buffer(data));std::cout << "Received: " << data << std::endl;
}int main() {ip::tcp::acceptor acceptor(service, ip::tcp::endpoint(ip::tcp::v4(), 12345));ip::tcp::socket socket(service);acceptor.accept(socket);handleClient(socket);
}
9. 结语
本教程介绍了 C++ 游戏开发的核心技术，涵盖了游戏引擎架构、2D/3D 渲染、物理碰撞、AI、网络通信等内容。
C++ 是游戏开发中最受欢迎的编程语言之一，因其高性能、低延迟和强大的底层控制能力，被广泛用于游戏引擎、物理计算、图形渲染、AI 逻辑等。本教程将带你从 C++ 基础到高级游戏开发，包括 游戏引擎架构、2D/3D 渲染、物理碰撞、AI 角色控制 等，并通过一个 简易 2D 物理引擎 进行实战演练。
希望开发者可以利用这些知识，打造属于自己的游戏！