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摘要：我發(fā)現(xiàn)網上的游戲開發(fā)教程大多是從某種語言或引擎的開發(fā)細節(jié)入手，而沒有一個提綱挈領式的整體介紹。碰撞檢測，以及碰撞后的事件響應。網絡請求數(shù)據(jù)更新同步等，判定游戲得分及勝負。這是游戲開發(fā)不可或缺的三個部分。
電子游戲是許多人喜愛甚至沉迷的事情。尤其對于程序員來說，開發(fā)游戲是不少人最初學習編程的動力。在之前，我發(fā)過一些游戲開發(fā)的教程和案例：
爆款游戲《貪吃蛇大作戰(zhàn)》的 Python 實現(xiàn)
如何用100行Python代碼做出魔性聲控游戲“八分音符醬”
熬夜寫了一個小游戲，向SpaceX聊表敬意
王校長一分鐘能吃多少熱狗？| 小游戲
《pygame入門教程》（公眾號 Crossin的編程教室 回復關鍵字 pygame ）
游戲開發(fā)也是學習編程的一個很好方式 ，代碼上的各種增加和改動會立刻有直觀的反饋，讓你的學習過程顯得不那么枯燥。
不過游戲開發(fā)和一般編程初學時接觸的程序開發(fā)模式有一定的區(qū)別，剛上手可能很不適應。我發(fā)現(xiàn)網上的游戲開發(fā)教程大多是從某種語言或引擎的開發(fā)細節(jié)入手，而沒有一個提綱挈領式的整體介紹。作為一個有不少年游戲開發(fā)經驗的開發(fā)者，我今天就分享下這方面的經驗。
電子游戲的原理電子游戲的原理其實和電影的原理是一樣的，都是利用人的“ 視覺暫留 ”和“ 似動現(xiàn)象 ”，使原本離散的靜止圖像，看起來是連續(xù)的動態(tài)效果。
這種翻頁動畫就是最好的例子。只不過電影通過膠片和放映機把它自動化了，而電子游戲更進一步：不但可以自動連續(xù)播放，而且過程中你可以去控制畫面中的內容。這有賴于計算機程序的實現(xiàn)，但本質是相通的。
我們平常玩的游戲，其實都是一張張圖像連續(xù)播放而成。播放的快慢，就是我們經常聽到的 “幀率”（FPS） 。當你的電腦配置跟不上游戲的要求，運行幀數(shù)很低時，會被戲稱為“幻燈片”，也正是由于這個原因。
基于此，游戲程序的代碼在結構上就和一般的程序就有了明顯的區(qū)別，就是：
主循環(huán)對于游戲來說，需要有一個不停執(zhí)行的循環(huán)，不停產生圖像，并把它顯示到屏幕上。在我們 pygame 的教程中，你可以很明顯地看到這個：
while True:
...
在主循環(huán)里進行的各種讀寫、計算、處理、渲染……構成了游戲的每一幀。有一類游戲開發(fā)崗位常見的面試題，我面試 Ubisoft 的時候被問到過，后來也用來問過很多應聘者：
以一個 FPS 游戲為例，列舉游戲在一幀內需要處理哪些事情？
給出一份我的參考答案：
事件響應 ，主要是用戶的輸入。如鍵盤按鍵、鼠標移動、鼠標點擊、語音等。
更新游戲內元素的 運動狀態(tài) ，這一環(huán)節(jié)大多由物理引擎處理。如移動、下落、慣性等。
碰撞檢測 ，以及碰撞后的事件響應。如子彈擊中角色、拾取物品等。
電腦角色（NPC）的行為，即 電腦 AI 。
網絡請求、數(shù)據(jù)更新、同步 等，判定游戲得分及勝負。
計算或播放 動畫 效果。如人物動作、爆炸特效、樹木水面等環(huán)境效果。
渲染場景 畫面，包括光照效果等，即生成最終顯示的畫面。
這一些列動作需要用到大量 CPU 和 GPU（顯卡） 的計算。計算的快慢決定了游戲一幀的耗時。通常最耗時的操作在于 實時的動畫計算和光照渲染 。這就是為什么當你玩游戲卡頓時，可以通過調低畫面效果、關閉軟陰影/抗鋸齒、降低模型質量等方法改善，或者，買一塊更強大的顯卡……
游戲程序的主體結構抽象來說就是這樣一個流程：
這里提一個小細節(jié)，就是如果我們計算運動是按照每一幀更新固定的長度來計算，就會出現(xiàn)運算速度快的電腦上幀數(shù)很高，運動就很快，反之差的電腦上就很慢（我們 pygame 教程里的打飛機游戲就是如此）。通常的解決方法，一種是 固定幀數(shù) ，大家都是30幀運行；還有一種就是對運動速度進行修正，最簡單的辦法就是 以固定值乘以上一幀實際消耗的時間 。
游戲中的設計模式談了游戲程序的整體結構，我再來說幾個游戲開發(fā)中常用設計理念和模式。
首先是 面向對象 。因為游戲大多是對現(xiàn)實場景的模擬和抽象，含有眾多角色和道具，所以它比其他程序更適合使用面向對象的設計。不少企業(yè)在面試時也會用游戲角色的設計來考察面向對象的概念。比如：一個兵種就是一個類，它有父類（角色），有子類（細分兵種），有屬性（血量、攻擊），有方法（攻擊、死亡）。
MVC模式（Model-View-Controller） ，即把 模型、視圖、控制器 分離開的設計。在游戲開發(fā)中，通過 MVC 模式，將游戲玩家、場景及角色的數(shù)據(jù)（Model）、游戲畫面和菜單的顯示（View）、游戲的輸入控制和邏輯處理（Controller）分離開，會讓程序的架構更合理，容易維護和擴展。
狀態(tài)機 。游戲中的角色，經常會有多種狀態(tài)的切換，比如第一人稱射擊游戲中的站立、跑動、開鏡、下蹲、臥倒等。如果簡單的通過一堆 if-else 來管理各種狀態(tài)的切換，會讓代碼十分繁瑣很難以維護。這時候可以了解下狀態(tài)機模式。
游戲開發(fā)之路在實際的開發(fā)中，幾乎沒有團隊是從零開始寫一個游戲，或多或少都會使用或自研 游戲引擎 。所謂游戲引擎，就是把我們前面說到的一些游戲中的通用工作，比如輸入處理、物理引擎、動畫、場景渲染、網絡交互等部分封裝起來，讓開發(fā)者可以專注于游戲本身玩法的開發(fā)。像之前提過的 Cocos、Unity，包括 pygame 都屬于游戲引擎的范疇，只不過各自的形式和側重點有所不同。
在引擎之上，游戲開發(fā)團隊還會為游戲制作專門的 編輯器 ，以方便游戲策劃人員編輯關卡和數(shù)值。如果你搗鼓過暴雪的魔獸爭霸、星際爭霸之類的編輯器，對此一定深有感觸。
一個最簡單的游戲團隊，一般也有三類人： 策劃、程序、美術 。這是游戲開發(fā)不可或缺的三個部分。策劃負責游戲的玩法、數(shù)值、關卡、劇情等設計，程序負責實現(xiàn)功能以及開發(fā)相關工具，美術負責各種視覺素材。再多一點可能還會有專門的動畫和音效人員；也有個人獨立開發(fā)者所有工作一肩挑。而如今的大制作游戲，團隊則要龐大許多，各種細化分工就遠不止這些了。
如果你有志于從事游戲行業(yè)，或者想開發(fā)出屬于自己的游戲，我給出一點建議：
了解 游戲開發(fā) 的基礎，一般游戲引擎都有官方教程，跟著做
打牢 編程基礎 ，包括數(shù)據(jù)結構、算法、設計模式等
多了解各方面的知識，多點 興趣愛好 ，不僅僅是玩游戲。這對于寫代碼或許沒有直接幫助，但如果你想做自己的游戲，這些將會派上用場
多寫 。不要糾結太多，就從最弱最簡單的小游戲開始寫，一個接一個的寫。堅持下去，并不會太久，量變就會產生質變。
以上是我關于游戲開發(fā)的經驗與分享。你若有其他想了解的，歡迎留言討論。
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