「游戏引擎 浅入浅出」是一本开源电子书，PDF/随书代码/资源下载： https://github.com/ThisisGame/cpp-game-engine-book 

目前市面上的游戏引擎比较多，商用的有UE/Unity，开源的有OGRE/Cocos等。

多年前，每个游戏公司都有自己的专有引擎，背靠优秀的引擎技术，可以将产品打磨的更加流畅，画面可以做的更加绚丽。

例如13年网易 蜗牛等厂商进军手游，将一大票小型游戏公司压在脚下，又例如今腾讯做出的PUBGM/CODM等超大场景，无不依赖强劲的引擎技术支持。

各大游戏引擎都有着自己的独特之处，相对其他游戏引擎而言，我比较熟悉Unity。

所以后续开发都会学习Unity的一些思想，一些知识点也以Unity进行举例，方便大家进入状态。

「游戏引擎 浅入浅出」是一本开源电子书，PDF/随书代码/资源下载： https://github.com/ThisisGame/cpp-game-engine-book 

项目介绍 README

本书以实际项目开发Timeline，完整介绍一个游戏引擎的所有模块，从最基础的OpenGL环境搭建，到骨骼动画、多线程渲染、阴影实现等等，最后实现一个完整的游戏引擎。

章节内容 Chapter

第 1 章介绍游戏引擎框架，以Unity为例，介绍游戏引擎组成。

第 2 章介绍OpenGL开发环境搭建，创建一个OpenGL空窗口来入坑。

第 3 章介绍使用OpenGL绘制三角形、正方形、立方体，来熟悉游戏渲染的最基础元素。

第 4 章介绍Shader的概念，编译链接，以及Shader格式、关键字。

第 5 章介绍贴图格式，从直接读取PNG、JPG渲染，然后介绍GPU所使用的的压缩纹理。

第 6 章介绍索引与缓冲区对象，索引就是多个顶点的下标，使用索引可以复用顶点渲染。而缓冲区则是将顶点数据存储于显存中，不用再每一帧都从内存上传到GPU。

第 7 章介绍引擎自定义的Mesh文件格式以及材质的组成。将原来写死在代码中的顶点数据存储到Mesh文件中，将原来写死在代码中的Shader参数存储到材质中。

第 8 章介绍使用Blender制作模型并编写Python代码导出为Mesh文件。

第 9 章介绍如何实现GameObject-Component模式。

第 10 章介绍什么是相机，以及多相机渲染排序。

第 11 章介绍获取鼠标、键盘输入。

第 12 章介绍如何将Demo代码，拆分为引擎源码与项目源码。

第 13 章介绍使用FreeType对指定字符生成单Alpha通道的纹理并渲染，以及使用顶点色实现彩色文字。

第 14 章介绍基础GUI控件的实现，包括UIImage、UIMask、UIText、UIButton。有了这几个基础，可以实现其他复杂的控件。

第 15 章介绍使用FMOD播放MP3、Wav音乐，以及使用FMOD专业音频编辑器制作音效与解析播放。

第 16 章介绍easy_profiler这个C++性能分析库。

第 17 章介绍使用Sol2这个开源库，将Lua集成到引擎，后续使用C++开发引擎，使用Lua编写测试代码。

第 18 章介绍骨骼动画原理，并介绍使用Blender制作骨骼动画、导出到skeleton_anim文件，在引擎解析。

第 19 章介绍骨骼蒙皮动画，在Blender刷权重，导出到weight文件，在引擎解析，渲染。

第 20 章介绍如何从FBX文件导出Mesh、骨骼动画、权重，实例导出古风少女并渲染。

第 21 章介绍多线程渲染，将OpenGL API放到单独的渲染线程，从主线程发命令到渲染线程，将DrawCall的影响分出去，减轻主线程负担。

第 22 章介绍不定时更新。

特性列表 Feature

写这本书的目的是普及游戏引擎基础知识，面向的读者有一定的Unity经验，对引擎某些点感兴趣即可。

每一章节介绍的知识点，都是供入门了解，并没有深挖。

简单、容易上手、短期目标、不枯燥，是这本书的追求的，太复杂的很容易中途放弃，我花了很多时间在这个上。

容易上手

• 每一篇都从入门角度编写，一些名词，能和其他名词关联的我都会尽量关联。
  例如Shader的编译与Link，我用C语言的编译来对比。

  	C语言	Shader
  目标硬件	CPU	GPU
  编译流程	创建项目	创建GPU程序
  	创建多个代码文件	创建Shader对象(顶点Shader和片段Shader)
  	编写多个代码	上传Shader源码到Shader对象
  	编译代码	编译Shader
  	添加到链接列表	添加到链接列表
  	链接	链接

• 每一小节开头就贴上了这一节项目地址，把文件夹拖到CLion里面立即可以调试。
  

  
  

• 代码片段开头标注这个代码所在文件以及行数。
  

内容全面

从最简单的三角形绘制，到骨骼动画渲染、灯光阴影、多线程、物理、寻路AI、音频解析都会进行介绍。

引擎生态

这应该是首次在引擎书里教如何建模、音频编辑。

Blender建模、FMOD、WWise音频制作，我都录制了视频。

其他的Substance、Toolbag插件开发，Renderdoc DrawCall分析都有简单介绍。

短期目标

渲染的模型动画用美女、帅哥、色彩丰富的物体，更有成就感。

有了一定功能后，就会基于现有功能开发一个小游戏，阶段性成就才能长时间坚持。

快速上手 Getting Start

阅读图书

在线阅读：http://www.thisisgame.com.cn/tutorial?book=cpp-game-engine-book&lang=zh&md=Introduction.md

本地阅读，按照下面步骤：

1. 安装GitBook

2. 克隆项目:git clone https://github.com/ThisisGame/cpp-game-engine-book.git

3. 双击gitbook_serve.bat启动本地GitBook服务器，成功后，打开浏览器访问http://localhost:4000，即可阅读。

随书项目调试

1. 安装CLion。
2. 在每小节开头找到CLion项目目录，用CLion打开。

常见问题 FAQ

书中讲述的引擎技术适用哪些系统平台？

目前适配Windows与MacOS。

- 由于Arm版Mac只支持OpenGL Core，所以《6.2 OpenGL Core Profile》之前的章节实例无法在Arm版Mac运行。

为何不使用VisualStudio？

为了简单，CLion支持Windows与Mac。

VisualStudio C++只支持Windows，Mac上就需要XCode，增加了学习成本。

行为准则 Code Of Conduct

• 引擎使用C++开发，遵从Google C++规范，贡献代码时，需要先熟悉代码风格。
  

• 贡献代码时，请先fork本项目到你的名下，然后修改代码，通过合并请求来提交。

• 目前适配Windows和Mac，同样，你可以在这两个系统上开发。代码提交前，请确保功能在这两个系统上都是正常且一致的。

如何加入 How To Join

• 你可以直接打开在线阅读：http://www.thisisgame.com.cn/tutorial?book=cpp-game-engine-book&lang=zh&md=Introduction.md
• 本书是开源的，你可以fork本项目，然后修改代码，然后提交合并请求。
• 欢迎大家提Issue，反馈遇到的问题。内网可以直接联系我。也可以加入q群(879187705)讨论，得到答案后，更新issue，方便其他人查询。

团队介绍 Members

• captainchen:作者

感谢支持 Thanks

项目使用CLion IDE，使用PVS-Studio作为代码扫描分析工具，感谢其提供的开源许可。

1. 写一个游戏引擎类的头文件（.h）；
2. 写一个游戏引擎类的实现文件（.cpp）；
3. 在编程中如何调用游戏引擎。

一 、在VS2015中新建一个 Visual C++ 常规空项目，添加一个游戏引擎头文件实现文件。详细步骤如下：

 二 、游戏引擎头文件 GameEngine.h 源代码：

#pragma once
#include <windows.h>


int WINAPI        WinMain(HINSTANCE hInstance,
	HINSTANCE hPrevInstance,
	PSTR szCmdLine,
	int iCmdShow);

LRESULT CALLBACK  WndProc(HWND hWnd,
	UINT msg,
	WPARAM wParam,
	LPARAM lParam);

BOOL GameInitialize(HINSTANCE hInstance);
void GameStart(HWND hWindow);
void GameEnd();
void GameActivate(HWND hWindow);
void GameDeactivate(HWND hWindow);
void GamePaint(HDC hDC);
void GameCycle();

class GameEngine
{
protected:
	//成员变量
	static GameEngine*  m_pGameEngine;
	HINSTANCE           m_hInstance;
	HWND                m_hWindow;
	TCHAR               m_szWindowClass[32];
	TCHAR               m_szTitle[32];
	WORD                m_wIcon, m_wSmallIcon;
	int                 m_iWidth, m_iHeight;
	int                 m_iFrameDelay;
	BOOL                m_bSleep;

public:
	//构造函数/析构函数
	GameEngine(HINSTANCE hInstance, LPTSTR szWindowClass, LPTSTR szTitle,
		WORD wIcon, WORD wSmallIcon, int iWidth = 640, int iHeight = 480);
	virtual ~GameEngine();

	
	static GameEngine*  GetEngine() { return m_pGameEngine; };
	BOOL                Initialize(int iCmdShow);
	LRESULT             HandleEvent(HWND hWindow, UINT msg, WPARAM wParam,
		LPARAM lParam);

	
	HINSTANCE GetInstance() { return m_hInstance; };
	HWND      GetWindow() { return m_hWindow; };
	void      SetWindow(HWND hWindow) { m_hWindow = hWindow; };
	LPTSTR    GetTitle() { return m_szTitle; };
	WORD      GetIcon() { return m_wIcon; };
	WORD      GetSmallIcon() { return m_wSmallIcon; };
	int       GetWidth() { return m_iWidth; };
	int       GetHeight() { return m_iHeight; };
	int       GetFrameDelay() { return m_iFrameDelay; };
	void      SetFrameRate(int iFrameRate) {
		m_iFrameDelay = 1000 / iFrameRate;
	};
	BOOL      GetSleep() { return m_bSleep; };
	void      SetSleep(BOOL bSleep) { m_bSleep = bSleep; };
};

三 、游戏引擎实现文件 GameEngine.cpp 源代码：

#include "GameEngine.h"

GameEngine *GameEngine::m_pGameEngine = NULL;

int WINAPI WinMain(HINSTANCE hInstance, HINSTANCE hPrevInstance,PSTR szCmdLine, int iCmdShow)
{
	MSG         msg;
	static int  iTickTrigger = 0;
	int         iTickCount;

	if (GameInitialize(hInstance))
	{
		// 初始化游戏引擎
		if (!GameEngine::GetEngine()->Initialize(iCmdShow))
			return FALSE;

		// 进入主消息循环
		while (TRUE)
		{
			if (PeekMessage(&msg, NULL, 0, 0, PM_REMOVE))
			{
				// 处理消息
				if (msg.message == WM_QUIT)
					break;
				TranslateMessage(&msg);
				DispatchMessage(&msg);
			}
			else
			{
				//确保游戏引擎没有处在休眠状态
				if (!GameEngine::GetEngine()->GetSleep())
				{
					// Check the tick count to see if a game cycle has elapsed
					iTickCount = GetTickCount();
					if (iTickCount > iTickTrigger)
					{
						iTickTrigger = iTickCount +
							GameEngine::GetEngine()->GetFrameDelay();
						GameCycle();
					}
				}
			}
		}
		return (int)msg.wParam;
	}

	// 结束游戏
	GameEnd();

	return TRUE;
}

LRESULT CALLBACK WndProc(HWND hWindow, UINT msg, WPARAM wParam, LPARAM lParam)
{
	// 将所有Windows消息路由到游戏引擎
	return GameEngine::GetEngine()->HandleEvent(hWindow, msg, wParam, lParam);
}

//-----------------------------------------------------------------
// 游戏引擎的构造函数/析构函数
//-----------------------------------------------------------------
GameEngine::GameEngine(HINSTANCE hInstance, LPTSTR szWindowClass,
	LPTSTR szTitle, WORD wIcon, WORD wSmallIcon, int iWidth, int iHeight)
{
	// 设置游戏引擎的成员变量
	m_pGameEngine = this;
	m_hInstance = hInstance;
	m_hWindow = NULL;
	if (lstrlen(szWindowClass) > 0)
		lstrcpy(m_szWindowClass, szWindowClass);
	if (lstrlen(szTitle) > 0)
		lstrcpy(m_szTitle, szTitle);
	m_wIcon = wIcon;
	m_wSmallIcon = wSmallIcon;
	m_iWidth = iWidth;
	m_iHeight = iHeight;
	m_iFrameDelay = 50;   // 游戏周期,一般设为20帧/秒
	m_bSleep = TRUE;
}

GameEngine::~GameEngine()
{
}


BOOL GameEngine::Initialize(int iCmdShow)
{
	WNDCLASSEX    wndclass;

	// 为主窗口创建窗口类
	wndclass.cbSize = sizeof(wndclass);
	wndclass.style = CS_HREDRAW | CS_VREDRAW;
	wndclass.lpfnWndProc = WndProc;
	wndclass.cbClsExtra = 0;
	wndclass.cbWndExtra = 0;
	wndclass.hInstance = m_hInstance;
	wndclass.hIcon = LoadIcon(m_hInstance,
		MAKEINTRESOURCE(GetIcon()));
	wndclass.hIconSm = LoadIcon(m_hInstance,
		MAKEINTRESOURCE(GetSmallIcon()));
	wndclass.hCursor = LoadCursor(NULL, IDC_ARROW);
	wndclass.hbrBackground = (HBRUSH)(COLOR_WINDOW + 1);
	wndclass.lpszMenuName = NULL;
	wndclass.lpszClassName = m_szWindowClass;

	// 注册窗口类
	if (!RegisterClassEx(&wndclass))
		return FALSE;

	// 根据游戏大小计算窗口大小和位置
	int iWindowWidth = m_iWidth + GetSystemMetrics(SM_CXFIXEDFRAME) * 2,
		iWindowHeight = m_iHeight + GetSystemMetrics(SM_CYFIXEDFRAME) * 2 +
		GetSystemMetrics(SM_CYCAPTION);
	if (wndclass.lpszMenuName != NULL)
		iWindowHeight += GetSystemMetrics(SM_CYMENU);
	int iXWindowPos = (GetSystemMetrics(SM_CXSCREEN) - iWindowWidth) / 2,
		iYWindowPos = (GetSystemMetrics(SM_CYSCREEN) - iWindowHeight) / 2;

	// 创建窗口
	m_hWindow = CreateWindow(m_szWindowClass, m_szTitle, WS_POPUPWINDOW |
		WS_CAPTION | WS_MINIMIZEBOX, iXWindowPos, iYWindowPos, iWindowWidth,
		iWindowHeight, NULL, NULL, m_hInstance, NULL);
	if (!m_hWindow)
		return FALSE;

	// 显示并更新窗口
	ShowWindow(m_hWindow, iCmdShow);
	UpdateWindow(m_hWindow);

	return TRUE;
}

LRESULT GameEngine::HandleEvent(HWND hWindow, UINT msg, WPARAM wParam, LPARAM lParam)
{
	// 将Windows消息路由到游戏引擎成员函数
	switch (msg)
	{
	case WM_CREATE:
		// 设置游戏窗口并开始游戏
		SetWindow(hWindow);
		GameStart(hWindow);
		return 0;

	case WM_SETFOCUS:
		//激活游戏并更新睡眠状态
		GameActivate(hWindow);
		SetSleep(FALSE);
		return 0;

	case WM_KILLFOCUS:
		// 停用游戏并更新睡眠状态
		GameDeactivate(hWindow);
		SetSleep(TRUE);
		return 0;

	case WM_PAINT:
		HDC         hDC;
		PAINTSTRUCT ps;
		hDC = BeginPaint(hWindow, &ps);

		// 绘制游戏
		GamePaint(hDC);

		EndPaint(hWindow, &ps);
		return 0;

	case WM_DESTROY:
		// 结束游戏并退出应用程序
		GameEnd();
		PostQuitMessage(0);
		return 0;
	}
	return DefWindowProc(hWindow, msg, wParam, lParam);
}

四 、调用游戏引擎，添加一个要做的游戏应用文件 FIRSTGAME.cpp 源码如下：

#pragma once

#include <windows.h>
#include "Resource.h"
#include "GameEngine.h"

GameEngine* g_pGame;

BOOL GameInitialize(HINSTANCE hInstance)
{
	// 创建游戏引擎
	g_pGame = new GameEngine(hInstance, TEXT("第一个游戏"),
		TEXT("第一个游戏"), IDI_ICON1, IDI_ICON2);
                           //IDI_ICON1, IDI_ICON2 这是建立游戏资源.ico后缀图片的ID
	if (g_pGame == NULL)
		return FALSE;

	// 设定游戏速度为15帧/秒
	g_pGame->SetFrameRate(15);

	return TRUE;
}

void GameStart(HWND hWindow)
{
	
}

void GameEnd()
{
	// 清理游戏引擎
	delete g_pGame;
}

void GameActivate(HWND hWindow)
{
	HDC   hDC;
	RECT  rect;

	// 在游戏屏幕上绘制激活文本
	GetClientRect(hWindow, &rect);
	hDC = GetDC(hWindow);
	DrawText(hDC, TEXT("第一个游戏开始!"), -1, &rect,
		DT_SINGLELINE | DT_CENTER | DT_VCENTER);
	ReleaseDC(hWindow, hDC);
}

void GameDeactivate(HWND hWindow)
{
	HDC   hDC;
	RECT  rect;

	// 在游戏屏幕上绘制激停文本
	GetClientRect(hWindow, &rect);
	hDC = GetDC(hWindow);
	DrawText(hDC, TEXT("第一个游戏结束!"), -1, &rect,
		DT_SINGLELINE | DT_CENTER | DT_VCENTER);
	ReleaseDC(hWindow, hDC);
}

void GamePaint(HDC hDC)
{
}

void GameCycle()
{
	HDC   hDC;
	HWND  hWindow = g_pGame->GetWindow();

	// 在游戏屏幕上的任意位置绘制游戏图标
	hDC = GetDC(hWindow);
	DrawIcon(hDC,200,200,(HICON)(WORD)GetClassLong(hWindow, GCL_HICON));
	ReleaseDC(hWindow, hDC);
}

五 、编译后运行画面：

六 、源代码出自如下书籍资料：

1.游戏编程精粹     作者：(美) Michael Dickheiser著

2.游戏编程入门    作者：(美) Michael Morrison著