Ulrich Kaiser Spieleprogrammierung in C++ Eine projektorientierte Einführung in die Programmierung von 2D-, 3D- und Netzwerkspielen mit DirectX Inhalt Einleitung 9 Danksagung 11 1 Vorbereitung 13 1.1 Vorkenntnisse 13 1.2 Hardware und Betriebssystem 1.3 Netzwerk 1.4 Internet 1.5 Entwicklungsumgebung 1.6 DirectX 1.7 Grafik-Editor 1.8 3D-Modellierung 2 2D-Projekt (Ultris) 2.1 Aufgabenstellung 2.2 Die Entwicklungsumgebung und die bereitgestellten Programme 25 2.3 Design der Oberfläche 2.4 2.4.1 2.4.2 2.4.3 2.4.4 2.4.5 2.4.6 2.4.7 2.4.8 2.4.9 2.4.10 2.4.11 2.4.12 Realisierung 32 V01 Der Windows-Rahmen 32 V02 Laden und Initialisieren der Sounds 43 V03 Laden und Initialisieren der Grafiken 52 V04 Definition und Implementierung der Formen 68 V05 Das Menü und die einfachen Dialoge 73 V06 Der Konfigurationsdialog 78 V07 Vorbesetzen des Spielfeldes 86 V08 Erzeugen der Formen und Anzeigen der Vorschau 92 V09 Fallende Formen, Geschwindigkeitsregelung und Timing V10 Bewegen der Formen und Kollisionserkennung 106 V11 Auflösen der Formen und Abräumen der Reihen 112 V12 Highscores 116 3 Geometrische Grundlagen 3.1 3.1.1 3.1.2 3.1.3 Die Geometrie der Ebene 125 Koordinaten und Vektoren 125 Bewegungen 136 Projektionen 145 14 14 15 15 16 19 20 21 22 28 98 125 Inhalt 5 3.2 3.2.1 3.2.2 3.2.3 Die Geometrie des Raumes 150 Koordinaten und Vektoren 150 Bewegungen 154 Projektionen 157 3.3 3.3.1 3.3.2 3.3.3 3.3.4 3.3.5 3.3.6 3.3.7 Geometrie in DirectX 159 Trigonometrische Funktionen 159 Vektoren 160 Vektorfunktionen 162 Matrizen 165 Matrizenfunktionen 168 Vektor-Matrizenfunktionen 173 Modellierung dreidimensionaler Objekte 4 3D-Projekt (Balance) 4.1 Aufgabenstellung 4.2 Die Entwicklungsumgebung und die bereitgestellten Programme 184 4.3 Die Bausteine des Spiels 4.4 4.4.1 4.4.2 4.4.2.1 4.4.2.2 4.4.2.3 4.4.2.4 4.4.2.5 4.4.2.6 4.4.2.7 4.4.3 Realisierung 192 V01 Der Windows-Rahmen 193 V02 Initialisieren und Darstellen des Spielfeldes 196 Die Klasse directx 197 Die Klasse objekt 204 Die Klasse objekte 207 Die Klasse spielfeld 208 Die Klasse balance 212 Einbau in den Windows-Rahmen 220 Die Klasse timer 222 V03 Laden und Speichern von Spielfeldern und der Spielfeld-Editor 223 V04 Die Steuerung des Spiels 234 Gamecontroller 235 Tastatur 248 Maus 251 V05 2D- und 3D-Textausgaben 253 2D-Text 253 3D-Text 258 Einbau einer Textkonsole 264 V06 Positionierung und Ausrichtung der Kamera 266 V06a Sprites 275 V07 Drehen und Kippen des Spielfeldes 282 V08 Die Kugel rollt 296 V09 Kameraführung 301 V10 Kollisionen 309 4.4.4 4.4.4.1 4.4.4.2 4.4.4.3 4.4.5 4.4.5.1 4.4.5.2 4.4.5.3 4.4.6 4.4.7 4.4.8 4.4.9 4.4.10 4.4.11 6 Inhalt 176 181 181 185 4.4.12 V11 Farben, Licht und Schatten 321 4.4.12.1 Farben 321 4.4.12.2 Das Flexible Vertex Format 325 4.4.12.3 Licht und Lichtquellen 328 4.4.12.4 Materialeigenschaften 336 4.4.12.5 Integration in die Benutzerschnittstelle 4.4.13 V11a Partikelsysteme 344 4.4.14 V12 Zeitkontrolle 352 5 Netzwerkprojekt (Duell) 5.1 Aufgabenstellung 5.2 Asynchronität und verteilte Systeme 5.3 Die Entwicklungsumgebung und die bereitgstellten Programme 376 5.4 5.4.1 5.4.1.1 5.4.1.2 5.4.1.3 5.4.2 5.4.2.1 5.4.2.2 5.4.2.3 5.4.3 5.4.3.1 5.4.3.2 5.4.3.3 5.4.4 5.4.4.1 5.4.4.2 5.4.4.3 5.4.5 5.4.5.1 5.4.5.2 5.4.5.3 5.4.6 5.4.6.1 5.4.6.2 5.4.6.3 5.4.7 5.4.7.1 5.4.7.2 5.4.7.3 Realisierung 377 V01 Der Windows-Rahmen 377 Common 377 Server 378 Client 378 V02 Die Hauptdialoge 379 Common 379 Server 379 Client 385 V03 Erste Kontaktaufnahme 389 Common 389 Server 390 Client 407 V04 Anmeldung 423 Client 423 Common 427 Server 428 V05 Anmeldebestätigung 437 Common 437 Server 437 Client 442 V06 Einseitiger Verbindungsabbruch Common 447 Server 447 Client 449 V07 Chat 452 Common 452 Server 452 Client 456 339 361 362 369 446 Inhalt 7 5.4.8 5.4.8.1 5.4.8.2 5.4.8.3 5.4.9 5.4.9.1 5.4.9.2 5.4.9.3 5.4.10 5.4.10.1 5.4.10.2 5.4.10.3 5.4.11 5.4.11.1 5.4.11.2 5.4.11.3 5.4.12 5.4.12.1 5.4.12.2 5.4.12.3 V08 Stimmübertragung 460 Common 463 Server 463 Client 466 V09 Balance integrieren 474 Common 475 Server 475 Client 475 V10 Spiel starten und beenden 483 Common 483 Server 485 Client 492 V11 Client-Server-Aktualisierung 498 Common 498 Server 499 Client 507 V12 Serverseitige Spielsteuerung 517 Common 517 Client 518 Server 518 6 Epilog Index 531 535