基于xna的游戏框架、设计与实现

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1、摘要游戏产业自兴起至今，经历几I•年的发展，已然呈现出一片繁荣景象。玩家对游戏体验的要求越来越卨，游戏体验的逅真程度在很大程度上取决于游戏开发者对游戏项M木身所蕴含的自然规律的研究，即对游戏项n本身所涉及的数学与物理原理的研究，以及将这些数学物理原理转换成计箅机语言的能力。然而国内外对于数学物理原理在游戏编程中的运用与实现鲜有系统论著。各高校计兑机专业也未没置相关课程系统教授游戏编程中的数理原理。木文基于这样的背景，系统介绍了代数、几何、三角知识等数学知识，速度、加速度、牛顿三定律、动a、冲a、碰摘和能s守恒定律这些物理知识，以及这些知识在二维平㈨或三维空间游戏

2、建模中的应用和转化为计算机语言的方式。并运用这些原理设计并实现了一个桌面击球小游戏，以系统论述数学物理原理在游戏编程中的应用与实现。事实上，游戏开发技术在近儿年的发展远不如游戏产业规校所呈现出的爆炸性增长，某些新的软件幵发技术和观念还未能完企^1入到游戏开发领域中。Xbox/DirectXNext-generationArchitecture（以下简称“XNA”）正是微软在这样的背景下，以跨平台、应用型等特点为目标推出的一项全新的游戏开发技术。该技术以.Net平台为依托，能够同时兼顾PC和Xbox的游戏开发框架，且采用支持广泛硬件〒台的C#作为编程语言的游戏开发

3、框架，能够帮助游戏开发者更快更好地完成游戏开发。关键词：数学物理原理；游戏；C#;XNA；引论首先谈谈本课题的研究背景。近些年来，游戏产业不断发展，其带来的巨大市场价值也得到了政府部门和社会各界的充分认可。电子游戏是一项脱离现实的、有规则的、杏UI的的、有挑战的、能够使玩家产生互动外能够吸引玩家持续进行的娱乐活动。玩家在游戏屮为了达到某个n的或完成某项挑战的不断7:习过程能够促进胺多酚的释放，从而使玩家的大脑产生愉快感、电了游戏在它刚刚兴起的时候，由于技术上的局限，无论在图形还是功能上都无法与今天的游戏相比。20世纪80年代，随着世界上第一台真正意义上的个人电脑

4、的诞牛，游戏行业也开始蓬勃发展，《超级马里奥》、《创世纪111》等风靡全球的游戏层出不穷。到了20世纪90年代，世界游戏产业的发展达到了一个巅峰时期，巾于技术的进步，这个时期的游戏或得到向更加真实画衡发展的机会，《极品飞车》、《实况足球》可以说是当时的典型代表。电了竞技开始成为一门技术被很多玩家所推崇观点來源于黃进.基于XNA的游戏设计与实现.北京交通大学专业硕士学位论文.2011：1-4观点来源于黄进.基于XNA的游戏设计与实现.北京交通大学专业硕士学位论文.2011：1-。经过四五十年的发展，电了游戏已经从凼側朴素、Pl容单一的实验室展示作品，发展成如今具冇

5、儿乎可以以假乱真的3D画面，和开放的故事情节，能够联通世界的娱乐方式黄进.基于XNA的游戏设计与实现.北京交通大学专业硕士学位论文.2011：1-4.。在这样的吋代背景下，如果你希矩步入游戏开发行业，就必须具备代数、儿何、三角知识等数学知识，与此同时，还耑要具备速度、加速度、卞顿三定律、动8、冲S和能虽守恒定律这些物理知识,以及这些知识在二维平面或三维空M游戏建模屮的/、V:用。因为这些，是游戏仿真的基础，是游戏M而真实、惟妙惟ft的基础。然而关于数学物理原理在游戏编程中的应用于实现问题，一直缺少系统地阐述，从而各高校在讣算机的教授过程中很少会对数学物理原理在游

6、戏编程中的应用进行系统授课。而学生对游戏所需的数学物理知识也只是临到用时到处寻觅。在这样的背景下，我认力，对游戏编程屮需要的数学物理原理进行系统整理，丼予以实现足一件非常奋价仿奋意义的事。关于其具体的实现，我选择了C#开发语言和XNA开发框架。理由如下：XNAXNA(Xbox/DirectXNext-generationArchitecture)足基丁•DirectX的游:戏开发环境，足微软对丁•ManagedDirectX的修正及扩充版木。是微软推出的一款葙于DirectX,能够同时兼顾PC和Xbox的游戏开发框架。这款IDE(lntegratedDevelo

7、pmentEnvironment)为程序员提供了诸如资源管理、输入获取、声音播放、视频播放、网络连接等游戏幵发屮常川的工具。游戏开发者使用XNA游戏开发，能够专注于游戏逻辑、渲染特效以及人工智能等一些高级领域，而和茛接使用游戏引擎相比，XNA更加灵活简单的构架为游戏开发者搭迚适合于&己项目的底层提供条件。对于那些既想快速完成项目开发，使自己了解熟悉整个游戏开发流程，乂想自定义底层构架而脱离主流游戏4擎束缚的开发者而言，XNA是一个不错的选择。另外，作为一个较新的，使用C#作为编程语言的游戏丌发框呢,XNA在国闪被使用得还比较少，C++仍足0前国内游戏行业使川的主

8、流编程语言。然而，C#语