《游戏引擎应用与开发》课程大纲

数字媒体技术升本《游戏引擎应用与开发》教学大纲一、课程信息课程名称游戏引擎应用与开发GameEngineApplicationandDevelopment课程代码0462050修读性质必修¨选修考核性质考试¨考查课程类型¨基础课程模块专业核心模块¨专业拓展模块¨实验实践模块¨创新创业模块¨融合特色模块¨联合培养模块¨公共必修模块适用专业数字媒体技术开课单位工学院学时学分学分：4总学时：64理论学时：40实验（实践）学时：24授课语言中文¨双语¨全英文（外文）先修课程面向对象程序设计（C#）二、课程简介课程开设的目的和意义：通过对《游戏引擎应用与开发》的学习，系统了解游戏引擎原理，对游戏引擎的体系结构、特征特点、基本构成及其工作原理进行了解，了解游戏引擎中的重要功能的实现原理；熟练掌握Unity游戏引擎的架构和使用方法，并了解游戏开发的相关流程和技术特点。通过大量的实验和课外实践，掌握Unity游戏引擎的基本使用，并能使用其开发简单的3D游戏，为后续学习和使用更高级的游戏引擎以及设计游戏引擎打下基础。课程主要内容：本课程全面、系统地介绍了游戏引擎的基本知识以及主流的游戏引擎的应用，本书内容包括Unity的开发环境介绍，游戏物体和组件的基本特性及相关操作介绍，介绍游戏地型的搭建以及使用外部的资源，介绍各个地形工具的使用，了解水效果、天空盒子、雾效。教学与考核方式：课程考核由平时成绩和期末考试组成，分别占40%、60%的比例，其中，平时成绩包括课堂表现、平时作业、考勤等；期末考试主要的考核形式为机试（闭卷）。思政元素融入教学：本课程将通过融入社会主义核心价值观等课程思政元素和导入科技兴国案例，培养学生的爱国主义情怀、大国工匠精神、锲而不舍的科研精神，落实好科技报国、技术创新的思想。三、课程目标课程目标1.学习游戏产业的历史、发展趋势、商业模式以及文化内涵，具备对游戏行业的全面理解。树立积极的游戏价值观，强调游戏在文化传承、情感表达等方面的作用，提高对游戏文化的尊重和理解。课程目标2.学习游戏引擎的工作原理、核心算法以及技术架构，具备分析游戏引擎技术问题的能力，了解不同引擎在游戏开发中的应用优势和局限性，从理论层面预测和解决潜在的技术挑战。课程目标3.在游戏领域中提高批判性思维能力，深入思考游戏内容可能存在的价值观、文化偏见等问题。通过分析案例，提高对游戏创作和传播过程中的伦理责任的意识，为游戏产业的健康发展贡献力量，在实践中提高团队合作能力。课程目标4.在学习游戏引擎应用与开发的过程中思考游戏内容的社会影响。分析游戏在塑造价值观、引导思想等方面的作用，并思考如何在游戏开发中传递积极、正能量的信息。通过思政引导，提高在游戏领域中的社会责任感。四、课程任务单元一：游戏概述支撑课程目标：LO1单元学时4。其中，理论学时4，实验（实践）学时0。主要内容游戏的定义、游戏的特征、游戏的发展、电子游戏的分类、游戏引擎的定义、世界主流游戏引擎分类学习目标1.了解游戏的基本概念和类型。2.了解游戏设计的基本原则和方法。3.了解游戏开发的流程和主流引擎。学生课前准备1.阅读书目：[1]Unity3D游戏开发案例教程.彭平.胡垂立.中国铁道出版社，2021，第一章游戏概述[2]游戏设计基础(第3版)，李翔，电子工业出版社，2019年，1-5[3]Unity3D从入门到精通，第2版，[美]PaulDeLeeuw,电子工业出版社，2019年，1-52.思考问题：什么是游戏？当前主流的游戏引擎有哪些？区别是什么？3.其他课前准备：无教学方式教师讲授游戏的定义及主流游戏开发平台，学生讨论不同平台的具体应用场景课后作业每人总结提炼本周学习的个人收获及相关思考，并上传课程教学平台单元二：C#程序语言基础支撑课程目标：LO1、LO2单元学时6。其中，理论学时4，实验（实践）学时2。主要内容C#的语言特点及历史、C#的基本语法、“连连看”小游戏的制作学习目标1.了解C#常用开发工具2.了解C#的基础知识以及基本语法3.学习面向对象的程序设计技术和方法4.掌握如何通过C#开发应用程序学生课前准备1..阅读书目：[1]《C#6.0权威指南》(第2版),RobertC.Martin,人民邮电出版社，2019年11月，第1章-第3章。[2]《C#高级编程》(第8版),SteveSmith,WroxPress,2019年5月，第1章-第3章。[3]《C#程序设计(第4版)》，陈海峰，清华大学出版社，2018年12月，第1章-第3章。2.思考问题：C#和Java有什么区别？什么是面向对象编程？C#中的面向对象编程有哪些特点？3.其他课前准备：无教学方式教师讲授面向对象与面向过程的区别，学生讨论并通过案例了解C#的具体应用与相关语法课后作业基于C#完成贪吃蛇小游戏的制作？单元三：Unity3D游戏开发基础支撑课程目标：LO1、LO2单元学时6。其中，理论学时4，实验（实践）学时2。主要内容Unity引擎的界面介绍、常用组件介绍、Unity脚本的基本语法介绍学习目标1.熟悉Unity引擎的界面操作2.掌握脚本的基础语法学生课前准备1.阅读书目：[1]Unity3D游戏开发案例教程.彭平.胡垂立.中国铁道出版社，2021，第三章；[2]《Unity3D游戏开发从入门到精通》(第2版),李明，清华大学出版社，2019-7,5282.思考问题：Unity的组件本质是什么？如何了解组件和游戏对象之间的关系3.其他课前准备：无教学方式教师讲授Unity界面使用并演示、学生上机操作课后作业为案例添加得分功能单元四：2D游戏制作支撑课程目标：LO1、LO2、LO3、LO4单元学时6。其中，理论学时4，实验（实践）学时2。主要内容2D对象的设置学习目标1.掌握2D游戏的开发流程2.掌握2D对象的设置学生课前准备1.阅读书目：[1]《Unity2D游戏开发实战》(第2版),张志远，机械工业出版社，2019-6,第1章-第3章。[2]Unity3D游戏开发案例教程.彭平.胡垂立.中国铁道出版社，2021；第四章2.思考问题：2D游戏和3D游戏之间的区别是什么？3.其他课前准备：无教学方式教师讲授2D游戏制作方式并演示、学生上机操作课后作业在学习通上参与讨论：2D对象的特点是什么？单元五：2D游戏制作支撑课程目标：LO1、LO2、LO3、LO4单元学时6。其中，理论学时4，实验（实践）学时2。主要内容2D组件的应用、帧动画学习目标1.掌握2D游戏的开发流程2.掌握NGUI的使用3.掌握游戏开发的编程逻辑4.掌握帧动画的制作学生课前准备1.阅读书目：[1]《Unity2D游戏开发实战》(第2版),张志远，机械工业出版社，2019-6,第1章-第3章。[2]Unity3D游戏开发案例教程.彭平.胡垂立.中国铁道出版社，2021；第四章2.思考问题：2D游戏和3D游戏之间的区别是什么？3.其他课前准备：无教学方式教师讲授2D游戏制作方式并演示、学生上机操作课后作业自制帧动画所需素材并完成帧动画的创建单元六：3D游戏制作支撑课程目标：LO1、LO2、LO3、LO4单元学时6。其中，理论学时4，实验（实践）学时2。主要内容UI控件的使用、3D组件的使用、动画控制器的使用、触发检测、碰撞检测学习目标1.掌握3D对象的设置2.掌握3D组件的使用3.掌握NGUI的使用学生课前准备1.阅读书目：[1]《Unity3D游戏编程基础》(第2版),王磊、张晓飞、刘洋，机械工业出版社，：2019-6,第1章-第3章2.思考问题：2D组件与3D组件的区别是什么？3.其他课前准备：无教学方式教师讲授3D游戏制作方式并演示、学生上机操作课后作业结合NGUI为射击游戏设计菜单界面单元六：3D游戏制作支撑课程目标：LO1、LO2、LO3、LO4单元学时6。其中，理论学时4，实验（实践）学时2。主要内容动画控制器的使用、触发检测、碰撞检测学习目标1.掌握3D游戏的开发流程2.掌握动画控制器的使用3.掌握碰撞检测与触发检测相关方法学生课前准备1.阅读书目：[1]《Unity3D游戏编程基础》(第2版),王磊、张晓飞、刘洋，机械工业出版社，：2019-6,第1章-第3章2.思考问题：什么是碰撞检测？什么是触发检测？3.其他课前准备：无教学方式教师讲授3D游戏制作方式并演示、学生上机操作课后作业利用触发检测原理实现自动开关门单元七：综合案例支撑课程目标：LO1、LO2、LO3、LO4单元学时8。其中，理论学时6，实验（实践）学时2。主要内容AI系统、学习目标1.掌握AI系统2.掌握人机交互学生课前准备1.阅读书目：[1]《Unity3D游戏开发实战》(第2版),陈昊鹏，电子工业出版社，2017-10,第1章-第3章。[2]《Unity3D游戏编程基础》(第2版),王磊、张晓飞、刘洋，机械工业出版社，2019-6,第1章-第3章。[3]《Unity3D潜行游戏开发实战》，李明，清华大学出版社，2019-10,第1章-第3章。2.思考问题：如何使角色自动沿着路径行走3.其他课前准备：无教学方式教师讲授UnityAI系统的原理及应用并演示、学生上机操作课后作业设置障碍物，实现角色绕路行走功能单元八：综合案例支撑课程目标：LO1、LO2、LO3、LO4单元学时8。其中，理论学时4，实验（实践）学时4。主要内容融合树学习目标1.掌握融合树的应用2.掌握动画控制器的使用学生课前准备1.阅读书目：[1]《Unity3D游戏开发实战》(第2版),陈昊鹏，电子工业出版社，2017-10,第1章-第3章。[2]《Unity3D游戏编程基础》(第2版),王磊、张晓飞、刘洋，机械工业出版社，2019-6,第1章-第3章。[3]《Unity3D潜行游戏开发实战》，李明，清华大学出版社，2019-10,第1章-第3章。2.思考问题：如何流畅地融合角色的多个动画？3.其他课前准备：无教学方式教师讲授融合树的应用并演示、学生上机操作课后作业根据融合树实现角色的其他动画过渡效果单元九：综合案例支撑课程目标：LO1、LO2、LO3、LO4单元学时8。其中，理论学时2，实验（实践）学时6。主要内容灯光系统、碰撞检测、触发检测学习目标1.了解灯光渲染2.掌握物理事件检测与实现学生课前准备1.阅读书目：[1]《Unity3D游戏开发实战》(第2版),陈昊鹏，电子工业出版社，2017-10,第1章-第3章。[2]《Unity3D游戏编程基础》(第2版),王磊、张晓飞、刘洋，机械工业出版社，2019-6,第1章-第3章。[3]《Unity3D潜行游戏开发实战》，李明，清华大学出版社，2019-10,第1章-第3章。2.思考问题：物理事件所需要具备的条件是什么？3.其他课前准备：无教学方式教师讲授灯光系统及物理系统的应用并演示、学生上机操作课后作业为秘密行动案例创建第二个关卡五、课程考核过程性考核考核方式实验报告（次数：1）¨大作业（次数：）¨汇报答辩（次数：）¨成果作品（次数：）平时作业（次数：3）终结性考核考核方式¨不实施终结性考核¨闭卷¨开卷机试¨面试成绩构成比例总评成绩=平时