网络游戏架构设计教学大纲

网络游戏架构设计教学大纲

TheArchitectureandDesignforNetworkGame

适用专业：数字媒体技术课程编号：08用513110

前修课程：数字媒体技术基础学分：2总学时：32

一、课程性质、目的与要求

课程性质：任选课

课程目的：本课程是为数字媒体专业开设的专业选修课，起着加深学生对游戏架构的理解,

锻炼学生的实际游戏开发能力的作用°本课程的教学目的在于通过教与学，使学生了斛网络

游戏开发的过程，为今后从事网络游戏行业的_L作打下良好的基础。

教学要求：本课程是一门计算机理论与实践相结合的课程，本课程的教学目的在于通过教与

学，使学生了解网络游戏开发的过程，掌握网络游戏中的游戏功能设计、关卡设计、界面设

计；掌握单机版、网络版游戏以及手游的相关技术，提高学生分析问题、解决问题的实际能

力。

二、教学内容理论总学时：24学时

第一章：游戏进程2学时

基本要求：了解游戏进程的描述方式，掌握游戏内容设计、游戏情节设计、场景设计及游戏

脚本的编写。

重点：游戏情节设计、场景设计及游戏脚本的编写。

难点：通过镜头进行游戏脚本的编写。

第二章：关卡设计4学时

基本要求：掌握关卡的类型、组成部分，熟练掌握关卡编辑工具，检测游戏的基本可玩性。

重点：关卡的设计层次、关卡设计的规则

难点：调整总体结构和地形特征使其适合游戏

第三章：界面菜单设计4学时

基本要求：掌握游戏的交互过程，界面设计的原则和方法，游戏界面的文档编写，其他人机

交互手段。

重点：界面设计的原则和方法。

难点：界面设计的原则。

第四章：操作功能设计2学时

基本要求：掌握游戏的操作设计原则，游戏操作设计的方法以及控制与操作的方法，了解游

戏操作的文档表达。

重点：掌握游戏的操作设计原则。

难点：游戏操作设计的控制与操作方法。

第五章：单机游戏设计4学时

基本要求：了解单机游戏的文化背景,掌握经典游戏中的游戏元素，游戏机制，人工智能，

游戏进程，系统功能等。

重点：掌握分析经典游戏中主要组成部分。

难点：分析各部分之间的交互。

第六章：网络游戏设计4学时

基本要求：了解网络游戏的发展，网络游戏的类型，网络游戏的产品风险，网络游戏的开发

环境，网络游戏开发常用语言，网络游戏设计方向分析，分析网络游戏的功能结构。

重点：分析网络游戏的功能结构。

难点：网络游戏设计方向分析。

第七章：手机游戏相关技术及其设计4学时

基本要求：了解手机游戏特征，掌握手机游戏相关技术及开发工具，设计的原则，用户的需

求，游戏平台的特殊性，以及手机游戏设计遵循的规则,手机游戏的策划。

重点：手机游戏设计的原则，用户的需求。

难点：手机游戏的策划。

三、实践环节或相关课程实践总学时：8学时

应达到的

序实验实验学时

实验项目名称实验内容简介

号基本要求

类型要求分配

熟悉单机游戏的组成

1单机游戏设计验证必做熟练掌握2

要素及实现方法。

掌握网络游戏的编程

2网络游戏设计验证必做实现方法、组成要素熟练掌握3

及实现方法。

掌握手矶游戏的编

手机游戏相关技术

3验证必做程实现方法、组成要熟练掌握3

及其设计

素及实现方法。

注：1、实验类型：演示、验证、操作、综合、设计、研究。

2、实验要求：指必做、选做。

3、8学时以上（不含8学时）实践环节需单独设置大纲。

四、课时分配

理论环实验其他

序号章节内容

节时数时数环节

11游戏进程2

22关卡设计4

33界面菜单设计4

44操作功能设计2

55单机游戏设计42

66网络游戏设计43

手机游戏相关技术及其设

7743

计

合计248

总学分2总学时32

五、建议教材与教学参考书

序号书名编者出版社版本

房晓溪，梁中国水利水电出

1游戏架构教程2011.6

慧林星版社

2游戏架构设计与策划基础黄石，李志清华大学出版社2010.1

《网络游戏开发编程0809513112》教学大纲

DevelopmentTechniqueofOnlineGame

适用专业：数字媒体技术课程编号：0809513112

前修课程：面向对象程序设计、计算机网络与通信学分：3总学时：48

一、课程性质、目的与要求

课程性质：任选课

课程目的：本课程是为数字媒体专业开设的专业选修课，起着加深学生对网络游戏编程的理

解，锻炼学生的实际游戏开发能力的作用。本课程的教学目的在于通过教与学，使学生了解

Shader开发技术的实现原理和基本语法，掌握UnityShader中的渲染机制以及如何使用

UnityShador实现各种渲染效果，了解GPU实现渲染流水线的过程，能够解决游戏开发中

的实际问题，为今后从事游戏行业的工作打下良好的基础。

教学要求：本课程是一门计算机理论与实践相结合的课程，因此，教学中对Shader的Inily

Shader的实现原理和基本语法和Shader所需的数学知识做必要的讲解，同时，注意理论联

系实际，通过本课程的理论学习和上机操作，增强学生使用深度纹理和法线纹理实现更多屏

幕特效的能力，•学习用表面着色器实现渲染等技术，提高学生分析问题、解决问题的实际能

力。

二、教学内容理论总学时：32学时

第一章：欢迎来到Shader的世界1学时

基本要求：了解Shader开发技术的功能，以及可以实现的效果。

重点：Shader开发技术的在游戏开以过程中的重要性。

难点：Shader开发核心结构。

第二章：渲染流水线2学时

基本要求：掌握Shader开发技术中的流水线，渲染流水线，CPU和GPU之间的通信，顶点

着色器。

重点：片元着色器的应用，逐片元操作方法。

难点：屏幕映射，三角形遍历，固定管线渲染。

第三章：UnityShader基础线2学时

基本要求：掌握材质，ShadorLab,SubShader,Fallback,表面着色器，固定函数着色器

顶点/片元着色器。

重点：SubShader,顶点/片元着色器，材质和UnityShader的桥梁。

难点:UnityShader和CG/HLSL之间的关系。

第四章：学习Shader所需的数学基础2学时

基本要求：掌握Unity使用的坐标系，矢量运算，矩阵运算，分解基础变换矩阵，坐标空间

的变换，裁剪空间，屏幕空间，变换矩阵，摄像机和屏幕参数。

重点：ComputeScreenPos/VPOS/WPOS,坐标空间的变换，摄像机和屏幕参数。

难点：分解基础变换矩阵，顶点的坐标空间变换过程。

第五章：开始UnityShader学习之旅2学时

基本要求：掌握顶点/片元着色器的基本结构，顶点着色器和片元着色器之间的通信；掌握

Unity提供的内置文件和变量，和Unity提供的CG/HLSL语义，使用帧调试器。

重点：掌握顶点/片元着色器的基本结构，Unity提供的CG/HLSL语义。

难点：渲染平台的差异，渲染纹理的坐标差异，Shader的语法语义差异。

第六章：Unity中的基础光照2学时

基本要求：了解光源的吸收和散射，BRDF光照模型，标准光照模型，Unity中的环境光和

自发光，在UnityShader中实现高光反射和漫反射光照，半兰伯特模型。

重点：掌握光源的吸收和散射，标准光照模型和Unity中的环境光和自发光。

难点：BRDF光照模型，半兰伯特模型，Blinn-Phong光照模型。

第七章：基础纹理2学时

基本要求：了解纹理的属性和凹凸映射，掌握高度纹理，法线纹理的原理，及在Unity中实

现法线纹理类型，渐变纹理，遮罩纹理等常见纹理。

重点：在Unity中实现法线纹理类型，渐变纹理，遮罩纹理等常见纹理。

难点：高度纹理.法线纹理的原理。

第八章：透明效果2学时

基本要求：了解UnityShader的渲染顺序；掌握在UnityShader中实现透明度混合的命令；

掌握开启深度写入的半透明效果，ShaderLab的混合命令，双面渲染的透明效果的实现。

重点：ShaderLab的混合命令，双面渲染的透明效果。

难点：在Unity中通过开启深度写入的半透明效果的实现方法。

第九章：更复杂的光照3学时

基本要求：了解Unity的常用渲染路径，Unity的光源类型，Unity的阴影；掌握使用帧调

试器查看阴影绘制过程，统一管理光照衰减和阴影，透明度物体的阴影。

重点：使用标准UnityShader实现阴影。

难点：使用数学公式计算衰减的方法，实现不透明物体的阴影的方法。

第十章：高级纹理2学时

基本要求：了解立方体纹理，设计天空盒子，深入理解反射，折射，菲涅耳反射的物理原理；

掌握GrabPass程序纹理和Unity的程序材质。

重点：创建用于环境映射的立方体纹理，掌握GrabPass程序纹理。

难点：反射，折射，菲涅耳反射的物理原理。

第十一章：让画面动起来2学时

基本要求：了解UnityShader中的内置变量，掌握实现纹理动画，序列帧动画的方法。

重点：创建滚动背景，顶点动画的方法。

难点：掌握实现滚动纹理动画的方法。

第十二章：屏幕后处理效果2学时

基本要求：建立屏幕后处理脚本系统，实现屏幕的亮度、饱和度和对比度的调整，了解边缘

检测，及常见的边缘检测算子，实现高斯模糊，高斯滤波，Bloom效果，运动模糊等特效。

重点：建立屏幕后处理脚本系统。

难点：卷积，边缘检测原理。

第十三章：使用深度和法线纹理2学时

基本要求：获取深度和法线纹理及原理，查看深度和法线纹理；实现运动模糊，全局雾的效

果；重建世界坐标。

重点：获取深度和法线纹理及原理。

难点：重建世界坐标。

第十四章：非真实感渲染2学时

基本要求：卡通风格的渲染，演染轮廓线，添加高光，及素描风格的渲染。

重点：卡通风格的渲染，渲染轮廓线。

难点：素描风格的渲染。

第十五章：使用噪声2学时

基本要求：消融效果，水波效果，全局雾效的渲染方法。

重点：消融效果的渲染方法。

难点：水波效果的渲染方法。

第十六章：Unity中的渲染优化技术2学时

基本要求：静态、动态批处理，优化几何体，模型的LOD技术，遮挡剔除技术，控制绘制顺

序。

重点：动态批处理，静态批处理，优化几何体，Shader的LOD技术。

难点：合理利用实时光照和阴影。

三、实践环节或相关课程实践总学时：16学时

应达到的

序实验实验学时

实验项目名称实验内容简介

号基本要求

类型要求分配

熟悉的

UnityShader的基本操UnityShader熟练掌握

1操作必做菜单以及基本操作。4

作并灵活运用

掌握卡通风格Shader

2卡通风格动画的实现操作必做熟练掌握4

的编程实现方法。

掌握编写透明的

3透明效果的实现操作必做SurfaceShader的方熟练掌握4

法C

掌握Shader晕影效果

4老电影式的画面效果操作必做熟练掌握4

的编程实现方法。

注：1、实验类型：演示、验证、操作、综合、设计、研究。

2、实验要求：指必做、选做。

3、8学时以上（不含8学时）实践环节需单独设置大纲。

四、课时分配

理论环实验其他

序号章节内容

节时数时数环节

11欢迎来到Shader的世界12

22渲染流水线22

33UnityShader基础线2

学习Shader所需的数学基

442

础

开始UnityShader学习之

552

旅

66Unity中的基础光照22

77基础纹理22

88透明效果22

9