Unity 電腦遊戲開發背後的數學

Contents

應用於 Unity 遊戲程式設計的基本數學、資料結構和演算法的初學者指南

從這 15 小時的課程，你會學到

如何使用按位操作( bitwise operations )來優化遊戲中的處理和儲存
關於向量數學以及如何在 2D 和 3D 空間中導航的一切所需知識
以線條、線的分段( line segments )和光線投射( ray casting )偵測碰撞背後的原理
仿射變換( affine transformation )的美與變換遊戲物件的基本原理
什麼是四元數( quaternion )，以及如何使用它來旋轉遊戲物件
如何從頭建構 C# 的數學程式庫( library )

要求

熟悉 Unity 遊戲引擎
對 C# 程式設計游刃有餘
高中的數學水準(基礎三角函數和代數)

課程說明

你知道電腦遊戲用數學來完成每一個任務嗎，從渲染( rendering )到動畫( animation )，從物理( physics )到人工智慧( AI )？數學無處不在。對數學的基本理解在任何職業中都是至關重要的，而在遊戲開發中，數學的基本理解是最重要的。它支援遊戲引擎執行的所有主要操作。沒有它，你甚至不能在螢幕上移動一個角色。熱衷於學習更多的數學知識來提高你的遊戲開發技能？那麼這門課就是為你準備的。

在本課程中，你將建構你自己的 C# 類別( classes )來處理 2D 和 3D 空間的幾何構造，這將發展你對定位和移動遊戲物件的理解。簡而言之，你將建立自己的數學程式庫來複制 Unity 的 Vector2、 Vector3、 Matrix4x4 和一些 Mathf 方法。貫穿整個課程，我們將使用 Unity 遊戲引擎，以加強你的數學概念。

與 Penny de Byl 博士一起瞭解遊戲開發數學，她的整體教學風格和 25 年來在遊戲和計算機圖形學領域的教學、研究和工作經驗廣受國際讚譽。通過整個課程，你將跟著親手實踐的工作坊學會重要數學技術，用於程式設計計算機遊戲機械學和視覺效果。

在這個過程中，我們將建構一個遊戲，不僅使用我們編寫的程式碼來移動螢幕上的 2D 和 3D 物件，而且要玩這個遊戲，你必須使用你的點和向量的知識來解決難題，這將加強你的學習。你還將建構許多迷你專案從中應用數學概念，並瞭解它們在遊戲環境中的運用方式。

學習如何程式設計和運用 :

按位操作( bitwise operations )、位元填充( Bit Packing )和位元板( Bitboards )
2D 和 3D 的空間
積分( Points )
向量( Vectors )
矩陣( Matrices )
從一個座標系對( coordinate system ) 映射到另一個
物件定位
導航
角度
插值( Interpolation )
四元數( Quaternions )

學生們對這門課程的看法:

精彩的課程。這可能是目前為止我在 Udemy 上找到的最有幫助的課程了。 Penny 是個很棒的教練。甚至在第一部分的最後，我學到了超級有價值的資訊，我可以應用到我的遊戲中。
在課的早期，就已經學到足夠的東西，使這個購買非常值得。
像往常一樣，教授在一個急需學習的主題上提供了一個很棒的，清晰的課程。她知識淵博，能把自己的知識傳授給學生。我推薦她所有的課程和她的 YouTube 頻道。

目標受眾

初學遊戲開發的學生，希望能夠理解遊戲引擎背後的數學
有技能的程式設計師，熱衷於進入 2D 和 3D 遊戲開發領域
遊戲開發愛好者，希望對數學在遊戲中的應用有更深入理解
任何一個有數學鑑賞力的人，想要研究數學在電腦遊戲環境中是如何應用

講師簡介

Penny de Byl 計算機科學、遊戲和程式藝術教授 ( 更多講師主講課程介紹 )

嗨，我是 Penny de Byl 博士。我是全端的程式開發者，且是擁有真正熱情的學術教師。25年來，我在澳大利亞和歐洲一直在教別人遊戲開發、程式設計、計算機圖形、動畫和網頁設計。我還為 Unity、 SAE、澳大利亞娛樂協會和 Wikitude 提供諮詢。我最暢銷的教科書，包括 Holistic Game Development with Unity: An All-in-One Guide to Implementing Game Mechanics, Art, Design and Programming在全球超過 100 個機構中使用。我的畢業生在Apple、Ubisoft、LinkedIn 和 Deloitte Digital 等公司工作。

在州、國家和國際層面，我贏過許多獎項，包括澳大利亞學與教委員會卓越教學獎和 Unity 手機遊戲課程大賽。我的計算機科學和相關領域的教學方法是基於專案、給你動手做的研討會，你可以立即有能力實踐。

我希望我的虛擬教室能幫你完全武裝起來，提供你終身學習的技能。我很高興現在把我的全部精力集中在 Udemy 上，把我多年的知識和經驗帶給渴望學習技術的人。

英文字幕：有

想要了解如何將英文字幕自動翻譯成中文? 請參考這篇 How-To

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