游戏开发中的载体

我是编程和游戏编程的新手。我已经阅读了一些关于向量和数学的知识，但是我有一个问题-在游戏编程中应该在哪里使用向量？也许有人可以举一个简单的例子说明您正在使用矢量（在2D模式下）？

我已经找到了示例，但是大多数情况下它们在控制台中，它们在其中输出数字，还有一些我不理解的大示例。

什么是向量？

向量是不同维度的坐标集。向量中的每个坐标表示向量所在空间方向上的某个绝对位置。

• 一维向量将为{1}。例如，这可能是X = 1的位置或时间t = 1。
• 2-D向量将为{-4,3}。例如，这可以是X轴上的-4和Y轴上的3的位置。也可能是X轴后面（-4米）处的温度（3度）。
• 3-D向量将为{1,2,3}。这可能是在空间1中沿X轴的位置，在空间2中沿Y轴的位置，以及空间3中沿Z轴的位置。或者颜色可以是1红色，2绿色和3蓝色。或者，它可能是在某个时间T（{3}）上的XY位置（{1,2 }）。

请注意，在所有情况下，我们都为问题的向量分配了含义。尽管通常会发现游戏中用于几何图形的矢量，但没有理由不能对它们做其他事情。

为什么要使用向量？

首先，您不必使用向量。只要您跟踪x和y或您关心的任何坐标，就可以以某种方式进行。

但是，使用矢量的好处是它们可以整洁地表示诸如方向和位置之类的东西，并且在它们上定义了一些数学运算，可以使您的生活更轻松。

对于这些的简单示例，请考虑点积。

假设您在自上而下的游戏中拥有雷达系统。出现在雷达区中的每个敌人（2D中为一些饼形楔形物）都应该在屏幕上出现一个小红点。因此，您需要确定雷达部分中有哪些敌人。

您可以测试敌人是否在三角形内。您还可以测试是否在确定雷达扇区两侧的平面/线的两个半空间的交点中包含了敌人。

或者，您可以只使用点积进行检查。这是如何做：

1. 创建从雷达中心到“雷达前端”的矢量。标准化它。
2. 创建一个从雷达中心到要检查其雷达可见性的对象的向量。标准化它。
3. 取两个归一化向量的点积。
4. 取该产品的反余弦，并检查其是否小于雷达宽度角度的一半。如果是，请绘制一个点。

这非常方便，现在还可以让您轻松地将雷达指向不同的方向（只需更改前向矢量）并具有不同的宽度（只需更改雷达宽度角度），并且在这些情况下您也可以重复使用相同的代码！

为什么还要使用向量？

如果您使用2D模式，则实现复杂效果和运动（旋转，缩放等）的最佳方法可能是使用场景图。行星有轨道飞船，该船有轨道无人机。不使用向量数学的计算非常丑陋。

使用矢量数学，我们将每个表示为具有一个点和一个3x3变换矩阵。行星使用其变换，船使用其变换和行星的变换，而无人机使用其变换以及船的变换和行星的变换。

当行星移动时，您更改其变换，船和无人机将自动“免费”定位。更清晰的代码。

仍然不服气。 向量还是几乎所有图形库（当然还有OpenGL和DirectX）所使用的位置，几何形状和运动的本地表示形式。您不必使用它们就不可能逃脱。

结论 向量是编写清晰代码的强大工具，可以清晰，优雅地解决几何问题。

2D示例是屏幕坐标，它标识屏幕上的像素，并具有x分量和y分量[x，y]，即屏幕左上方的位置[0，0]

另一个示例：想象一个文本从右屏幕边框滚动到左屏幕边框。现在，您需要以像素/秒为单位定义滚动文本的速度，即[-20，0]，这意味着文本每秒向左滚动20个像素，并且永远不会改变高度。

另一个更高级的示例：想象一个2D游戏，该游戏应该在800x600、1024x768等不同的屏幕分辨率下运行。可以通过内部使用0.0到1.0的屏幕宽度和0.0到1.0的高度在内部将游戏逻辑解耦来轻松地完成此操作。从实际的屏幕分辨率。现在，当您绘制到屏幕上时，只需将内部矢量与分辨率矢量相乘即可：

screen_pos = internal_pos * screen_ressolution

注意，这里的所有3个变量都是2D向量，它们具有x分量和y分量，即对于此internal_pos [0.5，0.25]：

[400, 150] = [0.5, 0.25] * [800, 600]

因此内部位置[0.5，0.25]被转换为实际屏幕位置[400，150]

这是基本的东西。向量的真正优势是在线性代数中的应用，您可以使用矩阵来变换顶点（旋转，缩放，镜像等），即轻松地将所有内部位置旋转90度，或者您必须将屏幕Y换成屏幕顶部到底部的位置0，因为您使用的第三方库使用此约定。

在Wolfire Games博客上，这是游戏开发中向量的绝佳解释：

http://blog.wolfire.com/2009/07/linear-algebra-for-game-developers-part-1/

向量是既具有值又具有方向的实体。现实世界和基于物理的游戏中矢量的示例包括速度和动量。仅具有值但没有方向的属性称为标量，包括位置，质量，密度等。

对于模拟类似于矢量的物理属性（如上所述，速度，加速度等）的游戏，需要使用矢量。用于矢量计算的数学称为线性代数。

在每个维都有数字表示某物的任何地方，这些数字的集合都可以视为向量。位置，速度和加速度是向量的主要示例。在某些情况下，将面对的方向表示为向量也是可行的。

对于基本的东西，是否将这些数字视为向量并不重要，但是，如果您想进行任何形式的物理学，则应研究向量数学。

很简单，在游戏中到处都是具有位置或方向的任何事物，它们都使用矢量。向量就像一个点

struct Point2
{
float x, y;
};

struct Vector2
{
float x, y;
};

然而，真正的区别在于这一点。点只是点，而矢量是箭头。

如果你有

Point2.x = 5;

Point2.y = 10;

您的意思是我在这个位置x 5和y 10。

但是，当您声明向量时...

Vector2.x = 5;

Vector2.y = 10; 

您的说法是说从0,0到x 5，y 10的箭头；

您甚至可以让向量指向的点成为任意位置的空间点，例如，让我们使用一个点和一个向量来移动对象，我们将使用Point2来存储其位置，并使用一个vector2来将其移动。

point2.x = 10;

point2.y = 15;

现在您可以使用向量移动该点，假设我们要将此点沿x轴向上移动10个单位，这样您就可以

vector2.x = 10;

vector2.y = 0;

point2 += vector2;

现在，点已移动到矢量箭头指示的位置。

现在的重点是

point2.x = 20;

point2.y = 15;

最后要注意的一点是，有时矢量就像点一样使用，反之亦然，因为它们保存相同类型的数据。