From 83477a7f6459b608d300fd7881991090d81d8d3b Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: cc Date: Tue, 23 Jun 2026 20:32:35 +0800 Subject: [PATCH] =?UTF-8?q?chore:=20=E5=88=9D=E5=A7=8B=E5=8C=96=E9=A1=B9?= =?UTF-8?q?=E7=9B=AE=E9=AA=A8=E6=9E=B6=E4=B8=8E=E5=AD=A6=E4=B9=A0=E5=BC=80?= =?UTF-8?q?=E5=8F=91=E8=AE=A1=E5=88=92?= MIME-Version: 1.0 Content-Type: text/plain; charset=UTF-8 Content-Transfer-Encoding: 8bit - 搭建 Cargo workspace：engine 库 + sandbox 可执行示例，构建/运行通过 - 加入分阶段学习开发计划（Markdown / CSV / xlsx） - 配置 .gitignore、README、MIT 许可信息 Co-Authored-By: Claude Opus 4.8 --- .gitignore | 24 +++ Cargo.lock | 14 ++ Cargo.toml | 18 ++ README.md | 53 ++++++ crates/engine/Cargo.toml | 17 ++ crates/engine/src/lib.rs | 40 +++++ examples/sandbox/Cargo.toml | 11 ++ examples/sandbox/src/main.rs | 8 + 引擎学习开发计划.csv | 37 ++++ 引擎学习开发计划.md | 306 ++++++++++++++++++++++++++++++++++ 引擎学习开发计划.xlsx | Bin 0 -> 15159 bytes 11 files changed, 528 insertions(+) create mode 100644 .gitignore create mode 100644 Cargo.lock create mode 100644 Cargo.toml create mode 100644 README.md create mode 100644 crates/engine/Cargo.toml create mode 100644 crates/engine/src/lib.rs create mode 100644 examples/sandbox/Cargo.toml create mode 100644 examples/sandbox/src/main.rs create mode 100644 引擎学习开发计划.csv create mode 100644 引擎学习开发计划.md create mode 100644 引擎学习开发计划.xlsx diff --git a/.gitignore b/.gitignore new file mode 100644 index 0000000..931cbbf --- /dev/null +++ b/.gitignore @@ -0,0 +1,24 @@ +# Rust / Cargo 构建产物 +/target/ +**/target/ + +# Cargo.lock：库不提交，但本项目含可执行程序，建议提交以锁定依赖版本（保留） +# 若日后纯做库可改为忽略 + +# 编辑器 / IDE +.vscode/ +.idea/ +*.iml + +# 操作系统 +.DS_Store +Thumbs.db +desktop.ini + +# Office 临时/锁文件（Excel/Word 打开文档时生成） +~$* + +# 调试与临时文件 +*.pdb +*.log +*~ diff --git a/Cargo.lock b/Cargo.lock new file mode 100644 index 0000000..b3f548f --- /dev/null +++ b/Cargo.lock @@ -0,0 +1,14 @@ +# This file is automatically @generated by Cargo. +# It is not intended for manual editing. +version = 4 + +[[package]] +name = "engine" +version = "0.0.1" + +[[package]] +name = "sandbox" +version = "0.0.1" +dependencies = [ + "engine", +] diff --git a/Cargo.toml b/Cargo.toml new file mode 100644 index 0000000..3bad875 --- /dev/null +++ b/Cargo.toml @@ -0,0 +1,18 @@ +# Cargo 工作空间(workspace) —— 把"引擎库"和"测试用沙盒"放在一起统一管理 +[workspace] +resolver = "2" +members = [ + "crates/engine", # 引擎本体（库 crate），你要造的东西在这里 + "examples/sandbox", # 沙盒（可执行程序），用来调用并测试引擎 +] + +# 所有成员共享的包级元信息，避免重复填写 +[workspace.package] +edition = "2021" +license = "MIT" +authors = ["cc"] +repository = "ssh://gitea@8.130.143.54:2222/cc/2DGameEngineByRust.git" + +# 在这里统一管理依赖版本，成员 crate 用 `xxx.workspace = true` 引用 +# 现阶段保持空白，按学习计划逐阶段添加（winit / wgpu / glam ...） +[workspace.dependencies] diff --git a/README.md b/README.md new file mode 100644 index 0000000..cd3c021 --- /dev/null +++ b/README.md @@ -0,0 +1,53 @@ +# 2DGameEngineByRust + +用 Rust 从零手写的 2D 游戏引擎 —— 一个零基础学习者的引擎养成项目。 + +## 这是什么 + +我在零编程/零引擎经验的基础上，通过亲手造一个 2D 引擎来系统巩固游戏引擎知识， +之后会用它做一款小游戏。完整路线见： + +- 📖 [引擎学习开发计划.md](引擎学习开发计划.md) —— 详细的分阶段学习与开发计划 +- 📊 [引擎学习开发计划.csv](引擎学习开发计划.csv) —— 任务清单（可当进度看板） + +## 项目结构 + +``` +. +├── Cargo.toml # 工作空间(workspace)配置 +├── crates/ +│ └── engine/ # 引擎本体（库 crate）—— 要造的东西在这里 +├── examples/ +│ └── sandbox/ # 沙盒（可执行程序）—— 调用并测试引擎 +├── 引擎学习开发计划.md +└── 引擎学习开发计划.csv +``` + +## 快速开始 + +```bash +# 构建全部 +cargo build + +# 运行沙盒（会打印引擎问候语，验证骨架可用） +cargo run -p sandbox + +# 跑测试 +cargo test +``` + +## 进度 + +- [x] 阶段 0 之前：项目骨架搭建完成 +- [ ] 阶段 0：地基（Rust 语言 / 数学 / 图形学认知） +- [ ] 阶段 1：工具链与环境 +- [ ] 阶段 2：窗口与渲染入门 +- [ ] 阶段 3：自己的 2D 渲染器 +- [ ] 阶段 4：引擎核心架构 +- [ ] 阶段 5：引擎子系统 +- [ ] 阶段 6：编辑器与工具链 +- [ ] 阶段 7：用引擎做一款游戏 + +## 许可证 + +MIT diff --git a/crates/engine/Cargo.toml b/crates/engine/Cargo.toml new file mode 100644 index 0000000..4833170 --- /dev/null +++ b/crates/engine/Cargo.toml @@ -0,0 +1,17 @@ +[package] +name = "engine" +version = "0.0.1" +description = "一个从零手写的 2D 游戏引擎（学习用）" +edition.workspace = true +license.workspace = true +authors.workspace = true +repository.workspace = true + +# 这是一个库 crate：引擎的所有功能都在这里实现，供 sandbox 或将来的游戏调用 +[lib] + +[dependencies] +# 现阶段无依赖。按 引擎学习开发计划 逐步添加，例如： +# winit = "0.30" # 阶段 2.B 窗口 +# wgpu = "23" # 阶段 2.B GPU 渲染 +# glam = "0.29" # 阶段 4.2 数学库 diff --git a/crates/engine/src/lib.rs b/crates/engine/src/lib.rs new file mode 100644 index 0000000..fb1e2d8 --- /dev/null +++ b/crates/engine/src/lib.rs @@ -0,0 +1,40 @@ +//! # engine —— 一个从零手写的 2D 游戏引擎 +//! +//! 这是引擎的入口。现在它几乎是空的，这很正常—— +//! 你会按照《引擎学习开发计划》一个阶段一个阶段地把它填满。 +//! +//! 规划中的模块（随学习进度逐步取消注释并实现）： +//! - `app` 应用与游戏主循环 (计划 阶段 4.1) +//! - `render` 2D 渲染器 (计划 阶段 3) +//! - `math` 数学类型封装 (计划 阶段 4.2) +//! - `ecs` 实体-组件-系统 (计划 阶段 4.5) +//! - `input` 输入系统 (计划 阶段 5.1) +//! - `audio` 音频系统 (计划 阶段 5.2) +//! - `physics` 2D 物理与碰撞 (计划 阶段 5.3) +//! +//! 例如将来会这样写： +//! ```ignore +//! pub mod app; +//! pub mod render; +//! pub mod math; +//! ``` + +/// 返回引擎版本号。这是第一个能跑通的功能，用来验证项目骨架可用。 +pub fn version() -> &'static str { + env!("CARGO_PKG_VERSION") +} + +/// 占位的问候函数，sandbox 会调用它，证明"库 → 可执行程序"的调用链通了。 +pub fn greeting() -> String { + format!("2D 引擎已就绪 (v{})，开始你的阶段 0 吧！", version()) +} + +#[cfg(test)] +mod tests { + use super::*; + + #[test] + fn version_not_empty() { + assert!(!version().is_empty()); + } +} diff --git a/examples/sandbox/Cargo.toml b/examples/sandbox/Cargo.toml new file mode 100644 index 0000000..0f59ed1 --- /dev/null +++ b/examples/sandbox/Cargo.toml @@ -0,0 +1,11 @@ +[package] +name = "sandbox" +version = "0.0.1" +description = "测试引擎用的沙盒程序" +edition.workspace = true +license.workspace = true +authors.workspace = true + +# 这是一个可执行程序：它依赖 engine 库，用来试验和验证引擎功能 +[dependencies] +engine = { path = "../../crates/engine" } diff --git a/examples/sandbox/src/main.rs b/examples/sandbox/src/main.rs new file mode 100644 index 0000000..dcd633a --- /dev/null +++ b/examples/sandbox/src/main.rs @@ -0,0 +1,8 @@ +//! 沙盒程序：调用 engine 库，验证项目骨架是否能正常构建运行。 +//! +//! 随着引擎长大，这里会逐步变成"创建窗口 → 启动游戏循环 → 渲染精灵"。 +//! 现在它只做一件事：打印引擎的问候语。 + +fn main() { + println!("{}", engine::greeting()); +} diff --git a/引擎学习开发计划.csv b/引擎学习开发计划.csv new file mode 100644 index 0000000..1298986 --- /dev/null +++ b/引擎学习开发计划.csv @@ -0,0 +1,37 @@ +阶段,序号,任务/知识点,类型,是否有教程,推荐教程(中文优先),链接,产出/备注 +阶段0 地基,0.1,Rust语言入门(所有权/借用/trait/泛型/错误处理),语言,✅有中文教程,Rust程序设计语言中文版 / Rust语言圣经,https://kaisery.github.io/trpl-zh-cn/ ; https://course.rs/,能独立写带结构体枚举trait的小程序 +阶段0 地基,0.2,数据结构与基本算法,理论,✅/🔧,Rust语言圣经"手把手实现链表"+通用数据结构课,https://course.rs/,理解ECS用连续数组为何更快 +阶段0 地基,0.3,游戏数学:线性代数(向量/矩阵/变换/正交投影),理论,✅有中文教程,GAMES101前几讲(线代复习+变换),https://www.bilibili.com/video/BV1X7411F744/,能手算旋转+平移的矩阵 +阶段0 地基,0.4,计算机图形学基础(光栅化/帧缓冲/着色器/管线),理论,✅有中文教程,GAMES101(重点光栅化与变换),https://www.bilibili.com/video/BV1X7411F744/,能说清图片如何显示到屏幕 +阶段0 地基,0.5,引擎宏观认知+游戏设计模式,理论,🔧有教程需改写,游戏编程模式中文版 + The Cherno第1集,https://gpp.tkchu.me/ ; https://www.bilibili.com/video/BV14v411h7Hu/,画出引擎模块草图 +阶段0 地基,0.6,Git版本控制,工具,✅有中文教程,廖雪峰Git教程,https://liaoxuefeng.com/books/git/introduction/index.html,项目托管到GitHub +阶段1 工具链,1.1,安装Rust工具链(rustup/cargo),工具,✅有中文教程,TRPL中文版入门指南,https://kaisery.github.io/trpl-zh-cn/ch01-00-getting-started.html,cargo run跑通HelloWorld +阶段1 工具链,1.2,配置VS Code + rust-analyzer + 调试器,工具,✅有中文教程,B站搜"VS Code Rust 环境配置",https://rust-analyzer.github.io/,代码有智能提示和实时报错 +阶段1 工具链,1.3,理解crate生态(crates.io/docs.rs/关键库定位),工具,✅有中文教程,crates.io / docs.rs,https://crates.io ; https://docs.rs,能自查一个库怎么用 +阶段2 渲染入门,2.A,用macroquad做小游戏建立手感(贪吃蛇/打砖块),代码,🔧有教程需改写,Macroquad官方书(英文,代码极短),https://mq.agical.se/ ; https://github.com/not-fl3/macroquad,做出一个能玩的贪吃蛇 +阶段2 渲染入门,2.B,winit开窗口 + wgpu初始化 + 第一个三角形,代码,✅有中文教程,学习wgpu中文版,https://jinleili.github.io/learn-wgpu-zh/,窗口里出现彩色三角形 +阶段3 2D渲染器,3.1,渲染管线/WGSL着色器/顶点索引缓冲,代码,✅有中文教程,学习wgpu中文版"管线/缓冲"章,https://jinleili.github.io/learn-wgpu-zh/,理解着色器与缓冲 +阶段3 2D渲染器,3.2,纹理加载(image库)与精灵Sprite渲染,代码,✅有中文教程,学习wgpu中文版"纹理与绑定组"章,https://jinleili.github.io/learn-wgpu-zh/,屏幕显示一张图片 +阶段3 2D渲染器,3.3,2D正交摄像机与世界/屏幕坐标转换,代码,✅有中文教程,学习wgpu中文版"Uniform与摄像机"章(简化为正交),https://jinleili.github.io/learn-wgpu-zh/,能移动缩放视角 +阶段3 2D渲染器,3.4,批处理渲染Batch Rendering(2D性能关键),代码,🔧有教程需改写,The Cherno "2D Batch Rendering"系列(C++),https://www.bilibili.com/video/BV14v411h7Hu/,流畅画上千精灵 +阶段3 2D渲染器,3.5,文本渲染(字体图集/SDF),代码,🔧有教程需改写,glyphon/wgpu_text库示例 + 位图字体原理,https://docs.rs/glyphon/,屏幕显示分数与调试信息 +阶段4 核心架构,4.1,游戏主循环(固定时间步长),代码,✅有中文教程,游戏编程模式"游戏循环"章,https://gpp.tkchu.me/game-loop.html,物理在不同帧率表现一致 +阶段4 核心架构,4.2,集成数学库glam,代码,✅有中文教程,glam文档(概念已掌握),https://docs.rs/glam/,引擎统一Vec2/Mat3类型 +阶段4 核心架构,4.3,日志系统(log/tracing分级日志),代码,✅有中文教程,log/env_logger库README + Cherno Logging集,https://docs.rs/log/,能打印分级调试信息 +阶段4 核心架构,4.4,事件系统(观察者/事件分发),代码,🔧有教程需改写,The Cherno事件系统系列 + 游戏编程模式观察者章,https://gpp.tkchu.me/observer.html,各系统能订阅处理事件 +阶段4 核心架构,4.5,ECS实体组件系统(先用hecs/bevy_ecs再考虑自造),架构,✅/⚠️,Bevy中文教程/Cheatbook + 游戏编程模式组件章,https://yiviv.com/bevy-cheatbook/ ; https://bevyengine-cn.github.io/learn/book_cn/getting-started/ecs/,能创建实体挂组件写系统 +阶段4 核心架构,4.6,资源管理器(纹理/音频/字体缓存+句柄),架构,⚠️无现成教程,参考Bevy Assets设计自行实现,https://bevy.org/,assets.load接口 +阶段5 子系统,5.1,输入系统(键鼠/手柄封装+按键映射),代码,🔧有教程需改写,winit输入文档 + gilrs手柄库,https://docs.rs/gilrs/,input.is_pressed接口 +阶段5 子系统,5.2,音频系统(音效/BGM/音量,kira或rodio),代码,✅/🔧,kira/rodio库示例 + B站"Rust音频",https://docs.rs/kira/,游戏能放音效和BGM +阶段5 子系统,5.3,2D物理与碰撞(AABB/圆/响应,或集成rapier2d),代码,🔧/⚠️,B站"AABB/SAT碰撞" + Randy Gaul物理教程 + rapier2d,https://rapier.rs/,角色能站平台被墙挡 +阶段5 子系统,5.4,精灵动画系统(序列帧/图集/动画状态机),代码,⚠️无现成教程,状态机参考游戏编程模式"状态"章自行实现,https://gpp.tkchu.me/state.html,角色播放走跳待机动画 +阶段5 子系统,5.5,粒子系统(发射器/生命周期/批量渲染),代码,🔧有教程需改写,The Cherno "Particle System"集(C++),https://www.bilibili.com/video/BV14v411h7Hu/,爆炸火焰等特效 +阶段5 子系统,5.6,场景管理与序列化(serde+ron/json),代码,✅/⚠️,B站/掘金"Rust serde" + 自行设计场景,https://serde.rs/,关卡能存文件再读回 +阶段5 子系统,5.7,游戏内UI系统(集成egui),代码,✅有中文教程,egui官方示例 + B站"Rust egui教程",https://github.com/emilk/egui,主菜单/暂停界面/HUD +阶段6 编辑器,6.1,集成egui编辑器面板(实体列表/属性Inspector),工具,✅有中文教程,egui文档 + The Cherno Editor系列建立设计观,https://github.com/emilk/egui,编辑器里选中实体改属性 +阶段6 编辑器,6.2,资源热重载(notify监听文件变化),工具,⚠️无现成教程,notify库README自行实现,https://docs.rs/notify/,改图不用重启程序 +阶段6 编辑器,6.3,关卡/地图编辑(自做或对接Tiled),工具,🔧有教程需改写,Tiled官方(有中文) + tiled rust库,https://www.mapeditor.org/ ; https://docs.rs/tiled/,用编辑器拼一张关卡 +阶段7 做游戏,7.1,选题与游戏设计(小而完整),设计,✅有中文教程,indienova独立游戏社区 + B站游戏设计入门,https://indienova.com/,一页纸设计文档 +阶段7 做游戏,7.2,用引擎实现完整游戏循环(菜单到结算到存档),代码,⚠️无现成教程,串起所有系统并反向补全引擎,,从头玩到尾的完整小游戏 +阶段7 做游戏,7.3,打磨与优化(性能/手感juice),代码,🔧有教程需改写,GDC "Juice it or lose it"(B站搬运),https://www.bilibili.com/,手感舒服不卡顿 +阶段7 做游戏,7.4,跨平台打包与发布(Win/Mac/Linux/可选WASM),工具,✅/🔧,cargo build --release + 学习wgpu中文版Web章,https://jinleili.github.io/learn-wgpu-zh/,发给朋友能玩/发布itch.io diff --git a/引擎学习开发计划.md b/引擎学习开发计划.md new file mode 100644 index 0000000..41450e5 --- /dev/null +++ b/引擎学习开发计划.md @@ -0,0 +1,306 @@ +# 用 Rust 从零构建 2D 游戏引擎 —— 完整学习与开发计划 + +> 适用对象：**零编程经验、零引擎经验**的初学者 +> 目标：① 系统巩固游戏引擎知识 → ② 亲手造一个能用的 2D 引擎 → ③ 用它做一款小游戏 +> 时间：不设硬性期限，以"真正学会"为准 + +--- + +## 一、先读这段（最重要的认知） + +1. **没有"一条龙"中文教程。** 没有任何单一教程能带你"从零用 Rust 写完整 2D 引擎"。这件事的本质是**拼装**：Rust 语言、数学、图形学、各个引擎子系统，分别有各自的好教程，你要把它们组装起来。本计划就是这张"组装说明书"。 + +2. **引擎理论是跨语言的。** 著名的 **The Cherno 游戏引擎系列**（B站有中文字幕/配音搬运）虽然用 C++，但它讲的**架构思想**（事件系统、渲染抽象层、ECS、编辑器）是通用的。看它学"为什么这么设计"，回到 Rust 自己实现。 + +3. **不要一上来就造引擎。** 正确顺序是：先学会 Rust → 用现成简单库（macroquad）做几个小游戏，理解"游戏循环/精灵/输入"是什么感觉 → 再学 wgpu 自己写渲染器 → 再逐个搭建引擎系统。**先会用，再会造。** + +4. **教程标记含义：** + - ✅ **有直接中文教程** —— 跟着做即可 + - 🔧 **有教程需改写** —— 教程是英文或别的语言(如 C++)，思想通用，需自己翻译成 Rust + - ⚠️ **无现成教程** —— 需查文档+参考开源引擎源码自己实现（这是最能巩固知识的环节） + +--- + +## 二、阶段总览（路线图） + +| 阶段 | 名称 | 核心目标 | 大致占比 | +|------|------|----------|----------| +| 阶段 0 | 地基：语言 + 数学 + 图形学认知 | 能读会写 Rust，懂向量矩阵，懂图形学基本概念 | 最大头 | +| 阶段 1 | 工具链与环境 | 搭好开发环境，理解 Cargo 生态 | 小 | +| 阶段 2 | 窗口与渲染入门 | 开窗口、画出第一个三角形/精灵 | 中 | +| 阶段 3 | 自己的 2D 渲染器 | 精灵、纹理、批处理、摄像机、文字 | 大 | +| 阶段 4 | 引擎核心架构 | 游戏循环、ECS、事件、资源、日志 | 大 | +| 阶段 5 | 引擎子系统 | 输入、音频、物理/碰撞、动画、粒子、场景 | 大 | +| 阶段 6 | 编辑器与工具链 | egui 编辑器、序列化、热重载 | 中 | +| 阶段 7 | 用引擎做一款游戏 | 完整小游戏 + 跨平台打包发布 | 中 | + +--- + +## 阶段 0 —— 地基（语言 / 数学 / 图形学认知） + +> 这是零基础玩家最容易想跳过、但绝对不能跳过的部分。地基不牢，后面寸步难行。 + +### 0.1 编程与 Rust 语言入门 ✅ +- **任务**：掌握变量、控制流、函数、所有权(ownership)、借用、生命周期、结构体、枚举、trait、泛型、错误处理、模块、Cargo。 +- **中文教程**： + - 《Rust 程序设计语言》简体中文版（官方书翻译，权威）：https://kaisery.github.io/trpl-zh-cn/ + - 《Rust 语言圣经》（讲解最细、最贴近实战）：https://course.rs/ ，配套练习：https://practice.course.rs/ +- **产出**：能独立写出带结构体/枚举/trait 的小程序（如命令行计算器、待办清单）。 + +### 0.2 数据结构与基本算法 ✅/🔧 +- **任务**：数组/动态数组、哈希表、栈、队列、树；时间复杂度概念。引擎里到处是它们。 +- **资源**：《Rust 语言圣经》中"手把手实现链表"章节；其余概念可看任意中文数据结构课程（B站搜"数据结构 基础"），思想通用。 +- **产出**：理解"为什么 ECS 用连续数组存组件会更快"。 + +### 0.3 游戏数学：线性代数 ✅ +- **任务**：向量（加减、点乘、叉乘、归一化）、矩阵（变换、平移/旋转/缩放）、坐标系、正交投影。**2D 引擎几乎只需要这些。** +- **中文教程**： + - **GAMES101 现代计算机图形学入门（闫令琪）** 前几讲专门复习线性代数与变换，强烈推荐：https://www.bilibili.com/video/BV1X7411F744/ + - 配套笔记很多（知乎搜 "GAMES101 笔记"）。 +- **产出**：能手算"把一个点旋转 30° 再平移"对应的矩阵。 + +### 0.4 计算机图形学基础认知 ✅ +- **任务**：理解光栅化、像素、帧缓冲、颜色、什么是 GPU/着色器、渲染管线大致流程。**只需 2D 相关部分，光线追踪/动画那几讲可略读。** +- **中文教程**：GAMES101（同上），重点看"光栅化""变换"部分。 +- **产出**：能说清"一张图片是怎么显示到屏幕上的"。 + +### 0.5 游戏引擎宏观认知 + 设计模式 🔧 +- **任务**：建立"引擎由哪些系统组成"的整体地图；学常见游戏编程模式（游戏循环、状态机、观察者、对象池、组件模式等）。 +- **资源**： + - **《游戏编程模式》中文版**（免费在线，必读）：https://gpp.tkchu.me/ 或镜像 https://github.com/tkchu/Game-Programming-Patterns-CN + - **The Cherno 游戏引擎系列**（B站中文字幕）第 1 集"系列介绍"先建立全局观：https://www.bilibili.com/video/BV14v411h7Hu/ + - （进阶参考书）《游戏引擎架构》(Jason Gregory) 有中文纸质版，可作长期工具书，不必现在读完。 +- **产出**：能画出一张"我的引擎要有哪些模块"的草图。 + +### 0.6 Git 版本控制 ✅ +- **任务**：init / add / commit / branch / merge / 远程仓库，会用 GitHub。 +- **中文教程**：廖雪峰《Git 教程》：https://liaoxuefeng.com/books/git/introduction/index.html +- **产出**：把你的引擎项目托管到 GitHub，养成提交习惯。 + +--- + +## 阶段 1 —— 工具链与开发环境 + +### 1.1 安装 Rust 工具链 ✅ +- **任务**：用 `rustup` 安装 Rust，理解 `cargo`（构建/依赖/运行/测试一体）。 +- **教程**：TRPL 中文版"入门指南"：https://kaisery.github.io/trpl-zh-cn/ch01-00-getting-started.html +- **产出**：`cargo new`、`cargo run` 跑通 Hello World。 + +### 1.2 编辑器/IDE 配置 ✅ +- **任务**：VS Code + `rust-analyzer` 插件（自动补全、报错、跳转）；会用调试器。 +- **教程**：B站搜 "VS Code Rust 开发环境配置"，或 rust-analyzer 官网。 +- **产出**：写代码有智能提示和实时报错。 + +### 1.3 理解 crate 生态 ✅ +- **任务**：会查 https://crates.io 和 https://docs.rs ；理解后面要用的关键库定位： + - `winit`（窗口）、`wgpu`（图形）、`glam`（数学）、`image`（图片加载）、`rodio`/`kira`（音频）、`egui`（GUI）、`serde`（序列化）、`hecs`/`bevy_ecs`（ECS，可选）。 +- **产出**：能自己在 docs.rs 查一个库怎么用。 + +--- + +## 阶段 2 —— 窗口与渲染入门（先会用，建立手感） + +### 2.A 用现成简单库做手感（强烈建议先做）✅/🔧 +- **任务**：用 **macroquad**（极简 2D 库）做 1~2 个小游戏（贪吃蛇、打砖块），亲身体会"游戏循环、画精灵、读输入、播音效"。**这一步让你知道引擎最终要给用户提供什么样的体验。** +- **教程**： + - 官方书《Game Development in Rust with Macroquad》（英文，但代码极短易懂）：https://mq.agical.se/ + - macroquad 仓库示例：https://github.com/not-fl3/macroquad + - 中文较少，B站搜 "macroquad" / "Rust 游戏" 有零星视频。 +- **产出**：一个能玩的贪吃蛇。**做完你会对"引擎该有什么"豁然开朗。** + +### 2.B 开始造引擎：窗口 + GPU 初始化 ✅ +- **任务**：用 `winit` 创建窗口、处理窗口事件（关闭、缩放）；用 `wgpu` 初始化 GPU、画出第一个三角形。 +- **中文教程**： + - **《学习 wgpu》中文版**（核心教程，从开窗到三角形手把手）：https://jinleili.github.io/learn-wgpu-zh/ + - 英文原版（更新更快）：https://sotrh.github.io/learn-wgpu/ +- **产出**：自己的窗口里出现一个彩色三角形。 + +--- + +## 阶段 3 —— 构建自己的 2D 渲染器 + +> 跟着《学习 wgpu》中文版逐章推进，同时把通用代码抽象成"你引擎的渲染模块"。 + +### 3.1 渲染管线 / 着色器 / 顶点缓冲 ✅ +- 教程：《学习 wgpu》中文版 "管线 / 缓冲区 / 纹理" 各章。 +- 产出：理解 WGSL 着色器、顶点/索引缓冲。 + +### 3.2 纹理加载与精灵(Sprite)渲染 ✅ +- 任务：用 `image` 库加载 PNG，渲染成带贴图的四边形（Quad）。 +- 教程：《学习 wgpu》中文版 "纹理与绑定组" 章节。 +- 产出：屏幕上显示一张图片。 + +### 3.3 摄像机与正交投影 ✅ +- 任务：实现 2D 正交摄像机（平移、缩放），世界坐标↔屏幕坐标。 +- 教程：《学习 wgpu》中文版 "Uniform 缓冲与摄像机" 章节（其相机虽是3D，2D 把它简化为正交即可）。 +- 数学依赖：阶段 0.3 的投影矩阵。 +- 产出：能移动/缩放视角看场景。 + +### 3.4 批处理渲染(Batch Rendering)⚠️/🔧 +- 任务：把成百上千个精灵合并成少量 draw call，这是 2D 引擎性能关键。 +- 资源：**The Cherno** 有专门的 "2D Batch Rendering" 系列（C++，思想直接照搬到 wgpu）：B站搜 "Cherno 批处理 / Batch"。 +- 产出：能流畅画上千个精灵。 + +### 3.5 文本渲染 🔧 +- 任务：渲染文字（字体图集/SDF）。可用 `glyphon` / `wgpu_text` 等库，或自己做位图字体。 +- 资源：相关库的英文 README + 示例；位图字体原理 B站可搜。 +- 产出：屏幕上显示分数、调试信息。 + +--- + +## 阶段 4 —— 引擎核心架构 + +### 4.1 游戏主循环（固定时间步长）🔧 +- 任务：实现 `update`/`render` 分离、固定时间步(fixed timestep)让物理稳定、帧率无关。 +- 资源：**《游戏编程模式》"游戏循环"一章**（中文，必读）：https://gpp.tkchu.me/game-loop.html +- 产出：物理在不同帧率下表现一致。 + +### 4.2 数学库集成 ✅ +- 任务：引入 `glam`（向量/矩阵/四元数高性能库），统一引擎数学类型。 +- 资源：glam docs.rs；概念已在阶段 0.3 掌握。 +- 产出：引擎里有统一的 `Vec2 / Mat3` 等类型。 + +### 4.3 日志系统 ✅ +- 任务：用 `log` + `env_logger` 或 `tracing` 做分级日志。 +- 资源：库 README；The Cherno 也有 "Logging" 一集讲设计思路。 +- 产出：能打印分级调试信息。 + +### 4.4 事件系统 🔧 +- 任务：窗口/输入/自定义事件的分发机制（观察者模式）。 +- 资源：**The Cherno "Event System" 系列**（C++，思想通用）；《游戏编程模式》观察者/事件队列章节（中文）。 +- 产出：输入和窗口事件能被各系统订阅处理。 + +### 4.5 ECS（实体-组件-系统）架构 ✅/⚠️ +- 任务：理解并使用 ECS 组织游戏对象。**两条路线选一**： + - **(推荐先用现成)** 集成 `hecs` 或 `bevy_ecs`，先学会用。 + - **(进阶自造)** 自己实现一个简易 ECS，彻底搞懂原理（最巩固知识，但难）。 +- 中文资源： + - Bevy 中文教程理解 ECS 思想：https://bevy-cheatbook.github.io 的中文版 https://yiviv.com/bevy-cheatbook/ ；ECS 入门：https://bevyengine-cn.github.io/learn/book_cn/getting-started/ecs/ + - 《游戏编程模式》"组件模式"一章（中文）。 +- 产出：能用 ECS 创建实体、挂组件、写系统遍历。 + +### 4.6 资源管理(Asset Manager)⚠️ +- 任务：统一加载/缓存纹理、音频、字体，用句柄(handle)引用，避免重复加载。 +- 资源：参考 Bevy 的 Assets 设计（看文档/源码）；无直接中文教程，需自己设计。 +- 产出：`assets.load::("player.png")` 这样的接口。 + +--- + +## 阶段 5 —— 引擎子系统 + +### 5.1 输入系统 🔧 +- 任务：封装键盘、鼠标、手柄(`gilrs`)状态，提供"本帧是否按下/持续按住"查询和按键映射(Action)。 +- 资源：winit 输入事件文档；手柄用 `gilrs` README。 +- 产出：`input.is_pressed(Key::Space)` 接口。 + +### 5.2 音频系统 ✅/🔧 +- 任务：播放音效与背景音乐、音量控制。用 `kira`（游戏向，推荐）或 `rodio`。 +- 资源：库 README/示例；B站可搜 "Rust 音频 rodio"。 +- 产出：游戏里能放音效和 BGM。 + +### 5.3 2D 物理与碰撞检测 🔧⚠️ +- 任务：AABB 碰撞检测、圆形碰撞、碰撞响应；**两条路线**： + - 入门：自己实现 AABB/圆碰撞（最巩固知识）。 + - 进阶：集成 `rapier2d`（成熟 2D 物理引擎）。 +- 资源： + - 碰撞检测原理 B站搜 "2D 碰撞检测 AABB / 分离轴定理 SAT"。 + - 自写物理引擎经典系列（英文）：Randy Gaul 的 2D 物理教程，可配合翻译阅读。 + - `rapier2d` 官方文档与中文社区文章。 +- 产出：角色能站在平台上、被墙挡住。 + +### 5.4 精灵动画系统 ⚠️ +- 任务：序列帧动画、精灵图集(atlas)切割、动画状态机。 +- 资源：无完整中文教程；状态机参考《游戏编程模式》"状态"一章（中文）。 +- 产出：角色能播放走/跳/待机动画。 + +### 5.5 粒子系统 🔧 +- 任务：发射器、粒子生命周期、批量渲染粒子（复用 3.4 批处理）。 +- 资源：The Cherno 有 "Particle System" 一集（C++，思想通用）。 +- 产出：爆炸/火焰等特效。 + +### 5.6 场景管理与序列化 ✅/⚠️ +- 任务：场景(Scene)概念、实体的保存/加载，用 `serde` + `ron`/`json` 序列化。 +- 资源：`serde` 中文文章较多（B站/掘金搜 "Rust serde"）；场景设计需自己规划。 +- 产出：能把一个关卡存成文件再读回来。 + +### 5.7 游戏内 UI 系统 ✅ +- 任务：按钮、文本、血条等。推荐集成 **egui**（即时模式 GUI，对接 wgpu 成熟）。 +- 资源：egui 官方示例 + B站搜 "Rust egui 教程"；在线 demo 直观。 +- 产出：主菜单、暂停界面、HUD。 + +--- + +## 阶段 6 —— 编辑器与工具链 + +> 引擎区别于"一堆库"的关键，就是有可视化工具。这一阶段会让你的引擎"专业感"质变。 + +### 6.1 集成 egui 编辑器面板 ✅ +- 任务：用 egui 做实体列表、属性面板（Inspector）、场景视图。 +- 资源：egui 文档 + The Cherno "Editor" 系列建立设计观（C++）。 +- 产出：能在编辑器里选中实体、改它的位置/属性。 + +### 6.2 资源热重载(Hot Reload)⚠️ +- 任务：监听文件变化(`notify` 库)，改了图片/配置自动生效。 +- 资源：`notify` 库 README；无直接中文教程，自行实现。 +- 产出：改图不用重启程序。 + +### 6.3 关卡/地图编辑 ⚠️/🔧 +- 任务：自做简易关卡编辑器，或对接 **Tiled** 地图编辑器(`tiled` 库读取 `.tmx`)。 +- 资源：Tiled 官方（有中文界面）；`tiled` rust 库 README。 +- 产出：能用编辑器拼一张关卡地图。 + +--- + +## 阶段 7 —— 用你的引擎做一款游戏 + +### 7.1 选题与游戏设计 ✅ +- 任务：选一个**小而完整**的题材（平台跳跃 / 俯视角射击 / 塔防）。写一页纸设计文档。 +- 资源：游戏设计入门看 B站/indienova 独立游戏社区文章。 +- 产出：一份明确范围的设计文档（切忌做大）。 + +### 7.2 用引擎实现完整游戏循环 ⚠️ +- 任务：把前面所有系统串起来：菜单→关卡→玩法→结算→存档。在做的过程中反过来补全引擎缺失功能。 +- 产出：一个从头玩到尾的完整小游戏。 + +### 7.3 打磨与优化 🔧 +- 任务：性能分析、内存优化、手感调优(juice：震屏、音效反馈)。 +- 资源：The Cherno / GDC 演讲 "Juice it or lose it"（B站有搬运）。 +- 产出：手感舒服、不卡顿。 + +### 7.4 跨平台打包与发布 ✅/🔧 +- 任务：Windows/Linux/Mac 打包，资源随程序分发；可选 WebAssembly 上网页(`wasm`)。 +- 资源：`cargo build --release`；wgpu/winit 对 WASM 支持的文档（《学习 wgpu》中文版有 Web 章节）。 +- 产出：把游戏发给朋友能直接玩，或发布到 itch.io。 + +--- + +## 三、贯穿全程的好习惯 + +- **每个阶段都写小 demo 验证**，别憋大招。能跑起来的丑东西，胜过完美的设想。 +- **多读开源引擎源码**当字典：`Bevy`（最大最现代）、`ggez`（小而经典 2D）、`macroquad`（极简）。遇到不会的就去翻它们怎么写。 +- **理论卡住时回到 GAMES101 和《游戏编程模式》**，它们能解答"为什么"。 +- **The Cherno 系列**用来学架构思想（C++→Rust 转换是很好的锻炼）。 +- 坚持用 Git 提交，给自己留回溯点。 + +--- + +## 四、核心中文资源清单（收藏夹） + +| 用途 | 资源 | 链接 | +|------|------|------| +| Rust 官方书中文 | Rust 程序设计语言 简体中文版 | https://kaisery.github.io/trpl-zh-cn/ | +| Rust 实战教程 | Rust 语言圣经 | https://course.rs/ | +| Rust 在线练习 | Rust 语言圣经练习 | https://practice.course.rs/ | +| 图形学/数学 | GAMES101（闫令琪，B站） | https://www.bilibili.com/video/BV1X7411F744/ | +| 引擎架构思想 | The Cherno 游戏引擎系列（B站中字） | https://www.bilibili.com/video/BV14v411h7Hu/ | +| 设计模式 | 游戏编程模式 中文版 | https://gpp.tkchu.me/ | +| GPU/渲染 | 学习 wgpu 中文版 | https://jinleili.github.io/learn-wgpu-zh/ | +| 2D 入门库 | Macroquad（书+示例，英文） | https://mq.agical.se/ | +| ECS 思想 | Bevy Cheatbook 中文 | https://yiviv.com/bevy-cheatbook/ | +| Git | 廖雪峰 Git 教程 | https://liaoxuefeng.com/books/git/introduction/index.html | + +> 详细逐条任务见同目录下的 **引擎学习开发计划.csv**（可导入表格软件当进度看板用）。 + +--- + +*祝你造引擎愉快。记住：第一个引擎一定会很烂，这很正常——它的价值不是"好用"，而是让你真正理解了引擎是怎么回事。* diff --git a/引擎学习开发计划.xlsx b/引擎学习开发计划.xlsx new file mode 100644 index 0000000000000000000000000000000000000000..b0cb689dc1bc092ac524b6aac8155fb9b813e4ac GIT binary patch literal 15159 zcmeHu1AAoM(soarOf<3CaVEAVwlT47+nCt4ZQHiZ$;3`3_Lt}2ea?B#`F_Fs?!K>P0pRHZMJtw}~V#2B|3B4&*8;mxm>hjR=aO)zE47-tiYGpw+(f+EQ$?Hq# zH@ggwH4m#tt6;F2^6dYHnkPAS*-NnTOtOuP)4zpn(3%+)Z6J+7WJ&$AU?@{ihMkqt z&#P#7q?xT-=1d>Q!>Vuwau-bK;T`4f%TeofH$UP?HzCk7=9U&=6?GlA;%eVW#I4#^R+@*+!yOKL~L{XMC7w1TfY!M63 zT?y78PSGf1K_eI71fp@L_^J&`scz~$RDN3ES2(K(tZrh>K8~A8^Il3UJc9cc%r1F4 zn}RxQuV=hc=`n0Uc>9Q@q+r5sTCJC9$3f((ZD7%TEtuAY{Oa*lI(=B4hzaR|VM=6( zB>UD|t)A&>EW@>*6}qo%_;SQA48M5u!$bWiNs6FCR_8wmg8M-sgpZMNv7mLfwlmkW zwl@F6Z{;gWS)FERLqiKC^C8!bp{eW6sI83-*HjY)N_*1gpv%Y*rcr?}^gLJ7 zWqH1v!fKUJQKCd_x6^+6CRNW5Gv|`Sbuoy>Sb)oQfg1S~a|~CEx%gd9qC6ZTeL{s? z9SSnxOfm6Xu0q9v5Z#nQ{rmvidVZTdO}c)Uael1eYEcShDnv2lTpusII_j#K*-IK5 ziWp;|!XTmvfL=dRAsQ%FE1lPP@LGlbXtwGG~=S1Fm-PA!l$O1yySG;fJr(H0w)K3wc&WmH z4kP5>2q+g}Qd~@aWwIpJU&p z+mH%ZR>W#iRJE2Ebu0aow~g6$x;hn?5rc_Jc#v6K=>p7bq5Nv}Vr-1oo2N_r?cwct zX=!h7Z7(Rw+uKXM^BK&t?X=#olYTZ|J(Du%OXaaD=no)t&()ryRr!nMd`8FfhkgGi z0epGlldeAuzx9IzSOBO`9|ZWjqxe@E{L^WC`iS8^X!O7PD3_O#=%+*M`1}?`=bYw* z`ens|mgrRJ1OaNKo??xZkkRXA3!Ac4Q)N+t7SuY>^7E(>7bx;=4^?p}5||sZ z#RVt0^~CiAD3sn=1)iS>I5N`d@k!a)XZTcm0;Y~|9O<6 zYwb7n*v*B}?#R%>*2hf$r^%=~Yb9`gg#Jfg0RW5-iGQq__9ljg4)(NvyU_o!c&4kZ zS?#c(c+gIJ)4kxW%nyY60|!=rlOTYHZf>HANCz~06_AhBM0vfBP1LvDkB@8!)6|LE zX3q`m>mwXk)9$on?Pw}5|E=e|q`X-PQ0-pg_0Ldmh!U7U4*rtQRg zs`QQa{@c65vsS!zSrT=bJ4at->q*!A?VAx@@psx4mWp=0tTU!sno&!&6a29Qz6RR5 znf4cM1$8>Z#L$I2~(W(wL7x$>n)N{P^g6PC3FsaS@!{DyPy+t`b;D2ufPlA}h` 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