MonoGame跨平台开发实战:桌面与移动端部署

MonoGame跨平台开发实战:桌面与移动端部署

【免费下载链接】MonoGame One framework for creating powerful cross-platform games. 【免费下载链接】MonoGame 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/mo/MonoGame

文章详细介绍了MonoGame框架在Windows、Linux、macOS桌面平台以及Android、iOS移动平台的完整开发环境搭建、项目配置和部署流程。涵盖了系统要求、必备软件安装、图形渲染适配、输入系统配置、音频处理、资源管理以及平台特定功能的实现方法,为开发者提供全面的跨平台游戏开发指导。

Windows桌面开发环境搭建

Windows平台是MonoGame开发中最成熟和广泛使用的环境之一,提供了DirectX和OpenGL两种图形后端选择。本节将详细介绍如何在Windows系统上搭建完整的MonoGame开发环境,包括必要的软件安装、项目配置以及开发工具的选择。

系统要求与必备软件

在开始Windows平台的MonoGame开发之前,需要确保系统满足以下基本要求:

组件最低要求推荐配置
操作系统Windows 10 22H2Windows 11 22H2+
.NET SDK.NET 8.0.NET 8.0 LTS
开发工具Visual Studio 2022 17.8+Visual Studio 2022 17.10+
图形APIDirectX 11 RuntimeDirectX 12 Ultimate
内存8GB RAM16GB RAM
存储10GB可用空间20GB可用空间
安装.NET 8.0 SDK

.NET 8.0是MonoGame 3.8+版本的必备运行时环境。可以通过以下方式安装:

# 使用winget安装.NET 8.0 SDK
winget install Microsoft.DotNet.SDK.8

# 或者从官网下载安装包
# https://dotnet.microsoft.com/download/dotnet/8.0

验证安装是否成功:

dotnet --version
# 应该输出 8.0.x
安装Visual Studio 2022

Visual Studio是Windows平台首选的开发环境,需要安装以下工作负载:

  1. .NET桌面开发工作负载 - 包含Windows Forms和WPF支持
  2. 使用C++的桌面开发 - 用于本地代码编译
  3. 游戏开发与图形 - 可选,但推荐安装

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安装DirectX运行时

对于WindowsDX项目,需要安装DirectX June 2010运行时以确保音频和游戏手柄功能正常工作:

# 下载并安装DirectX最终用户运行时
# https://www.microsoft.com/en-us/download/details.aspx?id=8109

项目模板安装与配置

MonoGame提供了专门的项目模板,可以通过NuGet包管理器或命令行工具安装:

安装MonoGame模板
# 安装MonoGame项目模板
dotnet new install MonoGame.Templates.CSharp::3.8.2.1

# 验证模板安装
dotnet new --list | findstr MonoGame
创建WindowsDX项目

WindowsDX项目使用DirectX作为图形后端,提供最佳的Windows平台性能:

# 创建WindowsDX项目
dotnet new mgwindowsdx -n MyGame

# 切换到项目目录
cd MyGame

# 恢复NuGet包
dotnet restore
项目结构分析

典型的WindowsDX项目结构如下:

MyGame/
├── Program.cs              # 应用程序入口点
├── Game1.cs               # 主游戏类
├── Content/
│   └── Content.mgcb       # 内容管道配置文件
├── MyGame.csproj          # 项目文件
└── Properties/
    └── AssemblyInfo.cs    # 程序集信息
项目配置文件详解

查看生成的.csproj文件,可以看到WindowsDX特定的配置:

<Project Sdk="Microsoft.NET.Sdk">

  <PropertyGroup>
    <TargetFramework>net8.0-windows</TargetFramework>
    <OutputType>WinExe</OutputType>
    <UseWindowsForms>true</UseWindowsForms>
    <AllowUnsafeBlocks>true</AllowUnsafeBlocks>
  </PropertyGroup>

  <ItemGroup>
    <PackageReference Include="MonoGame.Framework.WindowsDX" Version="3.8.2.1" />
    <PackageReference Include="MonoGame.Content.Builder.Task" Version="3.8.2.1" />
  </ItemGroup>

</Project>

开发工具配置

Visual Studio扩展配置

安装MonoGame for Visual Studio扩展,提供内容管道编辑器和项目模板支持:

  1. 打开Visual Studio
  2. 转到"扩展" → "管理扩展"
  3. 搜索"MonoGame"
  4. 安装"MonoGame Extension for Visual Studio"
内容管道工具配置

MonoGame Content Pipeline (MGCB) 是资源处理的核心工具:

# 安装全局MGCB工具
dotnet tool install -g dotnet-mgcb

# 验证安装
mgcb --version
调试配置优化

在Visual Studio中优化调试设置:

<!-- 在.csproj中添加调试优化 -->
<PropertyGroup Condition="'$(Configuration)'=='Debug'">
  <DebugType>embedded</DebugType>
  <DebugSymbols>true</DebugSymbols>
  <Optimize>false</Optimize>
</PropertyGroup>

常见问题排查

依赖项冲突解决

WindowsDX项目可能遇到的依赖冲突:

# 清除NuGet缓存
dotnet nuget locals all --clear

# 强制恢复包
dotnet restore --force
图形设备初始化问题

如果遇到图形设备初始化失败,检查DirectX安装:

// 在Game1构造函数中添加图形设备设置
graphics = new GraphicsDeviceManager(this);
graphics.PreferredBackBufferWidth = 1280;
graphics.PreferredBackBufferHeight = 720;
graphics.SynchronizeWithVerticalRetrace = true;
graphics.ApplyChanges();
音频系统配置

确保XAudio2正常工作:

// 检查音频设备可用性
if (SoundEffect.MasterVolume == 0)
{
    // 音频设备未初始化
    Console.WriteLine("音频设备初始化失败,检查DirectX安装");
}

性能优化建议

编译优化设置
<!-- Release模式优化配置 -->
<PropertyGroup Condition="'$(Configuration)'=='Release'">
  <Optimize>true</Optimize>
  <DebugType>none</DebugType>
  <PlatformTarget>x64</PlatformTarget>
  <AllowUnsafeBlocks>true</AllowUnsafeBlocks>
</PropertyGroup>
资源加载优化

使用异步资源加载提高启动性能:

protected override async void LoadContent()
{
    // 异步加载资源
    await Task.Run(() => 
    {
        // 资源加载代码
        spriteBatch = new SpriteBatch(GraphicsDevice);
        texture = Content.Load<Texture2D>("texture");
    });
}

通过以上步骤,你已经成功搭建了Windows平台的MonoGame开发环境。这个环境为游戏开发提供了强大的工具链和性能优化,是开发高质量Windows游戏的理想选择。

Linux与macOS平台适配指南

MonoGame作为跨平台游戏开发框架,为Linux和macOS平台提供了全面的支持。通过基于SDL2的底层实现,开发者可以轻松地将游戏部署到这两个主流的Unix-like操作系统上。本指南将详细介绍在Linux和macOS平台上进行MonoGame开发的配置要求、环境搭建、平台特性适配以及常见问题解决方案。

系统要求与依赖

在开始Linux和macOS平台的开发之前,需要确保系统满足以下基本要求:

平台最低版本要求图形API运行时依赖
Linuxglibc 2.27+OpenGL 3.3+SDL2, OpenAL
macOSmacOS 13 Ventura+OpenGL 3.3+SDL2, OpenAL

Linux发行版兼容性

  • Ubuntu 22.04 LTS 及以上版本
  • Debian 12 及以上版本
  • Fedora 36 及以上版本
  • Arch Linux (滚动更新)
  • SteamOS 3.0 及以上版本

开发环境要求

  • .NET 8 SDK
  • Visual Studio Code 或 JetBrains Rider
  • 可选:MonoDevelop (Linux) 或 Visual Studio for Mac

项目配置与平台目标

在MonoGame项目中,针对Linux和macOS平台的配置主要通过项目文件实现:

<Project Sdk="Microsoft.NET.Sdk">
  <PropertyGroup>
    <TargetFramework>net8.0</TargetFramework>
    <OutputType>Exe</OutputType>
    <PublishReadyToRun>false</PublishReadyToRun>
  </PropertyGroup>
  
  <ItemGroup>
    <PackageReference Include="MonoGame.Framework.DesktopGL" Version="3.8.2" />
  </ItemGroup>
</Project>

MonoGame通过CurrentPlatform类自动检测运行时的操作系统环境:

// 平台检测示例
using MonoGame.Framework.Utilities;

public class PlatformDetector
{
    public string GetPlatformInfo()
    {
        switch (CurrentPlatform.OS)
        {
            case OS.Linux:
                return "运行在Linux平台";
            case OS.MacOSX:
                return "运行在macOS平台";
            case OS.Windows:
                return "运行在Windows平台";
            default:
                return "未知平台";
        }
    }
}

图形与渲染适配

Linux和macOS平台使用OpenGL作为主要的图形渲染后端。MonoGame通过SDL2窗口管理系统提供统一的图形接口:

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OpenGL上下文配置

// 在Game构造函数中配置图形设备
graphics = new GraphicsDeviceManager(this);
graphics.PreferredBackBufferWidth = 1280;
graphics.PreferredBackBufferHeight = 720;
graphics.PreferMultiSampling = true;
graphics.SynchronizeWithVerticalRetrace = true;

输入系统适配

Linux和macOS平台的输入处理通过SDL2抽象层实现,确保跨平台的一致性:

游戏手柄支持

// 游戏手柄检测与处理
public void CheckGamepads()
{
    for (int i = 0; i < GamePad.MaximumGamePadCount; i++)
    {
        GamePadCapabilities capabilities = GamePad.GetCapabilities(i);
        if (capabilities.IsConnected)
        {
            GamePadState state = GamePad.GetState(i);
            // 处理输入逻辑
        }
    }
}

键盘输入处理

protected override void Update(GameTime gameTime)
{
    KeyboardState keyboardState = Keyboard.GetState();
    
    if (keyboardState.IsKeyDown(Keys.Escape))
        Exit();
    
    // 平台特定的键盘映射处理
    HandlePlatformSpecificInput(keyboardState);
    
    base.Update(gameTime);
}

音频系统实现

Linux和macOS平台使用OpenAL作为音频后端,提供高质量的音频播放功能:

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文件系统与资源管理

不同平台的文件系统路径处理需要特别注意:

public class CrossPlatformContentManager
{
    public static string GetContentPath(string relativePath)
    {
        // 使用TitleContainer处理跨平台路径
        return TitleContainer.Location + "/Content/" + relativePath;
    }
    
    public static Stream OpenContentStream(string relativePath)
    {
        return TitleContainer.OpenStream("Content/" + relativePath);
    }
}

平台特定功能实现

macOS特定功能

#if __MACOS__
using AppKit;
using Foundation;

public class MacOSFeatures
{
    public static void SetDockIcon(NSImage image)
    {
        NSApplication.SharedApplication.ApplicationIconImage = image;
    }
    
    public static void RequestUserAttention()
    {
        NSApplication.SharedApplication.RequestUserAttention(
            NSRequestUserAttentionType.InformationalRequest);
    }
}
#endif

Linux特定功能

#if LINUX
using System.Diagnostics;

public class LinuxFeatures
{
    public static void OpenFileInDefaultApplication(string filePath)
    {
        Process.Start("xdg-open", filePath);
    }
    
    public static string GetDesktopEnvironment()
    {
        return Environment.GetEnvironmentVariable("XDG_CURRENT_DESKTOP") ?? "Unknown";
    }
}
#endif

编译与部署

Linux部署脚本示例

#!/bin/bash
# build_linux.sh

dotnet publish -c Release -r linux-x64 --self-contained true
cp -r Content/ bin/Release/net8.0/linux-x64/publish/Content/
chmod +x bin/Release/net8.0/linux-x64/publish/MyGame

macOS应用打包

#!/bin/bash
# build_macos.sh

dotnet publish -c Release -r osx-x64 --self-contained true
# 创建macOS应用包结构
mkdir -p MyGame.app/Contents/MacOS
mkdir -p MyGame.app/Contents/Resources
cp bin/Release/net8.0/osx-x64/publish/* MyGame.app/Contents/MacOS/
cp -r Content/ MyGame.app/Contents/Resources/

常见问题与解决方案

问题1:Linux上SDL2库缺失

# Ubuntu/Debian
sudo apt-get install libsdl2-2.0-0 libopenal1

# Fedora
sudo dnf install SDL2 openal-soft

# Arch Linux
sudo pacman -S sdl2 openal

问题2:macOS权限问题

<!-- 在.csproj中添加权限声明 -->
<ItemGroup>
    <BundleResource Include="Content\**" />
</ItemGroup>

问题3:跨平台路径分隔符

// 使用Path类处理路径,避免硬编码分隔符
string assetPath = Path.Combine("Content", "Textures", "character.png");

性能优化建议

  1. 纹理压缩:使用适合平台的纹理压缩格式
  2. 着色器优化:针对不同GPU架构优化着色器代码
  3. 内存管理:及时释放非托管资源
  4. 多线程处理:合理利用多核CPU优势

通过遵循本指南中的建议和实践,开发者可以确保MonoGame游戏在Linux和macOS平台上获得最佳的性能和用户体验。平台的统一抽象层使得大部分游戏逻辑可以共享,同时提供了足够的灵活性来处理平台特定的需求和优化。

Android与iOS移动端开发配置

MonoGame为移动平台开发提供了完整的支持,通过专门的Android和iOS项目配置,开发者可以轻松构建跨移动平台的游戏应用。本节将深入探讨MonoGame在移动端的配置细节、平台特性以及最佳实践。

移动平台项目结构

MonoGame的移动平台支持通过特定的项目文件实现,每个平台都有独立的配置:

<!-- Android项目配置示例 -->
<Project Sdk="Microsoft.NET.Sdk">
  <PropertyGroup>
    <TargetFramework>net8.0-android</TargetFramework>
    <SupportedOSPlatformVersion>23</SupportedOSPlatformVersion>
    <DefineConstants>ANDROID;GLES;STBSHARP_INTERNAL</DefineConstants>
  </PropertyGroup>
</Project>

<!-- iOS项目配置示例 -->
<Project Sdk="Microsoft.NET.Sdk">
  <PropertyGroup>
    <TargetFramework>net8.0-ios</TargetFramework>
    <DefineConstants>IOS;GLES;STBSHARP_INTERNAL</DefineConstants>
    <SupportedOSPlatformVersion>11.2</SupportedOSPlatformVersion>
  </PropertyGroup>
</Project>

平台特定功能实现

Android平台核心组件

Android平台通过专门的Activity类管理游戏生命周期:

public class AndroidGameActivity : Activity
{
    internal Game Game { private get; set; }
    
    public bool AutoPauseAndResumeMediaPlayer = true;
    public bool RenderOnUIThread = true;

    protected override void OnCreate(Bundle savedInstanceState)
    {
        RequestWindowFeature(WindowFeatures.NoTitle);
        base.OnCreate(savedInstanceState);
        Game.Activity = this;
    }

    protected override void OnPause()
    {
        base.OnPause();
        // 处理游戏暂停逻辑
    }

    protected override void OnResume()
    {
        base.OnResume();
        // 处理游戏恢复逻辑
    }
}
iOS平台视图控制器

iOS平台使用专门的ViewController管理游戏界面:

class iOSGameViewController : UIViewController
{
    iOSGamePlatform _platform;
    
    public iOSGameViewController(iOSGamePlatform platform)
    {
        _platform = platform;
        SupportedOrientations = DisplayOrientation.LandscapeLeft | DisplayOrientation.LandscapeRight 
            | DisplayOrientation.Portrait | DisplayOrientation.PortraitDown;
    }

    public override void LoadView()
    {
        base.View = new iOSGameView(_platform, frame);
        View.AutoresizingMask = UIViewAutoresizing.FlexibleWidth | UIViewAutoresizing.FlexibleHeight;
    }
}

图形渲染配置

移动平台使用OpenGL ES进行图形渲染,配置如下:

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输入系统配置

移动平台输入处理采用平台特定的实现:

输入类型Android实现iOS实现说明
触摸输入AndroidTouchEventManageriOSGameView_Touch多点触控支持
传感器Accelerometer.csAccelerometer.cs加速度计和罗盘
游戏手柄GamePad.Android.csGamePad.iOS.cs外接控制器支持
键盘输入KeyboardInput.Android.csKeyboardInput.iOS.cs虚拟键盘处理

音频系统配置

移动平台音频使用OpenAL实现:

// 音频配置示例
public class OpenALSoundController
{
    // OpenAL上下文管理
    private IntPtr alContext;
    private IntPtr alDevice;
    
    public void Initialize()
    {
        alDevice = Alc.OpenDevice(null);
        alContext = Alc.CreateContext(alDevice, null);
        Alc.MakeContextCurrent(alContext);
    }
}

资源管理配置

移动平台资源加载使用平台特定的TitleContainer:

// Android资源加载
public static class TitleContainer
{
    public static Stream OpenStream(string name)
    {
        // 使用Android AssetManager加载资源
        var assets = Game.Activity.Assets;
        return assets.Open(name);
    }
}

// iOS资源加载
public static Stream OpenStream(string name)
{
    // 使用NSBundle加载资源
    var path = NSBundle.MainBundle.PathForResource(Path.GetFileNameWithoutExtension(name), 
                 Path.GetExtension(name));
    return File.OpenRead(path);
}

部署配置要求

Android部署要求
android:
  minSdkVersion: 23  # Android 6.0
  targetSdkVersion: 34 # Android 14
  permissions:
    - android.permission.INTERNET
    - android.permission.WAKE_LOCK
  features:
    - android.hardware.touchscreen
    - android.hardware.sensor.accelerometer
iOS部署要求
ios:
  deploymentTarget: 11.2
  deviceFamilies:
    - iphone
    - ipad
  capabilities:
    - game-controllers
    - metal
  entitlements:
    - com.apple.developer.game-center

性能优化配置

移动平台性能优化关键配置:

// 图形设备配置优化
graphics.PreferMultiSampling = false;
graphics.SynchronizeWithVerticalRetrace = true;
graphics.PreferredBackBufferWidth = 1136;
graphics.PreferredBackBufferHeight = 640;
graphics.IsFullScreen = true;

// 内存管理优化
ContentManager.Unload();
Texture2D.FromStream(graphicsDevice, stream); // 流式加载纹理

调试与日志配置

移动平台调试配置:

// Android日志输出
Android.Util.Log.Debug("MonoGame", "游戏初始化完成");
Android.Util.Log.Error("MonoGame", "图形设备创建失败");

// iOS日志输出
Console.WriteLine("游戏状态: {0}", gameState);
Debug.WriteLine("性能数据: {0} fps", fps);

多平台代码共享策略

通过条件编译实现平台特定代码:

public void InitializePlatformSpecific()
{
#if ANDROID
    // Android特定初始化
    InitializeAndroidServices();
#elif IOS
    // iOS特定初始化  
    InitializeIOSServices();
#endif
}

public interface IPlatformService
{
    void ShowKeyboard(bool show);
}

#if ANDROID
public class AndroidPlatformService : IPlatformService
{
    public void ShowKeyboard(bool show) { /* Android实现 */ }
}
#elif IOS
public class iOSPlatformService : IPlatformService  
{
    public void ShowKeyboard(bool show) { /* iOS实现 */ }
}
#endif

构建与打包配置

移动平台构建配置示例:

<!-- Android构建配置 -->
<PropertyGroup>
  <AndroidPackageFormat>aab</AndroidPackageFormat>
  <AndroidEnableProfiling>true</AndroidEnableProfiling>
  <AndroidEnablePreloadAssemblies>false</AndroidEnablePreloadAssemblies>
</PropertyGroup>

<!-- iOS构建配置 -->
<PropertyGroup>
  <MtouchLink>SdkOnly</MtouchLink>
  <MtouchExtraArgs>--optimize=force-rejected-types-removal</MtouchExtraArgs>
  <CodesignEntitlements>Entitlements.plist</CodesignEntitlements>
</PropertyGroup>

通过以上配置,MonoGame为移动平台开发提供了完整的解决方案,开发者可以专注于游戏逻辑实现,而无需担心底层平台差异。移动端开发配置的良好实践确保了游戏在不同设备上的性能表现和用户体验一致性。

多平台代码共享与优化策略

MonoGame作为一款强大的跨平台游戏开发框架,其核心优势在于能够实现代码的高度共享,同时针对不同平台进行精准优化。通过深入分析MonoGame的架构设计,我们可以发现其采用了多种精妙的策略来实现这一目标。

平台抽象层设计

MonoGame采用了分层的架构设计,将平台相关的实现与平台无关的业务逻辑完全分离。这种设计通过抽象接口和部分类(partial classes)来实现:

// 平台抽象接口示例
public interface IPlatformBackButton
{
    event EventHandler BackButtonPressed;
    bool Handled { get; set; }
}

// 平台无关的核心类
public partial class Game
{
    // 跨平台游戏逻辑
    protected virtual void Update(GameTime gameTime)
    {
        // 通用游戏更新逻辑
    }
}

// 平台特定实现
internal sealed partial class AndroidGamePlatform : GamePlatform
{
    // Android平台特定实现
    protected override void RunLoop()
    {
        // Android特有的运行循环
    }
}

条件编译与平台检测

MonoGame大量使用条件编译指令来管理不同平台的代码,确保每个平台只包含必要的实现:

// 平台检测工具类
public static class CurrentPlatform
{
    public static Platform OS { get; }
    
    public enum Platform
    {
        Windows,
        MacOS,
        Linux,
        Android,
        iOS,
        Web
    }
}

// 条件编译示例
#if ANDROID
    // Android特定代码
    var activity = CrossCurrentActivity.Current.Activity;
#elif IOS
    // iOS特定代码
    var viewController = UIApplication.SharedApplication.KeyWindow.RootViewController;
#else
    // 桌面平台代码
    var window = new WinFormsGameWindow();
#endif

共享资源管理策略

MonoGame通过统一的资源管理机制,确保资源在不同平台间的无缝共享:

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性能优化技术

针对不同平台的性能特性,MonoGame实现了多种优化策略:

图形渲染优化:

  • 使用平台特定的图形API(DirectX, OpenGL, Metal)
  • 自动选择最佳的纹理压缩格式
  • 动态调整渲染质量设置

内存管理优化:

// 平台感知的内存管理
public class PlatformAwareMemoryManager
{
    public static void OptimizeForPlatform()
    {
#if ANDROID
        // Android内存优化策略
        Java.Lang.Runtime.GetRuntime().GC();
#elif IOS
        // iOS内存优化策略  
        ObjCRuntime.DispatchQueue.MainQueue.DispatchAsync(() => 
        {
            GC.Collect();
        });
#endif
    }
}

输入系统统一抽象

MonoGame将不同平台的输入设备统一抽象为标准的输入接口:

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构建系统与部署优化

MonoGame的构建系统支持多目标框架,确保代码能够在不同平台上正确编译和部署:

目标平台目标框架优化策略
Windows Desktop.NET 6+DirectX 11/12 优化
Linux/Mac.NET 6+OpenGL 优化
AndroidMonoAndroid纹理压缩,内存优化
iOSXamarin.iOSMetal 支持,电池优化
WebWebAssembly尺寸优化,加载策略

代码共享最佳实践

基于MonoGame的架构,我们总结出以下代码共享的最佳实践:

  1. 核心逻辑共享化:将游戏的核心业务逻辑放在平台无关的层中
  2. 平台特性隔离化:使用接口和抽象类隔离平台特定功能
  3. 资源统一管理:通过内容管道实现资源的跨平台兼容
  4. 条件编译精细化:精确控制平台特定代码的编译范围
  5. 性能监控平台化:针对不同平台实现特定的性能监控和优化

通过这种架构设计,开发者可以编写一次代码,就能在多个平台上运行,同时还能充分利用每个平台的独特优势,实现性能的最大化。MonoGame的这种多平台代码共享与优化策略,为跨平台游戏开发提供了强大的技术基础。

多平台代码共享与优化策略总结

MonoGame通过精妙的平台抽象层设计、条件编译技术和统一的资源管理机制,实现了代码的高度共享和平台特定优化。文章详细分析了其分层架构、性能优化技术、输入系统统一抽象以及构建部署策略,总结了核心逻辑共享化、平台特性隔离化、资源统一管理等最佳实践,为跨平台游戏开发提供了强大的技术基础和完整的解决方案。

【免费下载链接】MonoGame One framework for creating powerful cross-platform games. 【免费下载链接】MonoGame 项目地址: https://gitcode.com/gh_mirrors/mo/MonoGame

创作声明:本文部分内容由AI辅助生成(AIGC),仅供参考

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