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游戏设计概论（第二版）游戏设计概论

第05章游戏引擎导论5-1游戏引擎简介5-2游戏引擎功能介绍5-3游戏引擎的发展历史第05章游戏引擎导论引言游戏引擎与汽车引擎相似游戏中的剧情、角色、美工、音乐、动画及操作方式等都由游戏引擎直接控制游戏引擎包含了图形、音效、控制装置、网络、人工智能、物理仿真等功能游戏引擎的实质是代码重用开发游戏引擎的目的：节约成本、缩短周期、降低风险是一种模块化，可伸缩和扩展的设计观念可以让游戏玩家和程序设计者深入到游戏核心，用新的模型，场景和声音创造新的游戏，或向已有的游戏素材中添加新的东西，大量的新游戏根据已经存在的游戏引擎开发出来。5-1游戏引擎简介游戏引擎可以看做设计好的链接库和工具组合经过不断的进化，如今的游戏引擎已经发展为一套由多个子系统共同构成的复杂系统，从建模、动画到光影、粒子特效，从物理系统、碰撞检测到文件管理、网络特性，还有专业的编辑工具和插件，几乎涵盖了开发过程中的所有重要环节游戏中的剧情表现、画面呈现、碰撞计算、物理系统、相对位置、动作表现、玩家输入行为、音乐及音效播放等操作，都由游戏引擎直接控制游戏引擎的特性早期，游戏引擎开发难度不高，游戏公司自行开发自己的游戏引擎如今，游戏引擎越来越专业、越来越复杂所呈现的分工效果也越来越惊人，针对音效、网络、人工智能、影像与物理运算等需求也分别开发出来了各自的引擎5-2-1光影效果处理光影处理是指光源对游戏中的人、地、物所表现的方式的影响，也就是利用明暗法来处理画面。光源位置的影响半透明效果光线反射、折射光线追踪动态、彩色光源5-2-2行为动画系统设置人物的行为动作等动画，须具备路径规划和人物间的感情交流行为动画系统分为两类：1．骨骼行为动画系统骨骼行为动画系统：是利用内置的骨骼数据带动物体而产生的行为运动，可以把骨骼系统看做是人体运动的仿真。创建骨骼行为动画系统流程任务模型外观材质制作创建设置骨骼蒙皮连接调试2．模型行为动画系统模型行为动画系统：是为角色模型设计一套完整的属性，由属性值来控制角色的行为动画流程创建模型动作编辑器中设计、编辑动作和行为5-2-3画面成像画面成像基本原理：游戏模型经过建模，赋材质，再通过游戏引擎中的成像技术将这些模型、行为动画、光影及特效实时展现在屏幕上。画面成像分3类：2D固定正视角，人物移动只有上下左右之分2.5D利用某种视角，为平面影像制造三维效果，欺骗人类视觉3D可以从各种角度观察游戏场景和角色，但一般提供几个固定视角供玩家切换5-2-4物理系统游戏引擎中的物理系统，可以让游戏中的物体在运动时，遵循某些自然界中特定的物理规律。物理系统可以增添游戏的真实感。实现举例粒子系统，如左下图重力加速度，如右上图物理定律决定人物跳起的高度及下落的速度，如右下图5-2-4物理系统碰撞侦测（碰撞检测）：是从物理系统中分离出来的一个子系统用来侦测游戏中各物体是否碰撞，并在有障碍物的环境中，通过碰撞侦测与路径有哪些信誉好的足球投注网站，计算物体的移动路径。5-2-5网络与输入设置输入设置是处理玩家的输入信号网络功能负责服务器与客户端之间的网络通信5-3-1游戏引擎的起源游戏引擎起源于1992年IDSoftware公司的《德军总部Wolfenstein》游戏5-3-2游戏引擎的授权风波游戏引擎诞生初期IDSoftware公司发行《毁灭战士Doom》第一个被授权的引擎1993年底，Raven公司取得Doom引擎的授权，开发了《投影者ShadowCaster》、《异教徒Heretic》、《毁灭巫师Hexen》等1994年，3DRealms公司用Build引擎开发了《毁灭公爵DukeNukem3D》IDSoftware公司发行《雷神之锤Quake》第一款支持多边形模型、动画、粒子特效等真正3D引擎联机游戏的始祖IDSoftware公司发行《雷神之锤2Quake2》确立了在3D引擎市场的霸主地位充分利用3D的加速效果与OpenGL技术更好的支持图形成像和网络虚幻引擎（UnrealEngine）作为次世代游戏美术的顶尖利器，UE3引擎将游戏图形的表现力提升到了全新层次。EpicGames研制的虚幻系列引擎（UnrealEngine）是全球著名的游戏开发引擎。该引擎已经被全球主要的大型游戏开发商，如电子艺界（EA）、索尼电脑娱乐（SCE）、微软游戏工作室（MicrosoftGameStudios）、世嘉（SEGA）、育碧软件（Ubisoft）、史克威尔?艾尼克斯（S