文档介绍：广东工业大学
硕士学位论文
基于OpenGL技术的三维游戏引擎设计
姓名:韦宇炜
申请学位级别:硕士
专业:计算机软件与理论
指导教师:左宗义
20050420
摘要引擎相当于游戏的框架,框架打好后,关卡设计师、建模师、动画师只要往里填充内容就可以了。但是,在游戏的开发过程中,引擎的制作往往会占用非常多的时间和经费。本文的研究背景就是一个三维游戏引擎系统。本文首先介绍了用于支持三维建模与动画的计算机图形学基本知识,以及专门的三维编程软件包。然后描述了整个游戏引擎的框架,并详细阐述了实现三维场景的技术和场景中的碰撞检测与碰撞反应的技术。在整个游戏引擎设计中,作者主要采用了鞯氖萁峁埂U庵质萁峁有助于三维场景的快速实现和有效管理,并且对于三维场景中的碰撞检测和碰撞响应有着很好的融合性,这样整个游戏引擎的设计具有统一性,便于管理。主要研究内容如下:第一,在分析目前观后,提出采用面向对象的设计方法,并结合运用函数库建立强大的三维图形库。第二,基于计算机图形学的理论基础,详细介绍了与三维游戏引擎相关的虚拟现实技术、技术及其系统设计过程。第三,研究游戏引擎的软硬件设计平台、技术路线及总体结构。第四,详细介绍了游戏引擎的设计过程,通过使用魇萁峁垢慕吞高系统的运行性能,也有助于实现引擎系统中的碰撞检测与碰撞响应,从而使整个游戏引擎的设计更具有统一性,管理起来更加方便。最后,对整个游戏引擎的设计进行评价,指出了其存在的优点与缺点,并就以后的改进工作题出了几点展望。丶蔧计算机图形学,,
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第一章绪论问题的提出可以把游戏的引擎比作赛车的引擎,而综所周知,引擎是赛车的心脏,决定着赛车的性能和稳定性,赛车的速度、操纵感这些直接与本车手相关的指标都是建立在引擎的基础上。游戏也是如此,玩家所体验到的剧情、关卡、美工、音乐、操作等内容都是由游戏引擎直接控制的,它扮演着中场发动机的角色,把游戏中的所有元素捆绑在一起,在后台指挥它们同步、有序地工作,简单地说,引擎就是“用于控制所有游戏功能的主程序,从计算碰撞、物理系统和物体的相对位置,到接受玩家的输入,以及按照正确的音量输出声音等。”无论是游戏还是游戏,无论是角色扮演游戏、即时战略游戏、冒险解谜游戏或者是动作射击游戏,都有这样一段起控制作用的代码。只是经过不断的进化,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,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所有重要环节三维图形技术、虚拟现实技术是三维游戏设计中最重要的技术领域,也是其发展的关键技术之一6孀判槟庀质怠⒎植际绞铀恪⒎植际椒抡婧屯缛游戏的发展,对游戏设计提出更高的要求,不仅要求模型在图形上高度逼真、具有实时响应能力,而且也要求模型具有物理属性和行为能力茨P湍芄话凑湛观规律自主运动这就提出了引擎一个重要功能是提供物理系统,这可以使物体运动遵循固定的规律,例如,当角色跳起的时候,系统内定的重力值将决定他能跳多高,以及他下落的速度有多快等。碰撞探测是物理系统的核心部分,它可以探测游戏中各物体的物理边缘。当两个物体撞在一起的时候,这种技术可以防止它们相互穿过,这就确保了当你撞在墙上的时候,不会穿墙而过,也不会把墙撞倒,因为碰撞探测会根据你和墙之间的特性确定两者的位置和相互的作用关系。而一些专用的三维图形软件如:,等虽然拥有强大的几何造型能力,但不具备行为建模能力,无法反映出物体的动态特性和遵从的客观规律;还有一些建模语言淙恢С旨虻<br的行为能力,但却以“编译”方式运行,执行效率低:而国内一些学者研究的建模语言像虚拟实体对象建模语言虽然支持行为建模能力,效率也有所提高,但不具有“所见即所得”的交互能力。于是有必要借助一种开发工具,以可视化、交互方式创建物体,利用该工具创建的物体不仅具有几何外观,同时具有物理属性和行为能力亲罱几年发展起来的一个非常优秀的开放式三维图形软件,它是图形与硬件的接口。包括喔鐾夹魏7⒄呖梢杂谜庑┖垂乖炀拔锬P汀⒔腥维图形实时交互软件的开发。因为是一个图形函数库,它在许多方面都只提供了最底层的操作。例如,在物体建模方面,基本库就只提供了点、线、多边形这些基本图元的生成函数;而对于一些常用的操作,如生成非矩形光据图像、显示文本、复杂几何物体建模等,在没有提供可以直接实现的功能。为了便于三维视景的管理与碰撞探测响应,作者使用了鞯氖萁峁苟三维视景进行管理和控制,这样做有助于三维视景的快速生成,同时也有助于实体的碰撞探测与响应,整个系统的开发形成一个统一的整体,便于封装与打包,实现游戏的二次开发。游