文档介绍：浙江大学
硕士学位论文
3D游戏引擎研究与实现
姓名:江峰
申请学位级别:硕士
专业:计算机应用技术
指导教师:金连甫
20050201
S蜗芬嫜芯坑腙要摘游戏引擎是~个处理游戏底层技术的平台,使用游戏引擎,游戏开发人员可以不用花过多精力去处理系统架构、内存管理、图像绘制等一些底层的技术,可以直接使用引擎提供的唇杏蜗房7ⅲ佣蟠笏醵逃蜗房7⑹奔洌虼艘媸欠怯蜗诽赜的技术。引擎是游戏引擎中的子引擎,负责图形绘制功能,本文在分析现有商业引擎的基础上,设计和实现了一个功能完备的新一代引擎系统。引擎功能主要是负责图形相关的功能。首先是光影效果,即场景中的光源对处于其中的人和物的影响方式。游戏的光影效果完全是由引擎控制的,折射、反射等基本的光学原理以及动态光源、彩色光源等高级效果都是通过引擎的不同编程技术实现其次是模型动画,目前游戏所采用的动画系统可以分为两种:一是骨骼动画系统,一是模型动画系统,前者用内置的骨骼带动物体产生运动,比较常见,后者则是在模型的基础上直接进行变形。引擎把这两种动画系统预先植入游戏,方便动画师为角色设计引擎的另一重要功能是提供物理系统,这可以使物体的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。子弹的飞行轨迹、车辆的颠簸方式也都是由物理系统决定的。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,这就确保模型撞在墙上时不会穿墙而过,因为碰撞探测会根据模型和墙之间的特性确定两者的位置和相互的作用关系,保证了游戏场景的真实性。渲染是引擎的核心,当模型制作完毕之后,美工会按照不同的面把材质贴图赋予模型,这相当于为骨骼蒙上皮肤,最后再通过渲染引擎把模型、动画、光影、特效等所有效果实时计算出来并展示在屏幕上。渲染引擎在引擎的所有部件当中是最复杂的,它的强大与否直接决定着最终的输出质量。引擎还负责玩家输入处理,处理来自键盘、鼠标、摇杆和其它外设的信号。本文通过对三个引擎架构和代码的分析,设计并实现了一款具备场景模块处理、⒛P投鞔怼⑽煌即怼⑽硇А⑸阆窕⑾笏馗式、驱动处理、内存处理、物理、矩阵操作等个功能模块的引擎系统。对绘制技术、碰撞检测技术、模型动画等方面都做了较为深入的研究。代码实现了一个具备独立引擎功能的系统,游戏开发人员可以在这个引擎平台上进行各种不同的游戏的开发⑸杓撇⑹迪至艘桓鼍弑钢饕M夹位嬷乒δ艿妫S蜗房7⑷嗽碧峁┝艘关键词:引擎,渲染,碰撞检测,骨骼动画,雾效,象素格式丰富的动作造型。而不需在底层处理上花费过多时间。本文的贡献在于:个开发平台,使开发人员可以完全独立于底层图形杏蜗房7ⅲ⑸杓撇⑹迪至舜竺婊【爸脖唤:突嬷乒蹋⑻岢隽烁哒媸蹈兄脖换嬷苹蚩飧拍睢的。
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第一章前言应用背景国内外发展概况一、什么是引擎三维图形技术在建筑虚拟、城市规划、场景游历、效果场景制作、城市规划、房地产开发、虚拟教育、展馆展示、古迹复原、交通线路设计、【罢媸敌浴⒒嬷柿俊⑺俣鹊纫求越来越高,底层图形技术已经成为游戏技术发展中的重要障碍。本文将主要针对游戏技术介绍和描述我们的引擎架构以及实现方案。稳定性,赛车的速度、操纵杆这些直接与车手相关的指标都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的引擎直接控制的,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,在后台指挥它们同时、有序地工作。无论是游戏还是游戏,无论是角色扮演游戏、即时策略游戏、冒险解谜游戏或是动作射击游戏,哪怕是一个只有椎男∮蜗罚加姓庋欢纹鹂刂谱饔玫拇搿经过不断的进化,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,还有关键部件作一个简单的介绍。首先是光影效果,即场景中的光源对处于其中的人和物的影响方式。游戏的光影效果完全是由引擎控制的,折射、反射等基本的光学原理以及动态光源、彩色光源等高级效果都是通过引擎的不同编程技术实现的。其次是动画,目前游戏所采用的动画系统可以分为两种:一是骨骼动画系统,一是模型动画系统,前者用内置的骨骼带动物体产生运动,比较常见,后者则是在模型的基础上直接进行变形。引擎把这两种动画系统预先植入游戏,方便动画师为角色设计丰富当角色跳起的时候,系统内定的重力值将决定他能跳多高,以及下落的速度有多快,子弹的泄旒!⒊盗镜牡唪し绞揭捕际怯晌锢硐低尘龆ǖ摹的实际应用。特别是这一两年,中国的游戏产业目前正处于一个迅猛发展的时期,仅嘲我们可