《游戲引擎架構(gòu)》概述

真希望能早些看到此書:在介紹各個(gè)知識(shí)點(diǎn)之外,更重要的是將相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)給整合了起來赵抢,形成了一種框架感虐唠。
比如Unity中的Lightmap贷痪,如果知道它是渲染引擎中資產(chǎn)調(diào)節(jié)階段的一部分,就能和整個(gè)渲染流程產(chǎn)生聯(lián)系了帖鸦,而整個(gè)渲染引擎其實(shí)也是游戲引擎的一個(gè)子系統(tǒng)芝薇。
我認(rèn)為,這也是作者寫這本書的目的所在吧作儿!

而此文的主要目的在于試圖理解作者的框架洛二、意圖,作為總結(jié)攻锰、復(fù)習(xí)之用晾嘶。
接下來,按照作者的架構(gòu)順序口注,做一個(gè)簡略的概覽:

十五章內(nèi)容

一 基礎(chǔ)

第一部分:基礎(chǔ)

作者首先介紹了游戲團(tuán)隊(duì)典型的結(jié)構(gòu):程序变擒、美術(shù)、策劃寝志,接著闡釋了游戲是什么娇斑,以及游戲引擎的歷史。同時(shí)材部,游戲類型不同毫缆,則引擎不盡相同,如虛幻引擎一開始就是供FPS游戲使用的乐导。

游戲引擎無疑是一套大型軟件系統(tǒng)苦丁,下面兩幅圖便可見一斑:

運(yùn)行時(shí)游戲架構(gòu)
工具及資產(chǎn)管理通道

而全書接下來就是圍繞這些內(nèi)容展開的。
而在步入正題之前物臂,作者先介紹了必備的一些專業(yè)工具以及軟件工程的基礎(chǔ)旺拉,還有就是必不可少(讓人頭疼)的數(shù)學(xué)咯产上!
數(shù)學(xué)這節(jié)除復(fù)習(xí)了許多點(diǎn)、矢量蛾狗、矩陣等基礎(chǔ)知識(shí)晋涣,終于弄明白了歐拉角的萬向鎖問題,可謂受益匪淺沉桌!

二 低階引擎系統(tǒng)

接下來谢鹊,作者從每個(gè)游戲都需要的一些底層支持系統(tǒng)入手:游戲支持系統(tǒng)、資源及文件系統(tǒng)留凭、循環(huán)及實(shí)時(shí)模擬佃扼、人體學(xué)接口設(shè)備、調(diào)試及開發(fā)工具蔼夜。

低階引擎系統(tǒng)

其中的方方面面兼耀,諸如內(nèi)存管理或者資源管理,日志及追蹤挎扰,都是游戲開發(fā)者會(huì)經(jīng)常接觸到的翠订。

三 圖形及動(dòng)畫

而第三部分就是個(gè)人最關(guān)心的了:渲染。
本以為渲染引擎應(yīng)該是引擎中最復(fù)雜的部分了吧遵倦,沒想到動(dòng)畫系統(tǒng)尽超、碰撞和剛體力學(xué)實(shí)現(xiàn)起來也是十分復(fù)雜的:這三個(gè)部分也分別占據(jù)了此書近100頁的內(nèi)容。

下面以自己看得最仔細(xì)的渲染引擎為例梧躺,來看作者的思路:

渲染引擎

三維場景的渲染分為以下幾個(gè)基本步驟:描述一個(gè)虛擬場景似谁、定位一個(gè)虛擬攝像機(jī)、設(shè)置光源掠哥、描述場景中物體表面的視覺特性巩踏、著色方程。
而在游戲引擎中续搀,高級(jí)的渲染步驟是由名為管道的軟件架構(gòu)所實(shí)現(xiàn)的塞琼,其最大的優(yōu)點(diǎn)在于非常適合并行化。
下圖描述了整個(gè)渲染管道中數(shù)據(jù)變換的過程:

渲染管道中數(shù)據(jù)的變換

其中禁舷,制作模型彪杉、材質(zhì)等在工具階段進(jìn)行,資產(chǎn)調(diào)節(jié)階段則包含了導(dǎo)入資源牵咙、烘焙Lightmap等派近,而應(yīng)用程序階段則負(fù)責(zé)可見性判斷、幾何排序并提交圖元洁桌,幾何階段處理各頂點(diǎn)渴丸,而光柵化階段則是將三角形轉(zhuǎn)換為片段并處理片段。

而光照算法對(duì)渲染逼真的場景是十分重要的,可以通過貼圖信息來影響光照谱轨,也可以使用HDR保留更多的細(xì)節(jié)戒幔,陰影、AO則是全局光照的一部分內(nèi)容碟嘴,延時(shí)渲染則提供了另一種場景著色方法溪食。

而在游戲中囊卜,除了渲染三維固體之外娜扇,還有涉及粒子效果、貼花栅组、環(huán)境效果雀瓢、后期處理等內(nèi)容。

四 游戲性

在介紹完游戲引擎用到的技術(shù)之后玉掸,作者提醒我們:游戲的本質(zhì)在于游戲性——玩兒游戲的整體體驗(yàn)刃麸,更具體一點(diǎn)就是游戲機(jī)制,在游戲性系統(tǒng)簡介這章司浪,作者講了關(guān)卡泊业、游戲編輯器、數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)等和游戲機(jī)制息息相關(guān)的部分啊易。

第四部分內(nèi)容

而運(yùn)行時(shí)游戲性基礎(chǔ)系統(tǒng)吁伺,則喚起了之前作為Unity前端的種種回憶:C#及Lua腳本語言,事件驅(qū)動(dòng)以及消息傳遞租谈,MonoBehavior的Update()篮奄,動(dòng)態(tài)內(nèi)存池的管理,地圖分塊加載割去,任務(wù)系統(tǒng)等等等

五 總結(jié)

最后一章窟却,作者補(bǔ)充了幾個(gè)因?yàn)闆]有足夠篇幅去討論的引擎及游戲性系統(tǒng):


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