Android平台下3D游戏引擎技术的研究及应用综述.pdf

DO I：1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 1-3 8 2 4 2 0 1 2 0 5 0 0 6 A n d r o i d平台下 3 D游戏 引擎技术 的研究及应 用综述 李红波，吴雨芯，赵 宽，李宏浩(重庆邮电大学 网络智能研究所，重庆 4 0 0 0 6 5)摘要：A n d r o i d游戏近几年受到疯狂追捧，但手机资源的局限给3 D游戏引擎提 出了更高要求。结合 A n d r o i d平台 下3 D游戏引擎的现状，阐述了游戏引擎结构的演变，对A n d r o i d平台主流引擎进行 了对比和分析，并对引擎中涉及 场景渲染的包括游戏地形渲染、碰撞检测、遮挡剔除及可见性裁剪在内的多项关键技术进行了简介和分析，同时介 绍了给游戏锦上添花的粒子系统和人工智能技术，总结了引擎渲染存在的问题并给出解决方法。关键词：A n d r o i d；3 D游戏；游戏引擎；碰撞检测；遮挡剔除；可见性裁剪 中图分类号：T N 9 2 9 文献标识码：A 文章编号：1 0 0 5 3 8 2 4(2 0 1 2)0 5-0 0 2 8-0 6 0 引 言 A n d r o i d游 戏近 几 年 已受 到疯 狂 的追 捧，A n d r o i d手机用户数量也在 急速增加，这使得 A n d r o i d 手机应用和硬件优化供不应求。不久前 A n d r o i d平 板电脑的问世以及小米手机的疯狂抢购，更是让众 多开发商看到 了商机。A n d r o i d市场应用的大量需 求和硬 件技术 的飞速 发展，使得在手机 上开发 3 D 游戏成为必要 和可能。而一款 3 D游戏 引擎 的架 构 剖和渲染系统直接决定了它今后的市场走势和 整体质量层次，所以对游戏引擎渲染及关键技术的 研究显得很有必要。由于玩家要求 的提高，游戏采用的技术越来越 复杂，手机资源有限这一局限给游戏产业界带来了 极大的挑战。游戏引擎提供 了游戏开发 的主要 技 术框架，使开发者能够将主要精力放在游戏 的可玩 性和内容上。一款优秀 的游戏 引擎 能够有效地提 高游戏 的开发效率并缩短开发周期。游戏引擎近 几年得到了快速发展，例如，北京 数位红推 出的龙 骨 J、浙江大学的 C A P小型 3 D游戏引擎、电子科技 大学的网络游戏引擎等。但是，目前 国内仍缺乏成 熟的自主研发的商用游戏引擎，现有引擎大部分是 利用开源引擎进行 的个性化定制。国外公 司的游 收稿 日期：2 0 1 2-08-0 1 28 一D I GIT A L COMMUNICA T I ON 2 0 1 2 1 0 戏引擎授权费用高昂，这无疑给 3 D游戏开发带来 了很大的经济压力。因此，必须掌握游戏引擎核心 技术，加大研究力度。然而，开发并维护一个功能强大 的 3 D游戏 引 擎并不是件容易的事。因此，慢慢 出现 以开发及维 护 3 D游戏引擎为主的公司。3 D游戏引擎 的发 展 会 E t 趋成熟，游戏开发 的困难度也将 随着 3 D游戏 引擎的成熟而逐渐 降低，同时将使得游戏开发厂商 将开发重心放在游戏 内容及游戏设计上。因此，未 来游戏厂商将可 以摆脱 3 D绘 图程序设计复 杂、沟 通不易、跨平台等困扰，更容易地设计 出画面华丽、内容充实的游戏。1 3 D游戏 引擎构 架的演变 1 1 传统游戏引擎的结构 传统的引擎基本上是针对单机 的 2 D游戏进行 开发。它是在对部分通用技术细节进行 整理和封 装的基础上，形成一个面 向游戏应用 的应用程序接 口(A P I)函数 J，使游戏开发人员不必再关心底层 技术的实现 细节，大大 降低 了开 发人员 的工 作难 度，减少 了工作量，缩短开发周期。传 统游戏 引擎 一般包含渲染、地 图编辑工具、物 理学、碰撞 检测 等，其常用的渲染接口一般是 D i r e c t X和 O p e n G L，而 游戏场景是游戏渲染最核心 的部 分。场景模块作 为游戏引擎的核心部分，是游戏开发者们调用最多 的一个模块。为了进一步提高游戏开发者 的效率，游戏引擎模块 的高 隐藏性和游戏 引擎 的可拓展性 显得至关重要。常见的游戏引擎结构如图 1 所示。图 1 传统游戏 引擎结构 1 2当前 3 D游戏引擎结构的转变 随着手机硬件 的发展，智能手机 的处理能力得 到很大的提高。针对不同的开发需求，游戏引擎也 发生 了很大 的改变，以达到更高 的游戏效果体 验。主要发展趋势如下。1)向专业化、大规模化转变。随着各平台对 O p e n G L E S支持能力的加强，更 多显示 芯 片对 A n d r o i d的支 持，越 来 越 多在 P C，P S P，P S 3，X B O X 3 6 0等各游戏平台 占有领先地位 的 专业游戏公司将向 A n d r o i d等手机平台领域快速渗 透，使得游戏的规划更加 向专业化方 向发展。2)从 2 D向 3 D转变。由于 3 D描绘 的技术更新越来越快，使得游戏 的开发难度 日渐升高，因此将常用 的部分慢慢地抽 离出来以提高重用性是一个 降低 开发成本 的好方 法，这些模块集合起来之后便形成为 3 D游戏引擎 的雏形。3 D游戏引擎的优点就在于提供稳定 的游 戏开发平台，具 有最新 的动画或绘 图功能，以及 与 游戏引擎互相搭 配的游戏制作 工具及跨平 台等强 大功能。因此，利用 3 D游戏引擎来开发游戏 已经 成为一股新的游戏开发趋势。3)从单机向网络化转变。随着各平台对无线通信网络、Wi F i 网络、蓝牙 网络 的良好支持，游戏将创新 出更好 的游戏性和用 户体验。网络游戏、多人游戏、联 机对战等将进一 步强化玩家对游戏 的粘着度，并且容易通过对道具 等的控制产 生营利模式。玩家之 间对 交互能力 的 需求也会促成未来 的游戏 向网络 化发展进程 的加 快。相信不久 的将来，游戏可能成为推动手机硬件 性能提升的主要动力，也会是手机娱乐特性 最好 的 体现之一。综上所述，游戏的性能随着用户 的要求越来越 高，唯一支撑游戏运行 的核心就是引擎。目前针对 不同的游戏开发需求，需要对引擎做不同的扩展，新增的粒子系统、人工智能让游戏的特效画面更加 华丽。可以毫不夸张地说，正是游戏 的发展促进 了 3 D引擎 的转变。其 3 D游戏引擎体系结构如图 2。图 2 3 D游戏 引擎体 系结构 1 3 An d r o i d平台主流引擎对 比和分析 目前 A n d r o i d平台上比较成熟的 3 D游戏引擎还 很少，大部分是 自主开发的开源游戏 引擎。主要有 A n e，R o k o n，L Ga me，An d E n g i n e，L i b g d x，J p c t，A l i e n 3 d，C a t c a k e 等，而非开源的商业游戏引擎能用在 A n d r o i d平台上的只有 U n i t y T e c h n o l o g i e s 开发的U n i t y 3 D。在这些开源 的引擎当 中，其 中 A n e，R o k o n，L G a m e，A n d E n g i n e，l i b g d x为 2 D游戏 引擎，主要针对 一些 2 D手机游戏的开发，j p c t，A l i e n 3 d，C a t c a k e和 U n i t y 3 D为 3 D游戏引擎，各引擎对比如表 1。表 1 A n d r o i d平台开源游戏引擎对比 一29 续表 1 2 3 D引擎关键技术 对任何一款游戏 引擎而言，它必须具备一整套 游戏开发所需的基本组件和模块，部分引擎针对特 定的个性化游戏，可适 当做 出扩展。其 中，数据量 最大、耗费资源最多、用 时最长的便是游戏场景渲 染。渲染效率的高低直接影响游戏响应时间，渲染 画面的效果直接影响用户体验，所以渲染器是引擎 中最关键 的模块。它包 括游戏 地形渲 染、碰撞检 测、遮挡剔 除与可见性裁剪 等组 件，以及 给游戏锦 上添花的粒 子系统 和人 工智能组件。针对手机 资 源的局限性，需要对渲染 过程做出优化，优化效 率 与整合程度直接决定了游戏的整体质量层次。2 1 L OD地形渲染 在 3 D游戏开发中，会遇到不同规模的室外地形 渲染，这些由大量网格组成的地形渲染是影响游戏速 度的重要因素。目前地形渲染技术 主要有 V o x e l 和 L O D 2种。L O D(1 e v e l o f d e t a i l)即层次细节，是一 种使用多边形 的 3 D渲染技术，它根据一定 的规则 来简化物体 的细节，可以根据需要来选择不同细节 程度的表现。例如，离观察者近时选择较高的细节 程度，距离更远时则选择较低 的细节程 度，以此控 制场景的渲染，更加方便地使用显卡的硬件加速功 能并提高渲染速度。当对大规模 的地形进行绘制时，把整个地形作 为一整块来处理是不合适 的，需要分块处理，根据 每块到视点的距离来给每块赋予不同的细节等级，一3 0 一D l GlT A L COMMU NI C A T I ON 2 0 1 2 1 0 离视点近的细节等级高，远 的细节等级低。其算法 基本思路是把地形一分为二，然后对 于每一个三角 形，从它的顶点到对面边 的中点分割 三角形为 2个 新的正等边 三角形，分割是递归 进行的，直 到达 到 希望的细节等级，其分割过程如图 3。图 3三 角 形分 副 渲染三角 网格 时，由于视点 不断 的变化，需要 对三角形进行 分割 合并操 作，也就是删 除或者添 加一些顶点，目的是让远近不 同距离的地形产生不 同的细节等级，减少三角 面的渲染数量。然而，这 样不连续 的分割便产 生 了 T形 裂缝 问题。所 以，L O D渲染算法应避免在裂缝 的基础上分割 合并三 角形。2 2 碰撞检测 游戏场景中通常包含有静态物体和动态物体，物 体的移动难免会产生碰撞，所以 3 D游戏中碰撞检测 显得至关重要。目前成功商业 3 D游戏普遍采用的碰 撞检测方法是包装盒方式，此方式是当今各种物理引 擎和碰撞检测流行的做法，是采用一个描述用的正方 体或者球型体包裹住 3 D物体对象整体(或者是主要 部分)，之后根据“描述用”包装盒的距离、位置等信 息来计算是否发生碰撞，主要类型如下。1)与坐标 轴对 齐的包 围盒(a x i si g n e d b o u n d i n g b o x，A A B B)：是一个正立方体结构，它的3条轴 向量分别平行于世界坐标 的坐标轴，所 以仅用 2个 点的坐标就能完整地描述一个 A AB B包围盒。它的 构建很简单，只需要遍 历所有顶点，分别取 出最大 和最小的 值、Y值、值(共 6个值)，求得最大和最 小的 2个顶点，连接这 2个顶点的线段 的中点，便是 包围盒的中心。2)有向包围盒(o r i e n t e d b o u n d i n g box，O B B)：本 质 匕 是个最贴近物体的长方体，它用来描述几何节 点的包 围盒信息，2 个 O B B包围盒之间的相交检i 贝 0 是 整个碰撞检测系统的最后一个环节，它将具体确认相 应的2个几何节点是否相交。O B B包围盒通过 3个 向量和这 3个方向上分别的长度进行构建，它的计算 关键是寻找最佳方向，并确定在该方 向上包 围对象的 包围盒的最小尺寸，其空间结构如图4。图 4 OB B 空 间 结构 图 3)包 围球(b o u n d i n g s p h e r e，B S)：是包含该对 象 的最小球体，计算给定对象 A的包 围球，先需分 别计算基本几何元素集合中所有元素的顶点的 坐 标、Y坐标、坐标均值，以此确定包围球 的球 心，再 由球心与 3个最大值坐标所确定的点间的距离计算 半径，从而完成包 围球 的构建。层次包 围盒方法是 目前应用最广泛 的碰撞 检 测方法。各种碰撞检测算法各有优势，应针对不同 的应用场合选择 不同的方法，尽 可能做到简单、紧 密、实时。这些方法对静态环境下 2个包 围盒之间 的碰撞检测 比较有效，但对于动态环境下多个虚拟 对象问的碰撞检测问题，显得有些吃力。2 3 遮挡检测及可见性裁剪 如今，硬件技术得 到了提升，智 能手机 的处理 能力有 了很 大的改观。但是，如果把一个 3 D游戏 场景里所包含的所有 网格数据送入缓存进行 渲染，很 明显 这对手机 来说几 乎是不 可能完 成 的任务。所 以，必须剔除一些不可见 的网格或者 三角面，提 高渲染速 度，即涉及 到进 行遮 挡检测 与 可见性判 断。目前常见 的裁 剪方法 有背 面裁剪、视 锥体裁 剪、遮挡裁剪、细节裁剪、人 口裁剪等。它们的基 本思想都是将没有用 的三角面裁剪掉，其 中视锥体 裁剪和遮挡裁剪在很多场合都是统一起来的。遮挡裁剪一般在视锥体裁剪算法之后执行。大 部分视锥体裁剪算法采用视锥与节点的相交测试来 确定相应节点的可见性，因为相交测试的开销比遮挡 查询要小很多。遮挡查询大包围体的节点，效率会很 低，相反相交测试这样的节点效率会很高。因此，可 以采用八叉树进行空间划分与排序 j，这样节点深 度层次越深，包含 的物体数量越少，被 遮挡 的可能 性就越大。如图 5所示，视锥体 内部 的节点被遮挡 的可能性很 大，可 以在遍 历下层节 点 时进行 遮挡 查 询 在进行遮挡判断时，根据地形的可见 区场景的 复杂程度，可采用分层 的方法，即包含物体 的个 数 多少和浏览 的类 型决定 是否进行遮挡判 断。若 地 形上物体少，分布稀疏，相互问的遮挡不多，进行遮 挡判断并不能明显减少绘制 的多边形 面片数，且耗 费了时间。另外，对地形进 行全局高空浏览 时，如 果物体之间存在遮挡关 系的情况相对较少，此时利 用遮挡裁剪也不能有效减少绘制的面片个数，通常 利用 L O D模型来提高绘制速度。图 5场景 中物体被遮挡示意 图 2 4 粒子系统 在 3 D游戏中，为了增强用户真实感和体验度，需要提高游戏中特效的逼真度，粒子系统很好地展 现了这一功能，它将大量 的粒子单元集合在一起，通过对其属性特征参数 的控制来表现物体 的物理 特性。所谓粒子是有着形状、大小、颜 色、透 明度、位置及速度等属性 的几何 单元。一个粒子具体 的 属性，取决于其具体的运用。目前粒子 系统 主要应用于模拟 自然环境 中火 焰(图 6)、雨雪(图 7)、云雾、水流 、爆炸、发光 轨迹(图 8)等。此外，它不仅仅是应用于游戏效果 的设计，也更多地应用于各学科 中动态单元行为对 整体系统的影响，能很好地体现不规则模糊物体的 动态性和随机性。图 6 火焰粒子特效 一31 图 7 雨雪粒子特效 图 8 发光轨迹粒子特效 随着计算硬件设备 的 日益发展，特别是显卡性 能的突飞猛进，以前多用于描述非整体的物体描述 的粒子系统现在也开始用于对整体物体的表面建 模。当前，粒子系统用于可形变物体容积的可视化 模拟，也是 比较热 门的研究。在 这方 面的研究 中，主要引入了粒子间的相互作用力，以保证模拟物体 的整体性。例如，在粒子 系统对 肌 肉的建模领域，Mo r a d e A mr a n i 和 B e h z a d S h a r i a t 提出应用粒子系统 模拟人体器官的动态行为，如人体脑部、肺部等。这些结果有利于医学方面对于手术的模拟实施。在粒子系统运用 于手机方面主要还是涉及游 戏渲染技术。由于手机 的硬件条件受到限制，在手 机上运用粒子系统要对粒子系统本身进行优化，即 在不严重影响视觉效果的前提下可 以适 当对程序 进行简化。利用 当前手机 的各种传感器设 备，加上 粒子效果模拟现实 自然环境 的逼真特点和灵活性，在便携式设备上设计实用性、真实性、方便 性、功能 性的应用成为可能。2 5 人 工智 能 人工智能(a r t i fi c i a l i n t e l l i g e n c e)用 于控 制游戏 中各种活动对象的行为方式，使 它们的逻辑表现符 合常理。人工智能 的应用要恰到好处，使游戏 的难 度适中，可玩性高。游戏 中常见 的人工智能技术包 一3 2 一DIGIT AL COMMU NI C A T I ON 2 0 1 2 1 0 括有 限状态机、脚本语 言、模糊逻辑、决策树、神 经网络、遗传算法、群体行为 的模拟 等。不 同类型 游戏对应用人工智能技术 的复杂程度有不 同的要 求，例如即时策略类游戏需要实 时解决数千个对象 的动态路径发现问题；第 一人称射击游戏需要进一 步提高 N P C(n o n p l a y e r c h a r a c t e r，非玩家控制角色)在战术配合、感知意识 能力 等方面 的智能水平，并 引入更丰富的故事情节。相对于游戏引擎的其他部分，人工智能的研究 力度还有待进一步加强。在 3 D游戏 中实现人工智 能，路径搜索算 法 也 是 比较重要 的，它直接影响 着游戏的响应 速度。随着更多更 复杂的机器学习 技术被应用到游戏 中，在不久的将来很可能会 出现 专门的 A I 引擎，与游戏 的其他部分有机 地结合起 来，提供更为精彩 的游戏 世界。同时，将 各种优秀 的人工智能算法封装进游戏 引擎 中，为游戏开发者 提供便利的开发条件，已经成为了游戏引擎研发 的 重要发展方向。3 存在 的问题及解决方 法 渲染器是游戏引擎最核心的部分，渲染速度直接 决定了游戏的执行效率。面对大量的网格数据，渲染 过程中采用了多种加速算法，把不可见 的三角面进行 剔除，只渲染离视点指定距离的模型。这在一定程度 上加快了渲染速度，但同时也出现了问题。主要问题 及解决方法总结如下。1)T形裂缝问题。在利用 L O D算法渲染地形的过程中，为了减少 送人图形 绘制管道 的三角 形数 目，删 除 了某 些顶 点，但 由于相邻块分辨率 的不一致，不连续 的分割 导致了裂缝 问题(图 9)。消除裂缝有 2种方法，即 强制分割 和顶点“裙摆法”H 。然而，顶点“裙摆 法”相对过于复杂，需要判 断相邻块分辨率是 否一 致，在三角形 网格数量过多 的情况 下，此方法效 率 不高。强制分割指递归遍历整个网格，直 到发现钻石 样的节点或网格边。具体实现过程如图 1 0所示。首先判断节点和它的邻节点是否成共斜边关系，如 果不是则分割此节点，然后继续 分割其下邻 节点，分割之前判断其与邻节点 的关系，如此 重复操作直 到找到与下邻节点共斜边时结束。图 9 裂缝 的产生 分割之前 强 制分 割之后 图 1 0强 制 分 割 消 除 裂 缝 2)传统八叉树不存在面向对象概念。在遮挡剔除与可见性裁剪过程 中，利用八叉树 对空间进行划分，从而快速方便地判 断哪些三角片 不可见并将其剔 除。然而，传统八叉树剖分算法生 成的树 中不存在面向对象这一概念，场景 中所有的 三角面被视为一个整体，无法快速确定场景 中移动 物体的动态特征以及所包含的几何、物理信息等信 息，因此不能满足动态场景设计和交互操作的要求。针对这一问题，可以通过将面 向对象与基于空 间多层次分解的八叉 树相结合而形成一种 面向对 象八叉树 。其节点 中包含的不再是三角面，而是 带有 A A B B层次包 围盒的模型对象。这种改进 的八 叉树在不丢失场景 中对象的几何、物理信息的同 时，通过对场景 中的动态物体进行八 叉树划分，可 方便地实现场景更新，既保 留了八叉 树的优点，也 较好地实现了场景的组织和管理。4 结束语 本文结合 A n d r o i d游戏 的发展及需 求现状，对 A n d r o i d平 台下 3 D游戏引擎进行 了归纳对 比。同 时，对游戏引擎下 多项关键技术进行 了研究，发现 了存在 的问题。例如，在遮 挡检 测与 可见性 裁剪 中，应利用八叉树对 空间进行划分与排序，再结合 包围盒进行碰撞 检测。由于 A n d r o i d 3 D游戏引擎 正处于初步发展阶段，需要提出更多 的渲染加速算 法，加快硬件的发展速度，所 以在未来 的工作 中，我 们应 随时关注 A n d r o i d游戏引擎发展的同时，加大 对引擎关键技术的研究力 度，从 而拓展引擎的各功 能模块。参考文献：1 林巧民，林萍，王汝传基于 O G R E的智能游戏引擎 的设计与实现 J 南京邮电大学学报：自然科学版，2 0 1 0，3 0(2)：7 1-7 6 2 A K E N I N E M T，H A I N E S E R e a l t i m e r e n d e r i n g M 2nd e d nW e l l e s l e y，MA：A KPe t e r s Lt d，20 0 2 3 吴 刚全 球 手 机 顶 尖 游 戏 3 D Mo t o R a c e r 制 作揭 秘 M 北京：北京数位红软件 应用技 术有 限公 司，20 0 9：1-5 4 P A R K T，S H I N J H，L E E S J D e s i g n a n d i m p l e m e n t a t i o n o f a d a p t i v e r e n d e r i n g e n g i n e f o r l a r g e s c a l e 3 D T e r r a i n d a t a c P r o c e e d i n g s of t h e 2 0 1 0 I E E E I n t e r n a t i o n al C o n f e r-e n c e o n S e n s o r Ne t w o r k s，U b i q u i t o u s，an d T r u s t w o r t h y Co mp u t i ng，2 01 0，4 4 244 7 5 S H I X B，L I U F，D U L A n a l g o ri t h m ofl e v e l o f d e t a i l t e rr a i n cP r o c e e d i n g s o f N i n t h A C I S I n t e rna t i o n a l C o nfe r e n c e o n S o f t w a r e En g i n e e rin g，2 0 0 8：9 1 2-9 1 6 6 周俊玮，万宇，万旺根，等一种基 于八叉树的 O B B 包围盒碰撞检测方法 J 计算机应用与软件，2 0 0 9，2 6(4)：7 5-7 7 7 孙红梅，刘慎权一种适合室外复杂地景可见性裁剪 的快速算法 J 计算机应用，2 0 0 0，2 0：1-3 8 梁爱民，梁晓辉，于卓一种基于松散八叉树的复杂 场景可见性裁剪算法 J 计算机辅助设计与图形学 学报，2 0 0 7，1 9(1 2)：1 5 9 3 1 5 9 8 9 王静试析粒子系统的三维火焰 J 电脑编程技巧 与维护，2 0 1 1，3 5：9 6-9 7 1 0 C H E N J，Y U A N Y，Y A N G J WS h a d e r b a s e d v i s u a l s i mu l a t i o n o f o c e a n w a v e C P r o c e e d i n g s o f 2 n d I n t e r na t i o na l Co nfe r e nc e o n Co mp ut e r a nd Aut o ma t i o n En g i ne e r i n g，2 01 0：6 35-63 8 1 1 MO R A D E A，B E H Z A D S D e f o r m a b l e o r g a n s m o d e l i n g w i t h m u h i l a y e r p a r t i c l e s y s t e m c P r o c e e d i n g s o f t h e 2 00 0 I EEE I n t e rn a t i o na l Co nfe r e n c e o n I nfo r ma t i o n Vi s u a l i z a t i o n L o n d o n，UK2 0 0 0：3 5 1 3 5 6 1 2 庄越挺，昊飞人工智能游戏编程真言 M 北京：清华大学出版社。2 0 0 0 1 3 何国辉，陈家琪游戏开发中智能路径搜索算法的研 究 J 计算机工程与设计，2 0 0 6，2 7(1 3)：5 6-59 1 4 吴晶，徐晓刚，王建国，等大规模地形的快速漫游算 法 J 计算机仿真，2 0 0 9，2 6(2)：2 5 2 2 5 5 (下转第 3 8页)一3 3 基金项 目：教育部人文社科规划基金(1 l Y J A 6 3 0 o 1 6)；重庆市，信 C N C L-2 0 1 0-0 5)。息产业部“计 算机 网络 与 通信技 术重 点 实验 室”项 目(C Y-Fu z z y c o mpr e h e ns i v e e v a l u a t i o n m o d e l b a s e d o n Va g u e s e t s c o r e f un c t i o n DENG W e i bi n ，XU Ch a n g l i n (1 K e y L a b o f E l e c t r o n i c C o m m e r c e a n d Mo d e m L o g i s t i c s，C h o n g q i n g U n i v e r s i t y o f P o s t s a n d T e l e c o m m u n i c a t i o n s，C h o n g q i n g，4 0 0 0 6 5，P R C h i n a；2 S c h o o l o f I n f o r m a t i o n S c i e n c eT e c h n o l o g y，S o u t h w e s t J i a o t o n g U n i v e r s i t y，C h e n g d u，6 1 0 0 3 1，P R C h i n a)Ab s t r a c t：Us i n g t h e p ri n c i p l e s o f f u z z y c o mp r e h e n s i v e e v a l u a t i o n a n d t h e b a s i c t h e o r y o f v a g u e s e t，f u z z y c o mp r e h e n s i v e e v a l u a t i o n mo d e l ba s e d o n v a g u e s e t s i s p r o v i d e dAs t h e e v a l u a t i o n r e s u l t s o f t he t a r g e t s a r e a v a g ue s e t，t he v a gu e s e t s c o r e f un c t i o n i s us e d f o r r a nk i ng t h e va g ue v a l ue o n r e v i e w s e t s i n o r d e r t o s e l e c t t he o pt i ma l e v a l u a t i o nTh e o r e t i c a l a na l y s i s an d e x p e rime nt al r e s u l t s s ho w t ha t t he e v a l ua t i o n pr o c e s s i s mo r e c o n s i s t e n t wi t h p e o p l e S t h i n k i n g a n d t he e v a l u a t i o n r e s u l t s a r e m o r e o b j e c t i v e Ke y wo r ds：Va g u e s e t；f u z z y c o mpr e he ns i v e e v a l u a t i o n；s c o r e f u n c t i o n (责任编辑：张诚)(上接第 3 3页)1 5 韩永红，刘文清，叶斌利用 G P U进行实时大规模 3 D地形渲染的方法研究 J 计算机工程与应 用，2 0 1 1，4 7(5)：5 7 6 0 1 6 傅 由甲动态八叉树在复杂场景设计 中的应用 J 系统仿 真学报，2 0 0 6，1 8(2)：4 0 8-5 1 0 作者简介：李红波(1 9 7 0 )，男，甘肃兰州人，高级工程师，重庆邮电 大学工程研 究院副院长，主要研 究方向为数 字媒体、机 器视 觉、虚拟现 实；吴雨芯(1 9 8 7 一)，男，四川 泸州人，硕士研 究生，研 究方向为数 字媒体技 术；赵宽(1 9 8 7 一)，重庆人，硕 士研 究生，研究方向为数字媒体技术；李宏浩(1 9 8 2 一)，男，贵州贵 阳人，硕士研究生，研 究方向为数 字媒体技术。Su r v e y o f r e s e a r c h a n d a pp l i c a t i o n o f 3 D g a m e e n g i n e t e c h no l o g y o n a n d r o i d pl a t f o r m L I Ho n g b o，W U Yu x i n，ZHAO Ku a n，L I Ho n g h a o (I n s t i t u t e o f N e t w o r k I n t e l l i g e n c e，C h o n g q i n g U n i v e r s i t y o f P o s t s a n d T e l e c o mm u n i c a t i o n s，C h o n g q i n g 4 0 0 0 6 5，P R C h i n a)Ab s t r ac t：I n r e c e nt y e a r s，a n dr o i d g a me h a s be e n c ha s e d c r a z i l y，bu t t h e l i mi t a t i o n s o f mo b i l e p ho ne r e s o ur c e s p u t f o r wa r d a h i g h e r r e q u e s t t o 3 D g a me e n g i n e C o mb i n e d wi t h t h e c u r r e n t s t a t u s o f 3 D g a me e n g i n e o n a n d r o i d p l a t f o r m，t h e e v o l u t i o n o f g a me e n g i n e s t r uc t u r e i s e x p l a i n e d，a n d t h e ma i n s t r e a m e n g i ne o f a nd r o i d pl a tfo r m i s c o mp a r e d a n d a naly z e dAnd t he n，t h e k e y t e c h n o l o g i e s o f g am e e n g i n e a r e i n t r o d u c e d a n d a n a l y z e d，i n c l u d i n g g a me t e rra i n r e n d e ri n g，c o l l i s i o n d e t e c t i o n，s h e h e r e l i mi n a t i n g a n d v i s i b i l i t y c u t t i n g w h i c h i n v o l v e s c e n e r e n d e r i n g，a s we l l a s p a r t i c l e s y s t e m a n d a r t i fi c i a l i n t e l l i g e n c e t e c h n o l o g y wh i c h a d d b ri l l i a n c e t o t h e g a me F i n all y，t h e p r o b l e ms o f r e n d e ri n g e n g i n e a n d t h e i r s o l v i n g me t h o d s a r e s a m ma r i z e d a n d g i v e n Ke y wo r d s：An d r o i d；3 D g a me；g a me e n g i n e；c o l l i s i o n d e t e c t i o n；s h e l t e r e l i mi n a t e；v i s i b i l i t y c u l l i n g 一3 8 一DIGIT AL COMMU NI C A T I ON 2 0 1 2 1 0 (责任编辑：张诚)