(1.1)--第1章 游戏引擎介绍.ppt
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1、第 1 页第1章 游戏引擎概述第 2 页p课程内容u1.1游戏引擎简介u1.2常见商用游戏引擎简介u1.3 3D仿真软件简介u1.4 Unity引擎介绍第1章 游戏引擎介绍1.1 游戏引擎简介n1.1.1游戏引擎的概念n1.1.2游戏引擎的组成n1.1.3游戏引擎的发展第 4 页u电子游戏起源于1952年,当时游戏运行在真空管电脑的平台上,开发的第一款电子游戏是井字棋游戏。u到了20世纪80年代,电脑得到显卡才开始崛起,但此时游戏引擎还尚未出现。u直到20世纪90年代,Pentium芯片面世,3D Realms公司与Apoges公司开发的小游戏德军司令部和ID Software公司开发的射击游
2、戏Doom,成为了引擎诞生初期的两部代表作,而Doom游戏引擎也成为了第一个被用于授权的游戏引擎。1.1 游戏引擎简介第 5 页1.1.1 游戏引擎的概念u游戏引擎是指一些已编写好的可编辑电脑游戏系统或者一些交互式实时图像应用程序的核心组件。u这些系统为游戏设计者提供编写游戏所需的各种工具,其目的在于让游戏设计者能容易和快速地做出游戏程序而不用由零开始。游戏引擎大部分都支持多种操作平台,如Linux、Mac OS、Windows等。u游戏引擎实际上是一个为运行某一类游戏的机器设计的能够被机器识别的代码(指令)集合。它像一个发动机,控制着游戏的运行。可以说,游戏引擎是按游戏设计的要求顺序地调用各
3、类游戏资源。1.1 游戏引擎简介第 6 页1.1.2 游戏引擎的组成u一个游戏作品可以分为游戏引擎和游戏资源两大部分。游戏引擎是用于控制所有游戏功能的主程序,游戏资源主要包括图像、声音、动画等部分,即游戏=引擎(程序代码)+资源(图像、声音、动画等)。u游戏引擎经过不断地发展进化,已经成为一个由多个子系统共同构成的复杂系统。游戏引擎一般包含以下系统:渲染系统、物理系统、音效系统、动画系统、人工智能系统、网络系统以及场景管理系统等。1.1 游戏引擎简介第 7 页u请根据这副游戏画面,想象一下当时的游戏场景。1.1.2 游戏引擎的组成1.1 游戏引擎简介第 8 页u地点:一片城市的废墟u人物:士兵
4、(玩家)以及敌人u战况:隐藏在废墟中的敌人发现前来执行任务的士兵(玩家),发生冲突,激烈交火。玩家寻找掩体躲避敌人的攻击。u结果:玩家向敌人所在位置投掷了一枚手雷,手雷爆炸,结束战斗。1.1.2 游戏引擎的组成1.1 游戏引擎简介第 9 页u下面对上述游戏过程进行分解,了解游戏引擎是怎样发挥作用的。u在游戏过程中,首先映入我们眼帘的,是一个虚拟的游戏场景:一片城市的废墟。其中包括了地面、建筑、玩家角色、敌人角色、武器装备等等。这些物体,它们都是模型。我们能够在屏幕上看到这些逼真的模型场景,离不开引擎的渲染能力,而渲染模块也是一个游戏引擎最为重要的功能模块之一。u玩家在与敌人交火的过程中,寻找掩
5、体并躲避到掩体的后面,掩体为玩家挡住了来自敌人的攻击。这个过程涉及到引擎的碰撞检测处理,是属于物理模块的功能。1.1.2 游戏引擎的组成1.1 游戏引擎简介第 10 页u玩家投掷出去的手雷,在爆炸时会发出轰鸣的响声;我们在射击时,冲锋枪会发出突突的声音;以及角色在移动过程中发出的脚步声等各种声音,这是引擎的音效模块在发挥作用。u玩家的跑动、跳跃、投掷、射击等各种动作,这又涉及到引擎的动画模块。u游戏过程中的玩家联机对战,离不开网络通信的处理,这属于引擎的网络模块。1.1.2 游戏引擎的组成1.1 游戏引擎简介第 11 页u对于掌控着游戏中各种大小细节的游戏引擎,可以给它下一个定义:p游戏引擎就
6、是用于控制所有游戏功能的主程序。游戏引擎通常包含以下系统模块:渲染模块,物理模块,动画模块,音效模块,网络模块等。p游戏引擎正是经过了不断地发展进化,才成为了这样一个由多个子系统共同构成的复杂系统。1.1.2 游戏引擎的组成1.1 游戏引擎简介第 12 页p综上所述,可以给它一个简单定义:u游戏引擎是用于控制所有游戏功能的主程序,它通常包含以下系统模块:渲染模块,物理模块,动画模块,音效模块,网络模块等。p站在开发人员的角度,作为游戏引擎的使用者给它另一种定义:u游戏引擎是指一些已编写好的可编辑游戏系统或者交互式实时图像应用程序(3D仿真程序)的核心组件。1.1.2 游戏引擎的组成1.1 游戏
7、引擎简介第 13 页根据前面对游戏引擎的定义,其主要组成如下:u渲染模块-逼真的模型场景的渲染u物理模块-掩体等物体的碰撞检测处理u音效模块-手雷爆炸时会发出的响声;冲锋枪会发出突突的声音。u动画模块-玩家的跑动、跳跃、投掷、射击等各种动画。u网络模块-玩家联机对战的网络通信的处理。u 1.1.2 游戏引擎的组成1.1 游戏引擎简介第 14 页u十几年前的游戏都很简单,每款游戏开发都需要重头编写代码,通常一款游戏的开发周期在8到10个月左右,存在着大量的重复劳动,耗时耗力。u由于在某些游戏中,总是有些相同的代码,可以在同题材的游戏中应用,这些通用的代码就形成了游戏引擎的雏形。伴随着技术的发展,
8、最终演变成今天的游戏引擎。1.1.3 游戏引擎的发展1.1 游戏引擎简介第 15 页u1990年,John Carmack(约翰-卡马克)和John Romero(约翰.罗梅洛)制作了一款小游戏Commander Keen(指挥官基恩),在PC机上首次实现了卷轴类游戏背景的流畅效果,然后又把当时的街机游戏超级马里奥兄弟移植到PC机上,实现了流畅的横板效果。u1991年,卡马克和罗梅洛成立了ID Software,开始自主创业。随后,又推出了Wolfenstein 3D(德军总部3D)。作为最早的3D游戏引擎之一,这款游戏使用了一种射线追踪技术来渲染游戏内的物体,开创了3D射击游戏时代。1.1.
9、3 游戏引擎的发展1.1 游戏引擎简介第 16 页ID software约翰-罗梅洛约翰-卡马克1.1 游戏引擎简介1.1.3 游戏引擎的发展第 17 页u1993年,ID公司推出了引擎技术的代表作DOOM(毁灭战士)游戏引擎。u随后又推出了Quake系列游戏,Quake游戏引擎是真正的3D游戏引擎。u1998年,由Epic Games开发、GT Interactive发行的FPS(第一人称视角射击游戏)游戏Unreal(虚幻),单纯从画面效果来看,Unreal是当之无愧的佼佼者。1.1.3 游戏引擎的发展1.1 游戏引擎简介第 18 页(德军总部3D)DOOM一代的画面Unreal2画面Un
10、real1画面1.1 游戏引擎简介第 19 页u到了DX9时代,Ubisoft Entertainment(育碧)公司利用德国一家公司开发的CryENGINE引擎做出了另一款画面绝伦的游戏FarCry(孤岛惊魂),其CryENGINE引擎使用了“PolyBump”特效,赢得了大片赞叹之声。u2006年年底,随着Vista系统的发布,游戏进入了DX10时代,NVIDIA和AMD也都先后发布了各自的DX10显卡,新一代游戏引擎大战也正式开始。在DX10时代,CryTek的CryENGINE2游戏引擎缔造了另一个画质新高,即Crysis(孤岛危机),它拥有最强的DX10画质。1.1.3 游戏引擎的发
11、展1.1 游戏引擎简介第 20 页(FarCry(孤岛惊魂)Crysis(孤岛危机)1.1 游戏引擎简介 第 21 页u经过近二十年的发展,游戏引擎的功能越来越强大,也涌现出一批知名的游戏引擎,如上面介绍的Id、EPIC、CryTek公司的几款知名游戏引擎Id Tech、Unreal、CryENGINE等。u游戏引擎一般分为通用的和专一性的,前面介绍的这些游戏引擎几乎都是通用性。而专一性的游戏引擎则是一些功能单一但是专业高效的引擎,如物理引擎、声效引擎、植被引擎等。u如物理引擎首推Havok,其次则是NVIDIA力推的PhysX,前者是基于CPU运算的,后者是基于GPU运算的。1.1.3 游戏
12、引擎的发展1.1 游戏引擎简介1.2常见商用游戏引擎简介第 23 页u随着游戏技术的提高和显卡性能越来越强,游戏的画质越来越高,游戏引擎的研发时间和成本也在直线上升,游戏开发周期也越来越长,通常都会达到3到5年,自行开发游戏引擎的话时间还会更长,正是出于节约成本、缩短周期和降低风险这三方面的考虑,越来越多的开发者倾向于使用第三方的游戏引擎制作自己的游戏。u随着市场的需求,涌现出一批非常成熟的商用游戏引擎。世界比较知名的游戏引擎,包括Creation(创造引擎)、Unreal Engine(虚幻引擎)、Frostbite Engine(寒霜引擎)等。1.2 常见商用游戏引擎介绍第 24 页(1)
13、Creation(创造引擎)u创造引擎的代表作有上古卷轴5:天际和辐射4等u上古卷轴5:天际的某一画面。1.2 常见商用游戏引擎介绍第 25 页(2)Unreal Engine(虚幻引擎)u虚幻引擎的代表作有战争机器系列、质量效应系列和绝地求生等。u绝地求生的某一画面。1.2 常见商用游戏引擎介绍第 26 页(3)Frostbite Engine(寒霜引擎)u寒霜引擎的代表作有荣誉勋章和战地等。荣誉勋章曾经是最好的FPS游戏之一。u荣誉勋章的某一画面。1.2 常见商用游戏引擎介绍第 27 页(4)IW Engine(无尽引擎)u无尽引擎代表作品有使命召唤系列。以IW Engine为核心引擎的使
14、命召唤系列,是史上平台总销量最多的游戏之一。u使命召唤系列游戏的某一画面。1.2 常见商用游戏引擎介绍第 28 页(5)Source Engine(起源引擎)u起源引擎代表作起源系列、反恐精英系列、DOTA 2、APEX英雄和半条命系列。起源引擎是一款3D游戏引擎,由Valve软件公司为了第一人称射击游戏半条命2开发,并且开放授权。u半条命2系列游戏的某一画面1.2 常见商用游戏引擎介绍第 29 页(6)Anvil Engine(铁砧引擎)u铁砧引擎代表作有刺客信条和波斯王子4。铁砧引擎独特的动态效果和环境的互动非常的柔和优雅,并且它很善于在游戏世界中填充AI。u刺客信条的某一画面。1.2 常
15、见商用游戏引擎介绍第 30 页(7)Avalanche Engine(雪崩引擎)u雪崩引擎代表作有正当防卫系列。在一代的基础上,二代从各方面对进行了深层次的剥离、优化和改良,使“正当防卫”系列从诞生以来,就具备了许多同类游戏不具备的优秀特质。u正当防卫系列游戏的某一画面。1.2 常见商用游戏引擎介绍第 31 页(8)Cry ENGINE(尖叫引擎)u尖叫引擎代表作有孤岛危机系列。与其他引擎不同,Cry3不需要第三方插件,自身就可以支持物理、声音还有动画,以及制作出业界顶级的画面。u孤岛危机系列游戏的某一画面。1.2 常见商用游戏引擎介绍第 32 页(9)The Dead Engine(死亡引擎
16、)u死亡引擎代表作有死亡空间。“死亡空间”被媒体誉为史上最恐怖的游戏之一。u死亡空间的某一画面。1.2 常见商用游戏引擎介绍 第 33 页(10)Naughty Dog Game Engine(顽皮狗引擎)u顽皮狗引擎代表作有神秘海域系列。顽皮狗可以称为次世代全能引擎,顽皮狗在主机平台上的强大是全方位的。u神秘海域系列游戏的某一画面。1.2 常见商用游戏引擎介绍第 34 页Unity代表作:神庙逃亡炉石传说王者荣耀崩坏3Unreal代表作:战争机器质量效应无主之地镜之边缘CRY代表作:孤岛危机系列最常见的商用游戏引擎及代表作1.2 常见商用游戏引擎介绍1.3 3D仿真软件简介n1.3.1 3D
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- 1.1-第1章 游戏引擎介绍 1.1 游戏 引擎 介绍
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