淺淡RPG游戲開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)

于水華

（上海對(duì)外貿(mào)易學(xué)院，上海201620）

1.引言

電腦游戲開(kāi)發(fā)是故事、藝術(shù)、音樂(lè)、聲音效果、動(dòng)畫及程序設(shè)計(jì)技術(shù)的有機(jī)結(jié)合，以產(chǎn)生一種動(dòng)態(tài)的、具有很強(qiáng)交互性的電子娛樂(lè)形式。RPG游戲（角色扮演游戲），即游戲的形式是通過(guò)故事劇情牽引來(lái)使玩家融入一個(gè)主角所存在的虛擬世界。

2.RPG游戲開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)

2.1 RPG游戲設(shè)計(jì)概述

RPG游戲即為角色扮演游戲，它其實(shí)是一種由游戲玩家自己扮演角色的游戲?？梢杂靡粋€(gè)三維坐標(biāo)系統(tǒng)來(lái)定位RPG游戲，所有類型的RPG游戲位于這個(gè)坐標(biāo)系所界定的三維空間中。如圖1所示。

圖1 RPG游戲的三維空間

剝?nèi)ジ鞣NRPG游戲的外部特性，我們可以看到RPG游戲的普適模型。如圖2為RPG游戲的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖。這是一種單線發(fā)展的RPG游戲。它由兩部分構(gòu)成：一部分是主控部分，也就是交互部分。當(dāng)主控部分起作用時(shí)，游戲的操縱權(quán)被授予了游戲者，游戲者可以充分利用游戲所賦予的交互手段進(jìn)行輸入；另一部分是設(shè)定的被動(dòng)的劇情，由線性排列的一連串事件組成。

圖2 RPG游戲的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

對(duì)于一款RPG游戲的設(shè)計(jì)要包括以下一些要素：場(chǎng)景、角色、道具、事件、對(duì)白、音效與音樂(lè)、界面、規(guī)則、命名。對(duì)應(yīng)于各個(gè)要素，一個(gè)完整的角色扮演游戲的制作從大的分工來(lái)說(shuō)可以分為：策劃、程序設(shè)計(jì)、美工、音樂(lè)制作以及項(xiàng)目管理，后期的測(cè)試等。

2.2 游戲策劃與架構(gòu)

在設(shè)計(jì)一款游戲時(shí)，在游戲初始階段就要考慮好所要設(shè)計(jì)游戲的風(fēng)格、情節(jié)、人物、環(huán)境和主題。流程如下：首先地圖設(shè)計(jì)者需要設(shè)計(jì)出地圖的大小、樣式，交由原畫去畫出原版，然后進(jìn)行2D、3D制作。2D和3D有可能根據(jù)地圖的需要制作物件、圖素、遮罩、特效等，交給策劃用地圖編輯器進(jìn)行制作。如圖3是用相應(yīng)的地圖編輯器標(biāo)記出掩碼，形成不可達(dá)區(qū)域。

圖3 地圖編輯器中的障礙

游戲策劃要做以下幾件事情，首先，地圖與場(chǎng)景設(shè)計(jì)。場(chǎng)景設(shè)計(jì)之初需要根據(jù)游戲劇情設(shè)定風(fēng)格和氛圍。場(chǎng)景的大小需要根據(jù)游戲中人物移動(dòng)的距離來(lái)確定。在一個(gè)游戲中，一般地圖的大小是固定的，要么全屏，要么固定大小，因?yàn)楦淖兇翱诖笮?huì)給顯示帶來(lái)很多麻煩。

然后，地圖拼接。地圖的拼接時(shí)需要注意，按照示意圖來(lái)進(jìn)行自由發(fā)揮。但同一屏幕最好不要出現(xiàn)兩個(gè)相同的物體。山與水或者小路不能筆直或者直角型的彎曲，盡量多做和諧的曲折，盡量圓滑。地圖拼接之后，遇到懸崖、水面等地方掩碼要多打一些，防止人物影子落在空處。太窄的地方，干脆全部打上掩碼，防止人物被卡在上面，如圖3所示，海面用紅點(diǎn)打上掩碼，是不可達(dá)區(qū)域。

最后，地圖設(shè)置。地圖的設(shè)置上，例如NPC、地圖之間的連接等都需要去設(shè)置。連接其它地圖的時(shí)候要注意方向，例如往上走的出口，結(jié)果來(lái)到了下一張地圖的頂部就感覺(jué)很怪異。地圖的連接口要放在明顯的路，或者凹進(jìn)去的地方，這樣容易引導(dǎo)游戲者找到出口。NPC放置盡量放在有參照物的地圖上，例如一棵大樹(shù)旁，一個(gè)亭子里，這樣玩家容易找到NPC并記住這個(gè)位置。

游戲中世界的構(gòu)造除了地圖以外，還牽涉到人物、怪物的分布。筆者在場(chǎng)景設(shè)置時(shí)將NPC設(shè)置到了地圖的特殊位置上，如兩個(gè)階梯的交界處、某個(gè)平原上等。一般在設(shè)計(jì)角色位置的時(shí)候，要考慮到根據(jù)實(shí)際情況來(lái)分布設(shè)計(jì)。

2.3 圖形圖像處理

筆者所指的圖形圖像處理，一是指游戲中所需圖像素材單元的處理，二是素材單元組成我們所看到的場(chǎng)景畫面的處理。

游戲畫面可以說(shuō)是由一個(gè)一個(gè)的場(chǎng)景組成的，每個(gè)場(chǎng)景都有一些圖形圖像，如背景圖、角色圖、道具圖，那么在游戲中就有大量的特殊的圖片要獲得并處理。在RPG游戲里，場(chǎng)景的構(gòu)成，是圖塊排列順序的記錄。首先制定一個(gè)場(chǎng)景構(gòu)成文件的格式，這里又用到了相應(yīng)的場(chǎng)景編輯器，見(jiàn)圖4中場(chǎng)景編輯器界面，它用來(lái)設(shè)置地圖上各個(gè)NPC的位置、添加道具列表、添加出口列表等工作，在這個(gè)文件里記錄構(gòu)成場(chǎng)景所需要的圖塊的排列順序，因?yàn)槲覀円呀?jīng)為每個(gè)圖塊建立了索引，所以只需要記錄這些索引就可以了。一個(gè)場(chǎng)景的構(gòu)成，是分成幾層來(lái)完成的：地面，建筑和植物，家具擺設(shè)和在場(chǎng)景中活動(dòng)的人物或者物體，按照一定的順序把它們依次顯示到屏幕上，就形成了一個(gè)豐富多彩的場(chǎng)景。

圖4 場(chǎng)景編輯器

2.4 游戲引擎的構(gòu)建

游戲引擎是一個(gè)為運(yùn)行某一類游戲的機(jī)器設(shè)計(jì)的能夠被機(jī)器識(shí)別的代碼（指令）集合。它像一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)，控制著游戲的運(yùn)行。一個(gè)游戲作品可以分為游戲引擎和游戲資源兩大部分。游戲資源包括圖像、聲音、動(dòng)畫等部分，列一個(gè)公式就是：游戲=引擎（程序代碼）+資源（圖像、聲音、動(dòng)畫等）。游戲引擎則是按游戲設(shè)計(jì)的要求按順序調(diào)用這些資源。

圖5 總體結(jié)構(gòu)圖

(1)開(kāi)發(fā)工具

由于Windows操作系統(tǒng)的普及及其強(qiáng)大的多媒體功能，越來(lái)越多的游戲支持Windows操作系統(tǒng)。由于VC++是微軟的產(chǎn)品，用它來(lái)編寫Windows程序有強(qiáng)大的程序接口和豐富的開(kāi)發(fā)資源的支持，加之VC嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膬?nèi)存管理、在堆棧上良好的分配處理、生成代碼的體積小、穩(wěn)定性高的優(yōu)點(diǎn)，所以VC++就成為目前游戲的主流開(kāi)發(fā)工具。

DirectX（簡(jiǎn)稱：DX）是微軟推出的一套基于Windows系統(tǒng)的多媒體應(yīng)用程式接口，是VC的一個(gè)擴(kuò)充游戲開(kāi)發(fā)包，主要用于游戲設(shè)計(jì)時(shí)直接操作硬件設(shè)備，可加快游戲運(yùn)行速度。在開(kāi)發(fā)中，DX分為兩個(gè)部分，一個(gè)是運(yùn)行庫(kù)，通過(guò)DX編譯出來(lái)的程式必須要有運(yùn)行庫(kù)的支持，另外一個(gè)是開(kāi)發(fā)庫(kù)，也就是常說(shuō)的SDK，這部分是在編譯DX程序中是必需的。筆者所開(kāi)發(fā)的小游戲DEMO使用GAF（Game Application Framework游戲應(yīng)用程式框架）開(kāi)發(fā)包來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，GAF開(kāi)發(fā)包是由“第二人生游戲工作室”開(kāi)發(fā)的，它是對(duì)DirectX包裝后的類庫(kù)，它把游戲設(shè)計(jì)中經(jīng)常用到的DirectX功能包裝起來(lái)，能代替DirectX用于游戲設(shè)計(jì)中。

游戲引擎是游戲的核心部分，因此它必須能夠提供游戲開(kāi)發(fā)所需要的大部分接口。游戲開(kāi)發(fā)人員為了開(kāi)發(fā)一款游戲，不會(huì)完完全全從最底層做起，因?yàn)橛螒蜷_(kāi)發(fā)也是一種軟件開(kāi)發(fā)，類似的游戲之間有著很多共同的地方，把這些共同的地方抽取出來(lái)作為可重用的部分以供日后開(kāi)發(fā)游戲之用，可以大大提高游戲的開(kāi)發(fā)速度和游戲的穩(wěn)定性能。

(2)A*算法

在許多游戲中要用鼠標(biāo)控制人物運(yùn)動(dòng)，而且讓人物從目前的位置走到目標(biāo)位置應(yīng)該走最短的路徑。這就要用到最短路徑搜索算法即A*算法了。

A*算法實(shí)際是一種啟發(fā)式搜索，所謂啟發(fā)式搜索，就是利用一個(gè)估價(jià)函數(shù)評(píng)估每次的決策的價(jià)值，決定先嘗試哪一種方案。如果一個(gè)估價(jià)函數(shù)可以找出最短的路徑，我們稱之為可采納性。A*算法是一個(gè)可采納的最好優(yōu)先算法。A*算法的估價(jià)函數(shù)可表示為：

這里，f(n)是節(jié)點(diǎn)n的估價(jià)函數(shù)，g(n)是起點(diǎn)到終點(diǎn)的最短路徑值，h(n)是n到目標(biāo)的最斷路經(jīng)的啟發(fā)值。

(3)模塊組成

游戲引擎要提供游戲開(kāi)發(fā)所需要的大部分接口。它最基本的模塊有以下三個(gè)：消息處理系統(tǒng)、場(chǎng)景顯示（及行走）系統(tǒng)、進(jìn)程系統(tǒng)。當(dāng)然，不同的游戲引擎，根據(jù)其所實(shí)現(xiàn)的功能、游戲的規(guī)模等的不同，它的模塊也有所不同。筆者所使用的引擎系統(tǒng)主要由這三個(gè)模塊組成，除了這三個(gè)模塊外，還有腳本處理模塊、考試模塊等。

消息處理系統(tǒng)是游戲的核心部分。游戲用到的消息處理系統(tǒng)先等待消息，不斷檢測(cè)游戲中要處理的消息，然后根據(jù)收到的消息轉(zhuǎn)到相應(yīng)的函數(shù)進(jìn)行處理。比如：主角碰到敵人后，我們就讓程序產(chǎn)生“打斗消息”，消息處理系統(tǒng)收到這個(gè)消息后就會(huì)馬上轉(zhuǎn)到打斗模塊中去。場(chǎng)景顯示系統(tǒng)是RPG要素重要部件之一。它根據(jù)一定的次序控制背景、角色、道具、對(duì)白等要素添加到場(chǎng)景的順序，它承擔(dān)整個(gè)游戲框架的場(chǎng)景狀態(tài)的操作、控制。作為RPG游戲，其所有事件的發(fā)生幾乎都是和場(chǎng)景有關(guān)，例如：不同的地方會(huì)碰到不同的敵人、與不同的人對(duì)話得知不同的事情等。進(jìn)程系統(tǒng)負(fù)責(zé)游戲的初始化，包括窗口圖標(biāo)、窗口寬度、窗口高度、窗口標(biāo)題、窗口風(fēng)格等的設(shè)置。游戲結(jié)束時(shí)負(fù)責(zé)釋放程序各種資源。進(jìn)程控制系統(tǒng)也控制游戲主控循環(huán)中的狀態(tài)轉(zhuǎn)換，它同時(shí)與消息處理系統(tǒng)和場(chǎng)景顯示系統(tǒng)進(jìn)行消息傳遞和轉(zhuǎn)化。

3.系統(tǒng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的前期準(zhǔn)備

3.1 游戲劇本設(shè)計(jì)

角色扮演游戲就像小說(shuō)一樣，缺少不了劇情，玩家跟著劇情的進(jìn)展來(lái)領(lǐng)略游戲的風(fēng)采。在劇本的設(shè)計(jì)前，設(shè)計(jì)者已經(jīng)有了游戲故事的構(gòu)思。劇本的設(shè)計(jì)可以從劇情的框架開(kāi)始著手。列出準(zhǔn)備出場(chǎng)的人物名單、準(zhǔn)備構(gòu)成游戲劇情的幾個(gè)重要事件和需要涉及到的地圖。這樣游戲基本上已經(jīng)有了一個(gè)簡(jiǎn)單的故事框架。接下來(lái)用上面的素材，把構(gòu)思還比較單薄的主線故事點(diǎn)和人物竄接起來(lái)。然后把出場(chǎng)人物，場(chǎng)景需求做成文檔，進(jìn)入一個(gè)很重要的中間步驟——游戲劇本制作。

3.2 游戲腳本設(shè)計(jì)

游戲引擎并不關(guān)心游戲內(nèi)容具體是什么，它只是負(fù)責(zé)將描述游戲內(nèi)容的數(shù)據(jù)讀取出來(lái)，然后“扔”到某個(gè)地方就行了，所以需要以某種方式將游戲內(nèi)容交給外部文件來(lái)加以處理。這樣一來(lái)，就只需要編寫一段短小而又緊湊的代碼并在某一段時(shí)間將所有這些物體描述由硬盤加載進(jìn)來(lái)就行了，這些代碼可稱之為腳本。由于RPG游戲更適合使用腳本，腳本的設(shè)計(jì)是本游戲不可缺少的部分。

4.小結(jié)

RPG游戲的開(kāi)發(fā)涉及的知識(shí)還很多，本文只根據(jù)筆者開(kāi)發(fā)的RPG游戲所涉及的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了闡述。系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中有以下兩點(diǎn)體會(huì)，一是在游戲引擎的選擇上，由于游戲引擎框架有很多，需要對(duì)各種框架加以篩選，選擇適合項(xiàng)目需求、規(guī)模和未來(lái)需求發(fā)展方向的框架；二是游戲腳本的運(yùn)用上，考慮到系統(tǒng)會(huì)有變動(dòng)的部分，游戲的腳本語(yǔ)言為其擴(kuò)展和修改提供了很大的空間。

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