閻夢(mèng)真 陳宏利
【摘要】 如今隨著經(jīng)濟(jì)水平的提高,生活質(zhì)量的提升,人們對(duì)于娛樂方面的需求也在不斷增加。目前,網(wǎng)絡(luò)游戲廣受歡迎,也屬于大眾化的娛樂方式之一,其中隨著時(shí)代的進(jìn)步,有較高技術(shù)含量的3D網(wǎng)絡(luò)游戲被推出,受到人們的喜愛。本文共分為四個(gè)部分,首先介紹了3D游戲的具體內(nèi)容、研究背景以及研究現(xiàn)狀,其次對(duì)3D游戲開發(fā)技術(shù)設(shè)計(jì)與應(yīng)用進(jìn)行較為詳細(xì)地闡述,最后對(duì)此進(jìn)行總結(jié)。
【關(guān)鍵詞】 3D游戲 游戲開發(fā) 技術(shù)設(shè)計(jì)與應(yīng)用
一、前言
1、3D游戲。3D游戲,也被稱為三維游戲,具體是指設(shè)計(jì)者使用空間立體計(jì)算技術(shù),利用三維立體模型來設(shè)計(jì)基礎(chǔ)模型,利用空間立體變成算法來控制人物角色,從而實(shí)現(xiàn)操作的游戲。相比二維游戲,三維游戲能夠?yàn)橥婕姨峁└诱鎸?shí)的游戲體驗(yàn),從而廣受游戲玩家的喜愛[1]。2、研究背景。21世紀(jì),計(jì)算機(jī)技術(shù)高速發(fā)展,開發(fā)商設(shè)計(jì)和推出游戲軟件或項(xiàng)目的規(guī)模也在日益擴(kuò)大。在這其中網(wǎng)絡(luò)游戲的開發(fā)規(guī)模大約是其他同類型單機(jī)游戲的開發(fā)規(guī)模的三倍,成為難度最高的游戲項(xiàng)目。國(guó)外對(duì)于網(wǎng)絡(luò)游戲軟件的開發(fā)經(jīng)歷了一個(gè)長(zhǎng)期發(fā)展以及積累的過程,其技術(shù)較為成熟;相比之下,由于國(guó)內(nèi)網(wǎng)絡(luò)游戲開發(fā)的時(shí)間較短,還有很多需要完善之處以及進(jìn)步的空間。3、研究現(xiàn)狀。游戲軟件技術(shù)開發(fā)和設(shè)計(jì)是一項(xiàng)工作量浩大的項(xiàng)目,需要及時(shí)把握玩家的喜好并隨之作出游戲設(shè)計(jì)上的改變,以引起游戲玩家的興趣。目前,網(wǎng)絡(luò)游戲是游戲開發(fā)商主要致力于研究和設(shè)計(jì)的對(duì)象。從純技術(shù)角度來看,網(wǎng)絡(luò)游戲開發(fā)的核心技術(shù)大多是在國(guó)外;從服務(wù)器技術(shù)角度來看,由于國(guó)內(nèi)網(wǎng)絡(luò)游戲玩家數(shù)量較多,較為優(yōu)秀的網(wǎng)絡(luò)游戲的服務(wù)器承載量都是比較大的[2]。
二、3D游戲開發(fā)技術(shù)設(shè)計(jì)
3D游戲引擎是開發(fā)和設(shè)計(jì)游戲軟件中的核心部分,具體是指某些完成編寫的可編輯游戲系統(tǒng)或是某些交互式實(shí)時(shí)圖像應(yīng)用程序的重要組件。那么游戲引擎在抽象層的功能設(shè)計(jì)上起到十分重要的作用,它的好壞對(duì)于最終游戲的程序運(yùn)行有著直接的聯(lián)系。1、渲染器。渲染器由兩部分組成:一是硬件渲染器,二是軟件渲染器。它是3D游戲引擎中最關(guān)鍵的部分,其主要工作是將3D物體通過繪圖的方式顯示到游戲畫面上。3D游戲世界是模擬現(xiàn)實(shí)世界的,那么在設(shè)計(jì)的時(shí)候可以想象成一個(gè)由離散采樣的頂點(diǎn)構(gòu)成的一個(gè)數(shù)據(jù)流,數(shù)據(jù)流包括了3D世界數(shù)據(jù),然后將其轉(zhuǎn)交至渲染器,渲染器經(jīng)過對(duì)數(shù)據(jù)流進(jìn)行一定的數(shù)據(jù)處理后,最后生成一個(gè)二維游戲平面,顯示在游戲玩家的顯示器上。這一過程就是渲染器工作的各個(gè)步驟[3]。2、場(chǎng)景組織系統(tǒng)。場(chǎng)景圖具體是指由一系列節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的一個(gè)樹形圖。它將3D世界的物體保存在計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)體的一種空間組織形式,具有層次結(jié)構(gòu)豐富的優(yōu)點(diǎn)。場(chǎng)景圖中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)都會(huì)由自身的模型空間坐標(biāo)向游戲世界坐標(biāo)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。3、運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。3D游戲是一個(gè)動(dòng)態(tài)的游戲,其場(chǎng)景圖內(nèi)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)的屬性都會(huì)隨時(shí)變化,而這些運(yùn)動(dòng)是以一個(gè)抽象的時(shí)間控制器為基礎(chǔ)進(jìn)行的,并且這一層是最高層。時(shí)間控制器的基本工作內(nèi)容如下:第一,標(biāo)記運(yùn)動(dòng)時(shí)間;分為兩種方式,跟隨應(yīng)用程序或是以自己的開始和結(jié)束來進(jìn)行標(biāo)記。第二,將運(yùn)動(dòng)分為循環(huán)運(yùn)動(dòng)和反向運(yùn)動(dòng)。4、碰撞系統(tǒng)。碰撞系統(tǒng)也是以場(chǎng)景圖為基礎(chǔ)的,那么對(duì)于碰撞系統(tǒng)的檢測(cè)也是基于場(chǎng)景圖節(jié)點(diǎn)的,分為不同的層次。碰撞檢測(cè)一般情況下分靜態(tài)與動(dòng)態(tài)兩種,靜態(tài)碰撞檢測(cè)只在當(dāng)前楨是做幾何形態(tài)上的碰撞檢測(cè),動(dòng)態(tài)碰撞檢測(cè)則需要考慮到間隔的時(shí)間片,基本在前后2楨左右,再進(jìn)行碰撞計(jì)算處理[4]。
三、3D游戲開發(fā)技術(shù)應(yīng)用
1、應(yīng)用程序框架。在完成的3D游戲引擎上的建立一個(gè)游戲框架,框架內(nèi)容包括游戲窗口的建立,狀態(tài)機(jī)和緩存機(jī)制的設(shè)計(jì)等。一般來說,客戶端是指游戲顯示邏輯,是一個(gè)比較廣義的概念。那么要建立客戶端結(jié)構(gòu)首先要構(gòu)造一個(gè)基于當(dāng)前操作系統(tǒng)的游戲程序窗口,并且需具備幾點(diǎn)功能:接受和處理系統(tǒng)消息、控制輸入與輸出以及與操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)交互[5]。2、狀態(tài)機(jī)。狀態(tài)機(jī)被廣泛用于編程設(shè)計(jì)的各個(gè)部分。由于客戶端的邏輯存在多種狀態(tài),可以通過狀態(tài)機(jī)協(xié)調(diào)其高層的抽象設(shè)計(jì),把客戶端設(shè)計(jì)成一個(gè)對(duì)于接收到服務(wù)器消息所對(duì)應(yīng)的狀態(tài)切換響應(yīng)的狀態(tài)機(jī)。3、客戶緩存機(jī)制??蛻艟彺鏅C(jī)制用于幫助客戶端的狀態(tài)之間進(jìn)行切換的平穩(wěn)。作為狀態(tài)機(jī),客戶端在切換姿態(tài)是需要過渡期,比如處理系統(tǒng)消息等過程,因此客戶緩存機(jī)制就相當(dāng)必要了。另外,具有緩存機(jī)制的狀態(tài)機(jī)可以在客戶端和服務(wù)器中同步使用。
四、小結(jié)
3D游戲軟件技術(shù)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用不僅是順應(yīng)著時(shí)代的發(fā)展,滿足游戲玩家的需求,其對(duì)于現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展也有著不可忽視的影響力和促進(jìn)作用。最后,希望我國(guó)3D游戲開發(fā)技術(shù)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用能夠持續(xù)發(fā)展,不斷更新!
參 考 文 獻(xiàn)
[1]朱晴. 3D游戲開發(fā)技術(shù)設(shè)計(jì)與應(yīng)用[D].上海交通大學(xué),2009.
[2]江峰. 3D游戲引擎研究與實(shí)現(xiàn)[D].浙江大學(xué),2005.
[3]陳路. 3D游戲引擎技術(shù)—大規(guī)模場(chǎng)景實(shí)時(shí)圖形渲染的研究與實(shí)現(xiàn)[D].電子科技大學(xué),2005.
[4]周宇輝. 分布式網(wǎng)絡(luò)游戲的設(shè)計(jì)與開發(fā)及相關(guān)技術(shù)研究[D].吉林大學(xué),2006.
[5]莫軍. 基于嵌入式的3D游戲引擎技術(shù)的研究與實(shí)現(xiàn)[D].電子科技大學(xué),2006.