開發一款遊戲引擎所需要的知識與技術

2021-09-29 03:23:26 字數 1667 閱讀 8153

基本所有的遊戲都是基於遊戲引擎所開發出來的,所以在遊戲行業火熱的當代,遊戲引擎顯得尤為重要。一款遊戲引擎的開發需要巨大的人力,物力,財力,而且開發周期十分長,這也是為什麼目前主流的遊戲引擎都出自行業內的「拳頭」公司。一是因為技術原因,最優秀的技術人員基本上都在「拳頭」公司,二是因為資金問題,因為遊戲引擎的開發周期長,短期內無法有有效的收益,只有大公司才有能力承受這樣長期投入與產出不成正比的負面影響。

開發一款遊戲引擎,首先是光影效果,即場景中的光源對處於其中的人和物的影響方式。遊戲的光影效果完全是由引擎控制的,折射、反射等基本的光學原理以及動態光源、彩色光源等高階效果都是通過引擎的不同程式設計技術實現的。

其次是動畫,遊戲所採用的動畫系統可以分為兩種:一是骨骼動畫系統,一是模型動畫系統,前者用內建的骨骼帶動物體產生運動,比較常見,後者則是在模型的基礎上直接進行變形。引擎把這兩種動畫系統預先植入遊戲,方便動畫師為角色設計豐富的動作造型。

引擎的另一重要功能是提供物理系統,這可以使物體的運動遵循固定的規律,例如,當角色跳起的時候,系統內定的重力值將決定他能跳多高,以及他下落的速度有多快,子彈的飛行軌跡、車輛的顛簸方式也都是由物理系統決定的。

碰撞探測是物理系統的核心部分,它可以探測遊戲中各物體的物理邊緣。當兩個3d物體撞在一起的時候,這種技術可以防止它們相互穿過,這就確保了當你撞在牆上的時候,不會穿牆而過,也不會把牆撞倒,因為碰撞探測會根據你和牆之間的特性確定兩者的位置和相互的作用關係。

渲染是引擎最重要的功能之一,當3d模型製作完畢之後,美工會按照不同的面把材質貼圖賦予模型,這相當於為骨骼蒙上**,最後再通過渲染引擎把模型、動畫、光影、特效等所有效果實時計算出來並展示在螢幕上。渲染引擎在引擎的所有部件當中是最複雜的,它的強大與否直接決定著最終的輸出質量。

引擎還有乙個重要的職責就是負責玩家與電腦之間的溝通,處理來自鍵盤、滑鼠、搖桿和其它外設的訊號。如果遊戲支援聯**性的話,網路**也會被整合在引擎中,用於管理客戶端與伺服器之間的通訊。

通過上面這些枯燥的介紹我們至少可以了解到一點:引擎相當於遊戲的框架,框架搭好後,關卡設計師、建模師、動畫師只要往裡填充內容就可以了。因此,在3d遊戲的開發過程中,引擎的製作往往會占用非常多的時間,《馬克思·佩恩》的max-fx引擎從最初的雛形final reality到最終的成品共花了四年多時間,lithtech引擎的開發共花了整整五年時間,耗資700萬美元,monolith公司(lithtech引擎的開發者)的老闆詹森·霍爾甚至不無懊悔地說:「如果當初意識到製作自己的引擎要付出這麼大的代價的話,我們根本就不可能去做這種傻事。沒有人會預料得到五年後的市場究竟是怎樣的。」

正是出於節約成本、縮短週期和降低風險這三方面的考慮,越來越多的開發者傾向於使用第三方的現成引擎製作自己的遊戲,乙個龐大的引擎授權市場已經形成。

其中最大的收益者是各大網路遊戲公司,通過第三方引擎開發的網路遊戲獲益巨大。但隨著市場急劇變化,用第三方引擎開發網路遊戲的成本也越來越高。於是遊戲引擎開發商們開始絞盡腦汁設計一種可以大量節約開發成本和週期的引擎。直到2023年zerodin引擎開發的巨作dragona出品引起了各大遊戲業巨頭關注,因為此時方才發現了巨作也可以用這麼少的成本,這麼短的時間開發而成。

原理編輯

遊戲引擎是乙個為執行某一類遊戲的機器設計的能夠被機器識別的**(指令)集合。它像乙個發動機,控制著遊戲的執行。乙個遊戲作品可以分為遊戲引擎和遊戲資源兩大部分。遊戲資源包括圖象,聲音,動畫等部分,列乙個公式就是:遊戲=引擎(程式**)+資源(圖象,聲音,動畫等)。遊戲引擎則是按遊戲設計的要求順序地呼叫這些資源。

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