數(shù)字媒體技術(shù)概論 - 5.數(shù)字游戲

數(shù)字媒體技術(shù)概論--數(shù)字游戲背景游戲產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展2005年1月召開了第一屆中國游戲產(chǎn)業(yè)年會2006年1月第二屆游戲產(chǎn)業(yè)年會游戲產(chǎn)業(yè)GDP2003年是13.2億元，2004年已經(jīng)達到58億國家對交互式數(shù)字娛樂業(yè)的逐步重視863設(shè)立游戲開發(fā)引擎的專項資助信息產(chǎn)業(yè)部設(shè)立了游戲開發(fā)平臺的重點招標項目相關(guān)課程《計算機游戲程序設(shè)計》陳天橋年度排名總資產(chǎn)(億)20041882005311720062560盛大網(wǎng)絡(luò)發(fā)展有限公司,董事長兼CEO

TheLegendofMir

韓國唯美德娛樂有限公司W(wǎng)EMADE

朱駿

第九城市董事長兼CEO

暴雪自1994年以來推出了三個系列三個系列的七款游戲魔獸爭霸1994魔獸爭霸1995魔獸爭霸Ⅱ2002魔獸爭霸Ⅲ2004魔獸世界暗黑破壞神1996暗黑破壞神2000暗黑破壞神II

星際爭霸1998星際爭霸

技術(shù)領(lǐng)域圖像處理圖形繪制三維動畫交互技術(shù)音頻編程網(wǎng)絡(luò)人工智能軟件工程藝術(shù)領(lǐng)域….游戲產(chǎn)業(yè)的發(fā)展瓶頸游戲產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸一是人才缺乏，特別是水平高、經(jīng)驗豐富的中高級開發(fā)人才嚴重短缺；二是游戲引擎技術(shù)落后，品種少、功能弱，嚴重影響游戲的開發(fā)水平；三是具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高質(zhì)量的民族網(wǎng)絡(luò)游戲作品數(shù)量少，自主研發(fā)與引進產(chǎn)品結(jié)構(gòu)失衡，產(chǎn)業(yè)鏈不合理；四是引進的游戲占據(jù)市場主導(dǎo)地位，不利于中華民族文化的傳播，也不利于滿足廣大消費者特別是未成年人的精神需求和健康成長；五是許多中國企業(yè)代理境外游戲作品但不掌握核心技術(shù)，導(dǎo)致自身的合法權(quán)益難以保障，使非法網(wǎng)絡(luò)游戲出版活動有機可乘。游戲產(chǎn)業(yè)的人才需求高薪難聘游戲人才

月薪8000元難招高人游戲軟件開發(fā)人才奇缺大專院校開設(shè)的游戲軟件開發(fā)相關(guān)專業(yè)較少，培訓(xùn)方法不得當，大部分設(shè)計人員是根據(jù)自己的經(jīng)驗摸索，很難達到較高水平。由于游戲是一種集劇情故事、美術(shù)、音樂、動畫、程序等技術(shù)為一體的復(fù)合藝術(shù)，所以一名游戲從業(yè)人員必須兼具軟件行業(yè)專家和藝術(shù)家的創(chuàng)造力，而當前符合這一要求的人才卻是少之又少。因而專家呼吁，培養(yǎng)游戲軟件專業(yè)人才已成為當務(wù)之急。游戲產(chǎn)業(yè)的需求預(yù)測我國現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)游戲玩家3000萬，而全國包括美編在內(nèi)的專業(yè)網(wǎng)絡(luò)游戲技術(shù)人員只有不到3000人。統(tǒng)計下來，目前國內(nèi)專業(yè)網(wǎng)游人才的缺口高達60萬名。2004-09-1610:18新聞晨報游戲開發(fā)人才培訓(xùn)的現(xiàn)狀中國游戲產(chǎn)業(yè)的超高速增長讓人們對游戲產(chǎn)業(yè)的價值刮目相看時，卻突然發(fā)現(xiàn)中國根本沒有正規(guī)的游戲教育。游戲企業(yè)不得不沿用師傅帶徒弟的育才模式，使得游戲人才培養(yǎng)的效率很低，并缺乏系統(tǒng)性。游戲?qū)W院的培養(yǎng)模式，UbisoftCampus培養(yǎng)模式等游戲程序設(shè)計的從業(yè)門檻并不高。經(jīng)過一定的專業(yè)領(lǐng)域知識培訓(xùn)，有一到兩年編程經(jīng)驗的程序員都可以勝任計算機游戲編程。大多數(shù)程序員并沒有投身到游戲開發(fā)這一領(lǐng)域中來覺得游戲開發(fā)是個神秘領(lǐng)域，對游戲開發(fā)的專業(yè)領(lǐng)域知識不甚了解而感覺自己無法勝任。行業(yè)發(fā)展催生新崗位

行業(yè)變化可為職場人帶來新的發(fā)展機遇。因IT業(yè)技術(shù)更新?lián)Q代快，市場競爭激烈，故不斷為業(yè)內(nèi)人士創(chuàng)造了新的發(fā)展空間。3G、芯片、互聯(lián)網(wǎng)、游戲等已成為近兩年IT職場上的關(guān)鍵詞，蘊藏者大量的職場機會。此外，新的商業(yè)模式也會引發(fā)新的工作崗位產(chǎn)生，但因人才短缺，這些崗位也成為高薪聚集地。目前游戲產(chǎn)業(yè)人才缺口高達60萬，一名游戲公司市場經(jīng)理的年薪已達到26萬，而一名優(yōu)秀的游戲設(shè)計師的年薪在30萬元左右。在今后幾年內(nèi)，網(wǎng)絡(luò)安全人才、游戲人才、軟件測試工程師、研究人員的需求將持續(xù)旺盛。就拿網(wǎng)絡(luò)游戲人才來說，最為缺乏的游戲設(shè)計、開發(fā)與編程人員，只要具備2年以上相關(guān)工作經(jīng)驗；掌握C或C++編程，熟悉Win32/VC++開發(fā)平臺或Lunix/Unix開發(fā)平臺；熟悉TCP/IP、Socket編程或MySQL、Oracle數(shù)據(jù)庫；有良好的面向?qū)ο笤O(shè)計、分析能力、規(guī)范的編程風(fēng)格；有個人作品和良好英文技術(shù)資料閱讀能力者優(yōu)先。這類人員月薪一般都有萬元以上，屬于“金領(lǐng)”一族。此外，游戲策劃人員、美工等也是熱銷的職位。有經(jīng)驗的策劃人月薪也能達到上萬元，而資深的美工如果設(shè)計的速度和質(zhì)量俱佳，最高月薪能達到2-3萬元，而一般美工月薪維持在4000-5000元。2023/9/2214計算機游戲的分類角色扮演游戲

軒轅劍魔戒策略游戲模擬游戲模擬市民仿真城市動作游戲戰(zhàn)栗時空毀滅戰(zhàn)士運動游戲NBALIVE系列益智類…九十年代后的主流游戲機索尼SonyPlayStation=>PlayStation2=>PlayStation3PSP任天堂NintendoN64=>GameCube=>WiiGB=>GBA=>NDS微軟MicrosoftXbox=>Xbox360三大新一代主機當前流行的掌機最新游戲片斷Xbox360Xbox360\Preyattract.wmvXbox360\t_bioshock_msx06_direct_h264.wmvPS3PS3\t_nba2k7_gp2_gt_h264.wmvPS3\t_ff13_e36_h264.wmvWiiWii\wii_e3trailer1_060510_wiichina.wmvPCPC\civ4_640.wmvPC\t_dod_jagd_h264.wmv游戲發(fā)展趨勢可玩性真實性網(wǎng)絡(luò)化電影化復(fù)雜化典型游戲開發(fā)團隊制作人、項目管理人員游戲策劃師、關(guān)卡設(shè)計師軟件工程師美術(shù)設(shè)計師動畫設(shè)計師音效設(shè)計師數(shù)據(jù)管理員游戲測試員開發(fā)流程WorkFlow.wmf游戲引擎系統(tǒng)導(dǎo)入導(dǎo)出工具游戲編輯器數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換打包工具引擎版本制作工具輔助工具導(dǎo)入導(dǎo)出工具功能：與商用內(nèi)容創(chuàng)作軟件交換數(shù)據(jù)實現(xiàn)：腳本(Script)和插件(Plug-in)游戲編輯器（一）功能：數(shù)字資產(chǎn)導(dǎo)入導(dǎo)出組合各種數(shù)字資產(chǎn)(Asset)，建設(shè)一個虛擬場景簡單結(jié)構(gòu)和模型創(chuàng)建空間結(jié)構(gòu)的劃分角色AI腳本編寫場景、資產(chǎn)、對象等屬性編輯關(guān)卡邏輯設(shè)定特效編輯WYSIWYG游戲編輯器（二）子編輯器：關(guān)卡編輯器角色及動畫編輯器場景管理器特效編輯器貼圖編輯器聲音編輯器等等游戲編輯器（三）UnrealEditor游戲編輯器（四）實現(xiàn)：獨立型集成編輯器獨立型分散編輯器依附型編輯器數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換打包工具功能：文本文件及二進制文件轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)壓縮小文件打包成大文件文件位置組織實現(xiàn)：部分功能可集成到編輯器，部分開發(fā)獨立工具。有命令行接口，便于批處理。效率第一。引擎運行框架EngineFlowChart.wmf引擎是個完整的系統(tǒng)跨平臺分層結(jié)構(gòu)對象基類STL獨占性文件管理系統(tǒng)內(nèi)存管理系統(tǒng)版本制作工具功能：依次自動完成如下工作從版本控制服務(wù)器上取數(shù)據(jù)和源代碼編譯代碼，生成工具和游戲可執(zhí)行程序自動轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)并打包自動生成最終可運行版本實現(xiàn)：批處理系統(tǒng)，帶log記錄可以用流行的腳本語言實現(xiàn)。輔助工具目的：提高生產(chǎn)率類型五花八門：內(nèi)容創(chuàng)作數(shù)據(jù)管理查找場景角色瀏覽項目管理流程優(yōu)化等等讓我們來編寫一款游戲創(chuàng)造一個美麗的靜態(tài)世界我的世界需要勃勃生機我討厭無聲的世界我要和虛擬朋友們玩耍爭斗如何玩，如何贏，如何輸？我要逼真的交互性我要酷酷絢絢的效果我想和朋友們一起玩我沒有錢，不能買最新的硬件。創(chuàng)造一個美麗的靜態(tài)世界渲染引擎：能讀入并顯示在建模軟件里設(shè)計的場景模型能支持室外及其室內(nèi)場景渲染能實現(xiàn)逼真的光影效果能實現(xiàn)各種貼圖效果能模擬真實的環(huán)境渲染效果我的世界需要勃勃生機動畫引擎：能讀入動畫軟件里設(shè)計的動畫數(shù)據(jù)實現(xiàn)頂點動畫實現(xiàn)骨骼動畫支持動畫混合實現(xiàn)面部表情動畫(FacialAnimation)變形動畫(MorphingAnimation)我討厭無聲的世界聲音引擎：實現(xiàn)3D音效回放實現(xiàn)流音樂、多軌混合實現(xiàn)多層音效支持數(shù)字環(huán)繞、混響效果支持聲音控制效果：Doppler,Fade-in/Fade-out,CrossFade，Random我要和虛擬朋友們玩耍爭斗AI引擎：實現(xiàn)通用智能：RayCasting,PathFinding,實現(xiàn)個體智能實現(xiàn)個體Behavior如何玩，如何贏，如何輸？游戲邏輯編寫：相對比較枯燥的代碼根據(jù)游戲類型不同而不同還包含用戶界面：菜單、抬頭顯視設(shè)備等我要逼真的交互性物理引擎：近年來興起的技術(shù)，PPU實現(xiàn)基于立方體、球體、膠囊體和三角形面的碰撞檢測支持剛體力學(xué)支持基本流體力學(xué)實現(xiàn)人偶格斗實現(xiàn)車輛系統(tǒng)我要酷酷絢絢的效果特效引擎：包括顯示特效和物理特效支持粒子系統(tǒng)支持全屏特效其他：Lensflare,bullettrail,Glow,等我想和朋友們一起玩網(wǎng)絡(luò)引擎Replication預(yù)測模擬NAT處理游戲大廳MMOG服務(wù)器：動態(tài)負載均衡、按需服務(wù)。我沒有錢，不能買最新的硬件。優(yōu)化游戲開發(fā)永恒不變的主題內(nèi)存優(yōu)化，時間優(yōu)化，數(shù)據(jù)量優(yōu)化各個模塊都需要優(yōu)化需要設(shè)計一套性能記錄和調(diào)試的系統(tǒng)減面、優(yōu)化建模、空間分割、場景管理、裁剪、層次細節(jié)、虛函數(shù)層次優(yōu)化、多核多線程并行運算、數(shù)據(jù)壓縮，等等。游戲開發(fā)的發(fā)展趨勢下一代游戲復(fù)雜度急劇增加開發(fā)往中國及其他低成本國家轉(zhuǎn)移硬件上從單核往多核過渡，并行算法需要發(fā)展PPU誕生游戲引擎規(guī)模越來越巨大，朝組件化方向發(fā)展。游戲引擎的組件化發(fā)展渲染及動畫引擎或全功能引擎系統(tǒng)：Unreal、Renderware、Gamebryo、Granny3D、OGRE、聲音：Miles,FMod,OpenAL物理：Havok,NovodeX,ODE,MathEngine網(wǎng)絡(luò)：RakNet,GameSpy,AI：PathEngineVideo回放：Bink用戶界面：GFC底層架構(gòu)：Rapid,

Boost,stlport,zlib成為游戲開發(fā)者C++，Script語言，RAD語言算法、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、計算機圖形學(xué)、操作系統(tǒng)、編譯原理、網(wǎng)絡(luò)原理、人工智能、數(shù)學(xué)、物理。游戲設(shè)計的關(guān)鍵什么因素決定一個游戲能否成功?怎樣設(shè)計一個叫好又叫座的游戲?如何充分利用現(xiàn)有的技術(shù)?游戲設(shè)計基本規(guī)則從一個好的故事和好的idea開始在紙上寫下設(shè)計思路量力而行了解潛在玩家的需求隨時隨地brainstorming游戲設(shè)計基本規(guī)則(續(xù))快速成型理念具有前瞻性內(nèi)容決定一切娛樂為主效果與技術(shù)是手段讓玩家有目標游戲設(shè)計過程示例市場調(diào)研什么樣的游戲最好銷對玩家進行調(diào)研從現(xiàn)有顧客得到反饋原型系統(tǒng)交互的故事板或者特定技術(shù)的demo(可以是僅測試三維技術(shù)的三維引擎，也可以僅測試故事情節(jié)發(fā)展的引擎)游戲設(shè)計過程示例（續(xù)）人物設(shè)計對于動作、冒險和RPG游戲而言，我們需要有一個鮮明，強有力的主角來吸引觀眾的注意力故事情節(jié)設(shè)計冒險和RPG游戲的基礎(chǔ)多線索，最好能夠選擇不同的結(jié)局對于按等級劃分的戰(zhàn)略游戲而言，較強的故事性能夠增加游戲的趣味性游戲設(shè)計過程示例（續(xù)）調(diào)查工作對于策略或者模擬游戲開發(fā)，需要相關(guān)的背景知識例如，想開發(fā)一個關(guān)于二次世界大戰(zhàn)的游戲，首先需要對非常熟悉那段歷史參考市場上同類型游戲用戶界面良好的用戶界面是成功的要素之一易于上手(拋開冗長的用戶手冊)玩家在玩之前通常并不看幫助手冊利用設(shè)計良好的tutorials和難度等級逐層深入向用戶展示游戲的方方面面測試者的反饋意見幫助改進游戲設(shè)計注意事項好的游戲需要避免簡單地重復(fù)同一故事情節(jié)過于復(fù)雜和細碎的操作過分涉及技術(shù)細節(jié)太容易或者太難單純抄襲虎頭蛇尾故事情節(jié)單薄游戲設(shè)計注意事項好的游戲通常包含以下因素好玩!具有針對性(老少通吃?toohard

)2-4歲4-5歲學(xué)前兒童：5-8歲學(xué)齡兒童:7-11歲中學(xué):12-17歲成年:17歲以上游戲設(shè)計步驟（各階段）起草故事大綱濃縮的游戲情節(jié)的完善設(shè)計（DesignTreatment）文檔整理游戲腳本以及原型系統(tǒng)故事大綱是關(guān)于游戲設(shè)計的一些綱領(lǐng)性的想法用1-3句話作定性的描述總結(jié)性地描述游戲中的主要人物和角色能在第一時間激發(fā)讀者的興趣如果你不能將你的想法用幾句話概述說明你還沒有想明白整個問題游戲情節(jié)的完善是對故事大綱某種程度的擴展充分表明你想要達到的目標通常1-2頁不需要對每一點都作出解釋游戲情節(jié)的完善設(shè)計包括適當擴充故事大綱將幾句話大綱擴充為一段話的情節(jié)描述Gameplay和外觀設(shè)計

決定游戲基調(diào)我想讓大家看到怎么樣的效果?通過游戲我又想表達什么樣的想法?明確游戲類型明確玩家的任務(wù)如何贏得游戲游戲情節(jié)的完善設(shè)計包括（續(xù)）開發(fā)安排明確任務(wù)，確定解決方案合理安排開發(fā)進度獲得版權(quán)和開發(fā)批準正式的設(shè)計文檔非常必要！尤其在你想吸引風(fēng)險投資的時候。參考電影和電視腳本以及各類制作文檔文檔結(jié)構(gòu)中的內(nèi)容包括：充實游戲內(nèi)容干巴巴的大綱變成有血有肉、實實在在的描述描述故事情節(jié)發(fā)展圍繞“如何贏得游戲”這個總體目標分階段完成我需要完成什么,才能進入下一關(guān)游戲設(shè)計的細化絕大部分游戲故事能夠劃分為彼此獨立的段落：過關(guān)游戲可按難度分級RPG和冒險游戲具有情節(jié)、場景、地圖等體育游戲分為隊伍，場地，課程訓(xùn)練等軍事和歷史游戲包括軍隊，武器，以及作戰(zhàn)環(huán)境等因素。。。游戲細節(jié)細化的步驟構(gòu)建統(tǒng)一的系統(tǒng)框架用統(tǒng)一的方式引用和處理事件、人物和環(huán)境擴充和細化每一環(huán)節(jié)工作計劃的安排以周期性的、波浪式前進的方式，在不同的粒度層次上分別進行細化。在每一個周期內(nèi)對前一階段工作成果進行更為詳盡的擴充切忌在一開始就涉及太多細節(jié)問題游戲細節(jié)細化的步驟（續(xù)）利用舉例和比較來說明問題例舉類似游戲情節(jié)比較不同游戲之間的優(yōu)缺點有助于對項目進行市場定位與分析概要描述游戲的內(nèi)容（LevelDesign）描述游戲中的元素貫穿游戲先后的角色計分系統(tǒng)環(huán)境常量過程式定義（如何打開一扇門，如何擊斃怪物等等）概要描述游戲的內(nèi)容（LevelDesign）（續(xù)）

角色大全設(shè)計者在角色大全中描述游戲角色的外形、特性等，并定義相應(yīng)的過程式。擴充游戲每一章節(jié)根據(jù)難度等級或場景分為相互對立但又關(guān)聯(lián)的部分反復(fù)推敲盡可能將任務(wù)細分，詳細描述每一細節(jié)細節(jié)層次與文檔由游戲類型和開發(fā)環(huán)境決定游戲的每一個章節(jié)的描述游戲的Level的命名細節(jié)描述外觀背景(環(huán)境)前景(物體,動作)動畫/建模音樂和音效場景切換腳本和交互點游戲的每一個章節(jié)的描述(續(xù))循序漸進的擴充腳本故事情節(jié)開發(fā)并完善設(shè)計文檔，由大致的粗糙描述到確定的完整描述。流程以圖的形式表現(xiàn)游戲元素和事件（子目標）之間的關(guān)系游戲的每一個章節(jié)的描述(續(xù))角色大全/技術(shù)手冊詳細描述每一角色的特點人物的獨特之處采用何種技術(shù)?如何實現(xiàn)?腳本？？？原型系統(tǒng)采用下面兩種方式中的任何一種小型的demo,用于展示某種技術(shù)一個類似的交互的故事板（storyboard）明確目標是什么問題1:你想游戲達到一個什么樣的效果?問題2:你需要做什么?問題3:這個游戲值不值得開發(fā)?設(shè)計規(guī)范的形成設(shè)計人員:明確游戲中需要包含的元素開發(fā)人員:評價游戲元素的被實現(xiàn)的可行性最終的開發(fā)是一個相互妥協(xié)的過程,取決于技術(shù)力度開發(fā)周期和所需投入可利用的資源強度游戲=引擎Engine+資源引擎（程序代碼）資源（圖像，聲音，動畫等）

游戲前期開發(fā)團隊開發(fā)團隊策劃團隊程序團隊美術(shù)團隊游戲前期開發(fā)團隊—開發(fā)團隊資料管理ResourceManagement行政管理Administration專案管理ProjectManagement專案管理執(zhí)行ProjectManagement游戲前期開發(fā)團隊—策劃團隊故事設(shè)計Storytelling腳本設(shè)計Scripting玩法設(shè)計GamePlayDesign關(guān)卡設(shè)計LevelDesign數(shù)值設(shè)定NumericalSetupAI設(shè)計GameAI(ArtificialIntelligence)音樂設(shè)定SoundFXSetup場景設(shè)定SceneSetup游戲前期開發(fā)團隊—程序團隊游戲程序GameProgram游戲開發(fā)工具GameTools游戲引擎開發(fā)GameEngineDevelopment網(wǎng)絡(luò)游戲服務(wù)端開發(fā)OnlineGameSeverDevelopment游戲前期開發(fā)團隊—美術(shù)團隊場景Terrain人物Character建模Models材質(zhì)Textures動作Motion/Animation特效FX用戶界面UserInterface游戲=引擎Engine+資源引擎（程序代碼）資源（圖像，聲音，動畫等）

建模第一步:繪制原畫建模第二步:在計算機中創(chuàng)建模型使用三維數(shù)字化儀創(chuàng)建對象表面使用三維掃描儀創(chuàng)建對象表面使用在線三維對象數(shù)據(jù)庫利用三維軟件計算機建模方法：三維數(shù)字化儀ImmersionMicroscribe3D計算機建模方法：三維數(shù)字化儀缺點：工作范圍有限，很難適合于大型對象的建模數(shù)字化過程中一次只能處理一個點，花費的時間比較長手的顫動和跟蹤器的噪聲將精度限制在約1mm計算機建模方法：三維掃描儀掃描儀有一個數(shù)字照相激光裝置，能通過三角測量計算出到對象的距離與三維數(shù)字化儀相比，三維掃描儀是非接觸式的PolhemusFastScan3D手持式三維掃描儀計算機建模方法：三維掃描儀掃描的精度隨著離對象表面的距離增加而迅速退化，可用雷達的飛行時間數(shù)據(jù)來彌補激光數(shù)據(jù)在測距中的不足。Cyrax2500，主要用于遠距離大型對象的建模。允許掃描的最大距離為100m，可掃描從戰(zhàn)艦到建筑物在內(nèi)的各種尺寸的對象。計算機建模方法：三維掃描儀掃描得到的數(shù)據(jù)是點壯云圖的形式通過連接相鄰的點，把濃密的點壯云圖轉(zhuǎn)換成三角形網(wǎng)格進行多邊形簡化降低模型的復(fù)雜度把多邊形模型轉(zhuǎn)換成外觀改良了的NURBS參數(shù)表面格式建模模型管理模型管理包含那些用于幫助VR引擎以交互速度繪制復(fù)雜虛擬環(huán)境，同時對仿真質(zhì)量不會產(chǎn)生重大影響的技術(shù)細節(jié)等級管理單元分割建模模型管理：細節(jié)等級管理細節(jié)層次（level－of－detail，簡稱LOD）管理包括那些通過選擇對象相應(yīng)的細節(jié)等級來提高圖形流水線吞吐量的技術(shù)。靜態(tài)LOD管理自適應(yīng)的LOD管理模型管理：細節(jié)等級管理－靜態(tài)LOD管理它把場景劃分成以虛擬相機的位置為中心的同心圓區(qū)域，同心圓區(qū)域的半徑由用戶定義69,451polys2,502polys251polys76polys模型管理：細節(jié)等級管理－自適應(yīng)的LOD管理只在需要表現(xiàn)細節(jié)特征的三角形網(wǎng)格區(qū)域分裂頂點，以增加表面細節(jié)，其他區(qū)域則保持較低的細節(jié)等級。第三步:模型視覺外觀表現(xiàn)質(zhì)感的工作實際可分成為兩部分：光影和材質(zhì)光、影光：色，影色——亮、暗、高光光能——衰減、傳遞（漫反射、反彈）光的強度與距離成反比，L＝1/R2影——陰影－產(chǎn)生陰影和接受陰影光能傳遞涉及直接照明、間接照明（輔助照明和染色）對象的視覺外觀：場景光照場景的光照決定了對象表面的光強度，可分成局部光照和整體光照兩類局部場景光照孤立地處理對象和光源之間的交互，而忽略了對象之間的相互依賴關(guān)系。整體光照模擬對象之間的相互反射和陰影效果，從而得到真實感更強的場景。HaleLife2:LostCoast材質(zhì)色彩和紋理光滑和粗糙反射和折射透明發(fā)光凹凸材質(zhì)對象的視覺外觀：紋理映射紋理給VR帶來的好處：增加了場景的細節(jié)等級和真實感能基于透視變換提供較好的三維空間線索紋理的使用極大地減少了場景中多邊形的數(shù)量，因此可以提高幀刷新率Shaderlanguage程序應(yīng)用于紋理映射基本紋理加上3個印花紋理加上漫反射光照加上鏡面光照加上mark紋理映射減少了場景中多邊形的數(shù)量對象的視覺外觀：多紋理映射把第二副紋理作用在第一次紋理映射的輸出上，然后把結(jié)果保存在幀緩沖器中凹凸紋理光線映射第四步:設(shè)置模型對象的動作骨骼設(shè)置骨骼設(shè)置第五步:特效第六步:用戶界面略賽車的引擎決定著賽車的性能和穩(wěn)定性，賽車的速度、操縱感這些直接與車手相關(guān)的指標都是建立在引擎的基礎(chǔ)上的

游戲的引擎玩家所體驗到的劇情、關(guān)卡、美工、音樂、操作等內(nèi)容都是由游戲的引擎直接控制的,把游戲中的所有元素捆綁在一起HaleLife2:LostCoast虛幻引擎3+Speedtree引擎創(chuàng)造的出奇跡引擎的作用引擎是用于控制所有游戲功能的主程序，從計算碰撞、物理系統(tǒng)和物體的相對位置，到接受玩家的輸入，以及按照正確的音量輸出聲音等等。同一人物在兩代《半條命》中的表現(xiàn)引擎的作用光影效果動畫物理系統(tǒng)--碰撞探測渲染玩家與電腦之間的溝通

引擎相當于游戲的框架，框架打好后，關(guān)卡設(shè)計師、建模師、動畫師只要往里填充內(nèi)容就可以了。

《帝國時代3》物理系統(tǒng)--碰撞探測物理引擎就是負責(zé)計算場景里面物體之間互相作用效果的程序，物理引擎越完美，游戲就越顯得接近真實拿起筐，你甚至還可以用鼠標將罐子“甩”出來兩個最重要的物理引擎HavokPhysics引擎NovodeX引擎Havok物理引擎

帝國3、半條命2、F.E.A.R、光暈2等都使用了其Havok物理引擎HavokPhysics引擎HavokPhysics引擎讓其中的人體可以根據(jù)不同的受力擺出這種姿勢，而且完全和周圍的地形環(huán)境結(jié)合在一起《帝國時代3》《帝國時代3》《英雄連》

HavokPhysics物理引擎

Havok公司剛剛發(fā)布了最新的Havok4.0開發(fā)工具套件。新的套件包括現(xiàn)有的HavokPhysics及Havok

Animationtools，并加入了新的HavokBehavior和HavokFX組件。HavokBehavior能為游戲加入基于物理特性的互動角色行為以增加游戲真實性。HavokFX則將利用ATi和nVIDIAGPU強大的圖形處理能力，用于物理計算并獲得更真實的游戲體驗。Havok4.0SDK兼容索尼PS3以及微軟64位操作系統(tǒng)，提供更為輕松的多平臺開發(fā)體驗。

渲染基于法線貼圖的渲染高多邊形模型低多邊形模型低多邊形角色實時光影效果PhysX物理引擎被AGEIA收購前叫NovodeX物理引擎NovodeX物理引擎NovodeX支持速度、加速度和彈性碰撞等物理概念，并且含有布娃娃系統(tǒng)令人物動作更加逼真

PhysX

物理引擎PhysX

物理引擎“布娃娃”系統(tǒng)

PhysX

物理引擎復(fù)雜而強大的聲音仿真效果是PhysX物理引擎的另一亮點，它不僅能夠模擬出音調(diào)隨著發(fā)音物體的速度而變化的多普勒效應(yīng)（最明顯的例子是運動著的火車汽笛聲調(diào)會變的現(xiàn)象）甚至連同一物體中材質(zhì)不同的位置也能夠發(fā)出不同的聲音。物理引擎vsPPU（物理處理單元）

PPU的一個互動式Demo，液體傾瀉到一輛汽車上面的超真實效果玩家與電腦之間的溝通略3D游戲引擎進化史

1992年，3DRealms公司/Apogee公司發(fā)布了一款只有2兆多的小游戲——《德軍司令部》（Wolfenstein3D）它在X軸和Y軸的基礎(chǔ)上增加了一根Z軸，在由寬度和高度構(gòu)成的平面上增加了一個向前向后的縱深空間Doom引擎

Doom引擎是第一個被用于授權(quán)的引擎

Build引擎

肯·西爾弗曼于1994年為3DRealms公司開發(fā)的Build引擎是一個重要的里程碑，Build引擎的“肉身”就是那款家喻戶曉的《毀滅公爵》已經(jīng)具備了今天第一人稱射擊游戲的所有標準內(nèi)容，如跳躍、360度環(huán)視以及下蹲和游泳等特性Quake引擎idSoftware公司Quake引擎是當時第一款完全支持多邊形模型、動畫和粒子特效的真正意義上的3D引擎

QuakeII引擎通過引擎授權(quán)所獲得的收入至少有一千萬美元此時的引擎已經(jīng)從一種單純的工具變成了一塊令人垂涎欲滴的肥肉

Unreal引擎

EpicMegagames公司（即現(xiàn)在的Epic游戲公司）是使用最廣的一款引擎Unreal引擎的應(yīng)用范圍不限于游戲制作，還涵蓋了教育、建筑等其它領(lǐng)域

3D引擎方面也逐漸出現(xiàn)了單獨專注于某個領(lǐng)域的產(chǎn)品SpeedTree是專門負責(zé)在游戲中“栽種”樹木的程序，它不僅能夠營造出非常真實的樹木和森林效果，而且可以作為“零件”方便的嵌入到其他渲染引擎當中，為任何一款游戲帶去優(yōu)秀的畫面。

動態(tài)風(fēng)效果示意圖動態(tài)調(diào)整多邊形開發(fā)人員可以使用SpeedTreeCAD進行樹木建模，然后導(dǎo)入到3DSMax、Maya等開發(fā)環(huán)境中去加工細節(jié)和陰影等特效，最后將其作為資源交給引擎去處理。而SpeedTree之需要一層類似中間件的環(huán)境就可以嵌入第三方的渲染引擎當中去。

《上古卷軸4：湮滅》游戲引擎顛峰實力:虛幻引擎3Unreal

集合了多項優(yōu)秀引擎和技術(shù)為一體的“超級引擎”SpeedTreeNovodeX物理引擎可視化交互式開發(fā)環(huán)境UnrealEd虛幻引擎3大作UT2007

游戲的圖像發(fā)展到《虛幻》這里已經(jīng)達到了一個天花板的高度，接下去的發(fā)展方向很明顯不可能再朝著視覺方面進行下去。

兩部劃時代的作品同時出現(xiàn)在1998年——Valve公司的《半條命》（Half-Life）和LookingGlass工作室的《神偷：暗黑計劃》（Thief：TheDarkProject），《半條命》采用的是Quake和QuakeII引擎的混合體兩個很重要的特性：一是腳本序列技術(shù);對人工智能引擎的改