大場(chǎng)景3D游戲引擎技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、3D游戲引擎經(jīng)過多年的發(fā)展和積累,已發(fā)展成為一套相當(dāng)成熟的用于開發(fā)3D游戲的架構(gòu)系統(tǒng)。它是由許多個(gè)相互聯(lián)系但又相對(duì)獨(dú)立的子系統(tǒng)耦合而成的復(fù)雜系統(tǒng)。在當(dāng)今游戲產(chǎn)業(yè)中,絕大部分的游戲開發(fā)都是基于引擎技術(shù),而引擎中最重要的部分是圖形引擎,要開發(fā)一個(gè)高技術(shù)含量的3D游戲,圖形引擎的開發(fā)及優(yōu)化是重點(diǎn)也是難點(diǎn)。對(duì)它的研究和實(shí)現(xiàn),也是大場(chǎng)景建立的關(guān)鍵核心技術(shù)。
　　 本文首先介紹一些有關(guān)3D引擎發(fā)展的基本概況,及國(guó)內(nèi)外常用引擎技術(shù)的研究情況和

2、引擎構(gòu)架。在此基礎(chǔ)上,進(jìn)一步介紹游戲開發(fā)中最重要的概念:幾何圖形管線技術(shù),游戲世界中的各種坐標(biāo)轉(zhuǎn)換并最終轉(zhuǎn)化成圖形像素輸出到屏幕中,生成各種生動(dòng)有趣的游戲畫面。
　　 然后介紹了兩種建立不同場(chǎng)景的大場(chǎng)景渲染技術(shù)。一個(gè)是室內(nèi)場(chǎng)景渲染技術(shù),一個(gè)是大規(guī)模室外場(chǎng)景的實(shí)時(shí)渲染技術(shù),其中包括四叉樹地形渲染技術(shù)和真實(shí)感場(chǎng)景渲染技術(shù)。
　　 室內(nèi)場(chǎng)景渲染中,提出了建立室內(nèi)場(chǎng)景的一種有效管理機(jī)制。并通過建立BSP樹數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),利用BSP的算

3、法模塊建立初步的室內(nèi)場(chǎng)景。這里BSP算法研究有助于系統(tǒng)性能的優(yōu)化,對(duì)房屋的部分碰撞檢測(cè)技術(shù)和室內(nèi)物體陰影作了進(jìn)一步的研究。
　　 在大規(guī)模室外場(chǎng)景的實(shí)時(shí)渲染中,一種基于四叉樹地形簡(jiǎn)化算法被用于解決地形生成中大量地形三角網(wǎng)格會(huì)嚴(yán)重影響計(jì)算性能瓶頸的問題。四叉樹地形分割算法的大規(guī)模渲染機(jī)制,對(duì)場(chǎng)景管理起到很重要的作用。在對(duì)己有四叉樹分割算法的研究基礎(chǔ)上,提出一種改進(jìn)算法。該算法首先生成一個(gè)大型的地形網(wǎng)格,用于記錄整個(gè)地形三角形網(wǎng)格的

4、結(jié)點(diǎn)屬性信息,包括結(jié)點(diǎn)位置、結(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的高度,結(jié)點(diǎn)索引等,高度通過高度圖來獲取,而高度圖是事先獲取的,有助于加快速度。利用這些信息,對(duì)整個(gè)地形模型采取從上到下的分割方式,并設(shè)置一個(gè)最小可分尺度,在大于該尺度的情況下進(jìn)行剖分。從而建立細(xì)節(jié)層次網(wǎng)格的表示方法,對(duì)動(dòng)態(tài)地形網(wǎng)格模型進(jìn)行大面積的簡(jiǎn)化。在真實(shí)感場(chǎng)景的實(shí)時(shí)渲染中,把紋理映射和圖形的建模繪制技術(shù)用于地形可視化中,實(shí)現(xiàn)帶紋理地形的多分辨率表示和實(shí)時(shí)連續(xù)繪制。并且研究各種場(chǎng)景的真實(shí)效果,如天