讓你徹底明白什么叫游戲引擎

1、在閱讀各種游戲介紹的時(shí)候我們常常會(huì)碰見(jiàn)“引擎”（Engine）這個(gè)單詞，引擎在游戲中究竟起著什么樣的作用？它的進(jìn)化對(duì)于游戲的發(fā)展產(chǎn)生了哪些影響？希望下面這篇文章能為大家釋疑。以希望能夠幫助一些剛進(jìn)入游戲行業(yè)的小菜和未進(jìn)入游戲行業(yè)的大菜們!一、什么是引擎一、什么是引擎我們可以把游戲的引擎比作賽車(chē)的引擎，大家知道，引擎是賽車(chē)的心臟，決定著賽車(chē)的性能和穩(wěn)定性，賽車(chē)的速度、操縱感這些直接與車(chē)手相關(guān)的指標(biāo)都是建立在引擎的基礎(chǔ)上的。游戲也是如此，玩

2、家所體驗(yàn)到的劇情、關(guān)卡、美工、音樂(lè)、操作等內(nèi)容都是由游戲的引擎直接控制的，它扮演著中場(chǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)的角色，把游戲中的所有元素捆綁在一起，在后臺(tái)指揮它們同時(shí)、有序地工作。簡(jiǎn)單地說(shuō)，引擎就是“用于控制所有游戲功能的主程序，從計(jì)算碰撞、物理系統(tǒng)和物體的相對(duì)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?！笨梢?jiàn)，引擎并不是什么玄乎的東西，無(wú)論是2D游戲還是3D游戲，無(wú)論是角色扮演游戲、即時(shí)策略游戲、冒險(xiǎn)解謎游戲或是動(dòng)作射擊游戲，哪怕是一個(gè)只有

3、1兆的小游戲，都有這樣一段起控制作用的代碼。經(jīng)過(guò)不斷的進(jìn)化，如今的游戲引擎已經(jīng)發(fā)展為一套由多個(gè)子系統(tǒng)共同構(gòu)成的復(fù)雜系統(tǒng)，從建模、動(dòng)畫(huà)到光影、粒子特效，從物理系統(tǒng)、碰撞檢測(cè)到文件管理、網(wǎng)絡(luò)特性，還有專(zhuān)業(yè)的編輯工具和插件，幾乎涵蓋了開(kāi)發(fā)過(guò)程中的所有重要環(huán)節(jié)，以下就對(duì)引擎的一些關(guān)鍵部件作一個(gè)簡(jiǎn)單的介紹。首先是光影效果，即場(chǎng)景中的光源對(duì)處于其中的人和物的影響方式。游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(xué)原理以及動(dòng)態(tài)光源、彩色光源

4、等高級(jí)效果都是通過(guò)引擎的不同編程技術(shù)實(shí)現(xiàn)的。其次是動(dòng)畫(huà)，目前游戲所采用的動(dòng)畫(huà)系統(tǒng)可以分為兩種：一是骨骼動(dòng)畫(huà)系統(tǒng)，一是模型動(dòng)畫(huà)系統(tǒng)，前者用內(nèi)置的骨骼帶動(dòng)物體產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，比較常見(jiàn)，后者則是在模型的基礎(chǔ)上直接進(jìn)行變形。引擎把這兩種動(dòng)畫(huà)系統(tǒng)預(yù)先植入游戲，方便動(dòng)畫(huà)師為角色設(shè)計(jì)豐富的動(dòng)作造型。引擎的另一重要功能是提供物理系統(tǒng)，這可以使物體的運(yùn)動(dòng)遵循固定的規(guī)律，例如，當(dāng)角色跳起的時(shí)候，系統(tǒng)內(nèi)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

5、軌跡、車(chē)輛的顛簸方式也都是由物理系統(tǒng)決定的。碰撞探測(cè)是物理系統(tǒng)的核心部分，它可以探測(cè)游戲中各物體的物理邊緣。當(dāng)兩個(gè)3D物體撞在一起的時(shí)候，這種技術(shù)可以防止它們相互穿過(guò)，這就確保了當(dāng)你撞在墻上的時(shí)候，不會(huì)穿墻而過(guò)，也不會(huì)把墻撞倒，因?yàn)榕鲎蔡綔y(cè)會(huì)根據(jù)你和墻之間的特性確定兩者的位置和相互的作用關(guān)系。渲染是引擎最重要的功能之一渲染是引擎最重要的功能之一，當(dāng)3D模型制作完畢之后，美工會(huì)按照不同的面把材質(zhì)貼圖賦予模型，這相當(dāng)于為骨骼蒙上皮膚，最后再

6、通過(guò)渲染引擎把模型、動(dòng)畫(huà)、光影、特效等所有效果實(shí)時(shí)計(jì)算出來(lái)并展示在屏幕上。渲染引擎在引擎的所有部件當(dāng)中是最復(fù)雜的，它的強(qiáng)大與否直接決定著最終的輸出質(zhì)量。引擎還有一個(gè)重要的職責(zé)就是負(fù)責(zé)玩家與電腦之間的溝通，處理來(lái)自鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、搖桿和其它外設(shè)的信號(hào)。如果游戲支持聯(lián)網(wǎng)特性的話(huà)，網(wǎng)絡(luò)代碼也會(huì)被集成在引擎中，用于管理客戶(hù)端與服務(wù)器之間的通信。通過(guò)上面這些枯燥的介紹我們至少可以了解到一點(diǎn)：引擎相當(dāng)于游戲的框架，框架打好后，關(guān)卡設(shè)計(jì)師、建模師、動(dòng)畫(huà)師

7、只要往里填充內(nèi)容就可以了。因此，在3D游戲的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，引擎的制作往往會(huì)占用非常多的時(shí)間，《馬科Wolfenstein3D引擎的作者是大名鼎鼎的約翰卡馬克，這位idSoftware公司的首席程序師正是憑借這款Wolfenstein3D引擎在游戲圈里站穩(wěn)了腳跟。事實(shí)上，《德軍司令部》并非第一款采用第一人稱(chēng)視角的游戲，在它發(fā)售前的幾個(gè)月，igin公司就已經(jīng)推出了一款第一人稱(chēng)視角的角色扮演游戲——《創(chuàng)世紀(jì)：地下世界》（UltimaUnderw

8、ld），這款角游戲采用了類(lèi)似的技術(shù)，但它與Wolfenstein3D引擎之間有著相當(dāng)大的差別，舉例來(lái)說(shuō)，《地下世界》的引擎支持斜坡，地板和天花板可以有不同的高度，分出不同的層次，玩家可以在游戲中跳躍，可以抬頭低頭，這些特性Wolfenstein3D引擎都無(wú)法做到，而且從畫(huà)面上看，《德軍司令部》更接近漫畫(huà)風(fēng)格而不是傳統(tǒng)的像素畫(huà)面。盡管從技術(shù)細(xì)節(jié)上看，Wolfenstein3D引擎比不上《創(chuàng)世紀(jì)：地下世界》的引擎，但它卻更好地利用了第一人稱(chēng)

9、視角的特點(diǎn)，快速火爆的游戲節(jié)奏使人們一下子記住了“第一人稱(chēng)射擊游戲”這個(gè)單詞，而不是“第一人稱(chēng)角色扮演游戲”?！兜萝娝玖畈俊泛髞?lái)還發(fā)布過(guò)一款名義上的續(xù)集——《三元的崛起》（RiseoftheTriad），這款游戲在Wolfenstein3D引擎的基礎(chǔ)上增加了許多重要特性，包括跳躍和抬頭低頭等動(dòng)作。引擎誕生初期的另一部重要游戲同樣是出自idSoftware公司的一款非常成功的第一人稱(chēng)射擊游戲——《毀滅戰(zhàn)士》（Doom）。Doom引擎在技術(shù)

10、上大大超越了Wolfenstein3D引擎，《德軍司令部》中的所有物體大小都是固定的，所有路徑之間的角度都是直角，也就是說(shuō)你只能筆直地前進(jìn)或后退，這些局限在《毀滅戰(zhàn)士》中都得到了突破。盡管游戲的關(guān)卡還是維持在2D平面上進(jìn)行制作，沒(méi)有“樓上樓”的概念，但墻壁的厚度可以為任意，并且路徑之間的角度也可以為任意，這使得樓梯、升降平臺(tái)、塔樓和戶(hù)外等各種場(chǎng)景成為可能。由于Doom引擎本質(zhì)上依然是二維的，因此可以做到同時(shí)在屏幕上顯示大量角色而不影響游

11、戲的運(yùn)行速度，這一特點(diǎn)為游戲創(chuàng)造出了一種瘋狂刺激的動(dòng)作風(fēng)格，在這方面迄今為止大約只有《英雄薩姆》（SeriousSam）系列能與之相比，除此之外還沒(méi)有哪款3D引擎能在大批敵人向你涌來(lái)的時(shí)候依然保持游戲的流暢，這也是為什么如今市面上的大部分第一人稱(chēng)射擊游戲都在積極地培養(yǎng)玩家的戰(zhàn)術(shù)運(yùn)用能力、提高玩家的射擊準(zhǔn)確率而拒絕濫砍濫殺的主要原因之一。值得一提的是，盡管Doom引擎缺乏足夠的細(xì)節(jié)度，但開(kāi)發(fā)者仍然在《毀滅戰(zhàn)士》中表現(xiàn)出了驚人的環(huán)境效果，其

12、純熟的設(shè)計(jì)技巧實(shí)在令人贊嘆。不過(guò)更值得紀(jì)念的是，Doom引擎是第一個(gè)被用于授權(quán)的引擎。1993年底，Raven公司采用改進(jìn)后的Doom引擎開(kāi)發(fā)了一款名為《投影者》（ShadowCaster）的游戲，這是游戲史上第一例成功的嫁接手術(shù)。1994年Raven公司采用Doom引擎開(kāi)發(fā)《異教徒》（Heretic），為引擎增加了飛行的特性，成為跳躍動(dòng)作的前身。1995年Raven公司采用Doom引擎開(kāi)發(fā)《毀滅巫師》（Hexen），加入了新的音效技術(shù)

13、、腳本技術(shù)以及一種類(lèi)似集線(xiàn)器的關(guān)卡設(shè)計(jì)，使你可以在不同關(guān)卡之間自由移動(dòng)。Raven公司與idSoftware公司之間的一系列合作充分說(shuō)明了引擎的授權(quán)無(wú)論對(duì)于使用者還是開(kāi)發(fā)者來(lái)說(shuō)都是大有裨益的，只有把自己的引擎交給更多的人去使用才能使引擎不斷地成熟起來(lái)?！稓鐟?zhàn)士》系列本身就相當(dāng)成功，大約賣(mài)了350萬(wàn)套，而授權(quán)費(fèi)又為idSoftware公司帶來(lái)了一筆可觀的收入。在此之前引擎只是作為一種自產(chǎn)自銷(xiāo)的開(kāi)發(fā)工具，從來(lái)沒(méi)有哪家游戲商考慮過(guò)依靠引擎賺