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游戲引擎學習筆記分享: 解密游戲引擎的奧秘、設計和實現(xiàn)

發(fā)布時間：2024-06-21 13:59:49 瀏覽量：149次

從小到大，雖然玩過的游戲不少，但是從寫程序開始，目前為此僅僅寫過2個游戲。其一是2011年在MTK平臺下寫的貪食蛇，其二是2010年在嵌入式開發(fā)板上寫過一個迷宮的游戲。第一個代碼量大概有3000行左右，第二個有2000行左右。

這2個游戲都很簡單，而且網(wǎng)上有很多現(xiàn)成的例子可供參考，因此難度也比較低。

這2天把拖延了好久的《Android應用開發(fā)揭秘》的游戲引擎的那一章看完了，收獲還是很大，在此寫一篇讀書筆記。

關于Game Engine，我能想到的幾個問題：

  1. 游戲引擎是什么？
  2. Game Engine是為了解決什么問題？
  3. Game Engine的架構(gòu)是什么？
  4. 如何設計一款游戲引擎？
  5. 游戲引擎包含哪些模塊？

下面就來探討幾個問題：

一、Game Engine是什么？

游戲產(chǎn)業(yè)在全球來看是一個很大的產(chǎn)業(yè)，一款游戲大作包含了非常多的元素。游戲涉及到劇情、人物、任務、關卡、地圖、畫質(zhì)、美術、音樂、網(wǎng)絡等多種元素。開發(fā)一款游戲?qū)嶋H上需要耗費非常多的資源，據(jù)說North Star的《GTA V》耗資幾億美元。正因為如此，在開發(fā)項目過程中，盡可能復用之前項目成功的東西就非常重要。

一款游戲中，Game Engine直接控制著劇情、關卡、美工、音樂、操作等內(nèi)容，將游戲的所有元素捆綁在一起。

一般來說，一款Game Engine需要包含以下模塊：

  1. 基本框架（渲染、邏輯、物理 等等各部分如何組裝）
  2. 資源管理
  3. 渲染
  4. 基本邏輯（網(wǎng)游還要解決邏輯的同步問題）
  5. 物理（有時候和邏輯合并）

-----------分割線，以下是重要但較為獨立的部分-------------

  1. UI
  2. 音樂音效
  3. 網(wǎng)絡
  4. 腳本（有些類型的游戲引擎需要腳本和邏輯的關聯(lián)性非常強，有些腳本則比較獨立）

二、Game Engine為了解決什么問題？

Game Engine實際上有效的減少開發(fā)者編寫程序時的冗余勞動，同時增強游戲的可移植性。

Engine就是游戲的框架，我們需要往框架中填充內(nèi)容就可以形成一個游戲。

引擎，就是一系列的工具和生產(chǎn)鏈，像Unreal 3，Unity這樣的成熟引擎，用起來非常方便，就是因為它的關卡/場景編輯器十分宜用，支持多種腳本語言。這類引擎運用恰當?shù)脑挘碚撋夏軐㈥P卡調(diào)試和物件流水線的大部分工作從程序員那里完全移出。

三、Game Engine的架構(gòu)

游戲 = 引擎(程序) + 資源(圖像、聲音、動畫等)

目前的Game Engine的架構(gòu)都是Model-View-Controller架構(gòu)，邏輯和顯示分開，由一個邏輯控制流來協(xié)調(diào)Client的請求和Server的行動。

  1. View: 負責界面回執(zhí)
  2. Controller：處理工作流程的創(chuàng)建和種植，用戶輸入，各種事件的處理
  3. Model: 模型、邏輯，程序的功能實現(xiàn)

消息循環(huán)->更新數(shù)據(jù)->繪制各節(jié)點 這是繪制的基本結(jié)構(gòu)基本不會有大的改變。

各種引擎的變種很大部分是在游戲邏輯上的封裝。腳本也好，直接寫代碼也好。比如較為古老的數(shù)據(jù)與函數(shù)分離，以C語言為代表。大行其道的類結(jié)構(gòu)。以c++為代表。以及現(xiàn)在光環(huán)日耀的CBSE，基于組件的架構(gòu)

四、如何設計一款游戲引擎？

4.1 結(jié)構(gòu)設計及功能設計

Game Engine的設計包括結(jié)構(gòu)設計、功能設計及注意事項。

Game Engine包括圖形引擎、腳本引擎、物理引擎、工具模塊、音效引擎、網(wǎng)絡組件、事件組件等。

Android游戲主要包括一個Activity類、流程控制類、游戲線程類和游戲?qū)ο箢?。Activity類是游戲的執(zhí)行單元，負責游戲生命周期的控制。

流程控制：提供在游戲中多個界面之間切換方法；

游戲線程：不斷監(jiān)測可能發(fā)生的各種事件，計算游戲狀態(tài)，刷新屏幕。

4.2 注意事項：

手機游戲的主要問題是硬件限制及電池瓶頸。CPU及內(nèi)存不足，屏幕大小，音效等多方面限制，在設計時需要注意這些方面。

五、實現(xiàn)一款游戲引擎

游戲引擎只是一款炒菜的炒菜鍋，但有了好的炒菜鍋不一定能保證炒出好的菜。

游戲引擎的實現(xiàn)就很復雜了，需要按照上一節(jié)的架構(gòu)及功能設計去編碼實現(xiàn)，目前絕大部分都是面向?qū)ο缶幊?，設計好各種類。比如人物、NPC、道具、動畫、動植物等等。有余力的同學可以去研究研究。

最近流行的一些游戲，其實也不需要多么NB的游戲引擎，充分發(fā)掘用戶的痛點才能設計出一款好的游戲。

目前有很多開源的Game Engine可供大家研究，比如Unity3D, Box2D等，大家可以去網(wǎng)上搜索并研究。

六、對手機游戲的展望

這2年玩過的手機游戲也不少，我也來談談一款好的手機游戲應該具備哪些特征：

  1. 上手容易，精通不易，且玩且珍惜。手游面向的是大眾，所以上手難的游戲就一律pass，必須保證游戲具有簡單性，讓玩家一安裝就可以玩的；
  2. 可中斷，時間短。一般玩游戲，都是在公交地鐵上等碎片時間里，所以提供的是短時間的娛樂效果，允許在游戲和工作模式之間順利切換；
  3. 必須加入SNS元素：一款好的手游應該具有社交元素，可以加入LBS尋找周圍的玩家，或和好友一起玩游戲及互動，抑或者認識新的好友。因為手游都很簡單，所以要留住玩家，加入SNS可以留住玩家；
  4. 充分利用手機的各項優(yōu)點：手機的優(yōu)點比如便攜性，私密性，即使抵達。手機是我們身體的延伸，所以一款好的游戲應該充分利用手機的一些傳感器、攝像頭、網(wǎng)絡、藍牙，找出特點，以便設計出一款優(yōu)秀的游戲。
  5. ...

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