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达内游戏开发大师的经验分享:3D游戏引擎开发研究与实践

  • 时间:2017-06-28
  • 发布:达内
  • 来源:unity3d培训

很多游戏开发者认为自己能写逻辑就等于掌握了游戏开发技术,引擎对自己来说无足轻重,这种想法是有问题的。首先你写逻辑是在引擎的基础上写,其次如果你对引擎一无所知,非常不利于你去深入理解逻辑开发。相反如果你对引擎有深入的研究,你调用引擎提供的接口时可以很清楚的知道其内部是如何实现的,这样有助于写一些引擎的辅助功能算法,提升自己的编程能力。

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我以前在网龙工作时,项目组就有一位逻辑程序员在做功能时,需要在原有引擎接口的基础上增加一些算法编程以满足游戏玩法,当时他并没有求助引擎组的同事,而是自己写出来了,因为他自己平时就喜欢钻研3D游戏引擎,了解引擎接口内部是如何实现的,这本身就证明了他的编程能力。最后将其吸纳到拥有公司最核心技术的引擎项目组,薪酬和职位同时得到了提升。因为在公司里面会写算法或者会GPU编程的人相对来说非常少,如果你掌握了3D引擎开发技术不仅对于逻辑开发更加有利,而且对于你技能提升帮助非常大。

学习3D引擎需要经历一个由浅入深的过程,首先你要了解最基本的一些3D知识,比如固定流水线,可编程流水线,3D模型结构,骨骼动画等这些知识,并且能利用Dirct3D或者OPENGL或者OPENGLES这些图形库中任何一个,做个简单的Demo。通过Demo了解程序运行的原理后,再尝试封装一些简单算法,一些常用函数,利用这个简单封装做一款小的游戏Demo。最后再研究一下GPU编程比如CG、HLSL语言的语法,在GPU编程的基础上再学习一些大型游戏开发中常用的算法,比如PSSM实时阴影算法,Bloom算法等这些与Shader编程紧密相关的后处理渲染算法。

目前各大游戏公司比如网易,腾讯,EA,任天堂等国内外知名的IT公司,还有许多新兴的VR/AR公司非常紧缺3D引擎资深程序或者图形学引擎开发人员,开出了非常诱人的薪水和待遇,从中可以看出目前游戏市场对于这类人才需求还是非常紧缺的。这正是一个学习3D引擎开发的好机会,俗话说,“机不可失,时不我待”。

再次,现在的3D游戏引擎渲染都是基于DirectX或者是OPENGL、OPENGLES这些图形库完成的,这就需要开发者能够熟练的使用图形库的接口开发程序,在当前移动端跨平台非常火热的情况下,建议大家学习OPENGL图形库。3D引擎的核心功能就是对游戏的场景渲染和物体的材质渲染,对于材质中有Alpha通道的要做特殊处理,Alpha通道就是说材质有透明的部分。在移动端为了减少透明材质的消耗,会通过GPU编程在Shader中进行处理,比如把有Alpha通道的图片切分成无Alpha通道和有Alpha通道的图片,通过Shader编程将其再合在一起。场景渲染使用的是后处理渲染效果,比如Bloom、Blur、Ssao、Pssm等等。这些效果实现与GPU编程息息相关,要求大家至少掌握GLSL、HLSL或者CG这些基于显卡GPU编程语言的一种。

最后是图形学算法,游戏要实现一些逼真的效果离不开算法的支持,比如柔体的模拟,刚体碰撞效果以及曲线插值算法等。学习图形学算法,建议大家看一下《算法导论》这本非常经典的书籍,以上说的这些是引擎中比较深层次的知识点。另外在框架设计方面,需要掌握设计模式里常用的比如工厂模式,单件模式,状态模式,MVC模式等。设计模式的使用不是靠死记硬背,需要将其灵活运用到项目开发中,这样才能逐步深入领会其设计精髓。初学者在使用设计模式的过程中会出现一个误区:千万不要为了使用设计模式而使用设计模式,过度的使用会得到适得其反的效果,凡事要把握一个度。以前公司的同事为了使用设计模式,不论设计什么模块都要用设计模式,最后导致在模块扩充时出现了很多问题,举这个例子是告诉读者好东西也不能乱用。笔者从没有在做架构设计时去特意考虑用哪种设计模式,都是顺其自然的使用,真正的用剑高手,可以做到手中无剑,心中有剑的境界。

以上四点是笔者对3D游戏引擎开发的心得体会,建议大家循序渐进的学习,优先掌握第一、第二点,其次第三点,最后是图形学算法,由易到难的学习。希望读者通过本书的学习,能够对引擎开发有更深入的理解,写出更好的3D游戏引擎或者更好的渲染算法。

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