大場景3D游戲引擎技術(shù)研究與實現(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)。它是由許多個相互聯(lián)系但又相對獨立的子系統(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)化是重點也是難點。對它的研究和實現(xiàn),也是大場景建立的關(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,生成各種生動有趣的游戲畫面。
　　 然后介紹了兩種建立不同場景的大場景渲染技術(shù)。一個是室內(nèi)場景渲染技術(shù),一個是大規(guī)模室外場景的實時渲染技術(shù),其中包括四叉樹地形渲染技術(shù)和真實感場景渲染技術(shù)。
　　 室內(nèi)場景渲染中,提出了建立室內(nèi)場景的一種有效管理機制。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)場景。這里BSP算法研究有助于系統(tǒng)性能的優(yōu)化,對房屋的部分碰撞檢測技術(shù)和室內(nèi)物體陰影作了進一步的研究。
　　 在大規(guī)模室外場景的實時渲染中,一種基于四叉樹地形簡化算法被用于解決地形生成中大量地形三角網(wǎng)格會嚴(yán)重影響計算性能瓶頸的問題。四叉樹地形分割算法的大規(guī)模渲染機制,對場景管理起到很重要的作用。在對己有四叉樹分割算法的研究基礎(chǔ)上,提出一種改進算法。該算法首先生成一個大型的地形網(wǎng)格,用于記錄整個地形三角形網(wǎng)格的

4、結(jié)點屬性信息,包括結(jié)點位置、結(jié)點對應(yīng)的高度,結(jié)點索引等,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,對整個地形模型采取從上到下的分割方式,并設(shè)置一個最小可分尺度,在大于該尺度的情況下進行剖分。從而建立細(xì)節(jié)層次網(wǎng)格的表示方法,對動態(tài)地形網(wǎng)格模型進行大面積的簡化。在真實感場景的實時渲染中,把紋理映射和圖形的建模繪制技術(shù)用于地形可視化中,實現(xiàn)帶紋理地形的多分辨率表示和實時連續(xù)繪制。并且研究各種場景的真實效果,如天