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候我們常常會碰見“引擎”（Engine）這個單詞，引擎在游戲中究竟起著什么樣的作用？它的進化對于游戲的發(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入游戲行業(yè)的小菜和未進入游戲行業(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的引擎，大家知道，引擎是賽車的心臟，決定著賽車的性能和穩(wěn)定性，賽車的速度、操縱感這些直接與車手相關的指標都是建立在引擎的基礎上的。游戲也是如此，玩

2、家所體驗到的劇情、關卡、美工、音樂、操作等內(nèi)容都是由游戲的引擎直接控制的，它扮演著中場發(fā)動機的角色，把游戲中的所有元素捆綁在一起，在后臺指揮它們同時、有序地工作。簡單地說，引擎就是“用于控制所有游戲功能的主程序，從計算碰撞、物理系統(tǒng)和物體的相對位置，到接受玩家的輸入，以及按照正確的音量輸出聲音等等。”可見，引擎并不是什么玄乎的東西，無論是2D游戲還是3D游戲，無論是角色扮演游戲、即時策略游戲、冒險解謎游戲或是動作射擊游戲，哪怕是一個只有

3、1兆的小游戲，都有這樣一段起控制作用的代碼。經(jīng)過不斷的進化，如今的游戲引擎已經(jīng)發(fā)展為一套由多個子系統(tǒng)共同構(gòu)成的復雜系統(tǒng)，從建模、動畫到光影、粒子特效，從物理系統(tǒng)、碰撞檢測到文件管理、網(wǎng)絡特性，還有專業(yè)的編輯工具和插件，幾乎涵蓋了開發(fā)過程中的所有重要環(huán)節(jié)，以下就對引擎的一些關鍵部件作一個簡單的介紹。首先是光影效果，即場景中的光源對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、反射等基本的光學原理以及動態(tài)光源、彩色光源

4、等高級效果都是通過引擎的不同編程技術實現(xiàn)的。其次是動畫，目前游戲所采用的動畫系統(tǒng)可以分為兩種：一是骨骼動畫系統(tǒng)，一是模型動畫系統(tǒng)，前者用內(nèi)置的骨骼帶動物體產(chǎn)生運動，比較常見，后者則是在模型的基礎上直接進行變形。引擎把這兩種動畫系統(tǒng)預先植入游戲，方便動畫師為角色設計豐富的動作造型。引擎的另一重要功能是提供物理系統(tǒng)，這可以使物體的運動遵循固定的規(guī)律，例如，當角色跳起的時候，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、車輛的顛簸方式也都是由物理系統(tǒng)決定的。碰撞探測是物理系統(tǒng)的核心部分，它可以探測游戲中各物體的物理邊緣。當兩個3D物體撞在一起的時候，這種技術可以防止它們相互穿過，這就確保了當你撞在墻上的時候，不會穿墻而過，也不會把墻撞倒，因為碰撞探測會根據(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3D模型制作完畢之后，美工會按照不同的面把材質(zhì)貼圖賦予模型，這相當于為骨骼蒙上皮膚，最后再

6、通過渲染引擎把模型、動畫、光影、特效等所有效果實時計算出來并展示在屏幕上。渲染引擎在引擎的所有部件當中是最復雜的，它的強大與否直接決定著最終的輸出質(zhì)量。引擎還有一個重要的職責就是負責玩家與電腦之間的溝通，處理來自鍵盤、鼠標、搖桿和其它外設的信號。如果游戲支持聯(lián)網(wǎng)特性的話，網(wǎng)絡代碼也會被集成在引擎中，用于管理客戶端與服務器之間的通信。通過上面這些枯燥的介紹我們至少可以了解到一點：引擎相當于游戲的框架，框架打好后，關卡設計師、建模師、動畫師

7、只要往里填充內(nèi)容就可以了。因此，在3D游戲的開發(fā)過程中，引擎的制作往往會占用非常多的時間，《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。事實上，《德軍司令部》并非第一款采用第一人稱視角的游戲，在它發(fā)售前的幾個月，igin公司就已經(jīng)推出了一款第一人稱視角的角色扮演游戲——《創(chuàng)世紀：地下世界》（UltimaUnderw

8、ld），這款角游戲采用了類似的技術，但它與Wolfenstein3D引擎之間有著相當大的差別，舉例來說，《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引擎都無法做到，而且從畫面上看，《德軍司令部》更接近漫畫風格而不是傳統(tǒng)的像素畫面。盡管從技術細節(jié)上看，Wolfenstein3D引擎比不上《創(chuàng)世紀：地下世界》的引擎，但它卻更好地利用了第一人稱

9、視角的特點，快速火爆的游戲節(jié)奏使人們一下子記住了“第一人稱射擊游戲”這個單詞，而不是“第一人稱角色扮演游戲”。《德軍司令部》后來還發(fā)布過一款名義上的續(xù)集——《三元的崛起》（RiseoftheTriad），這款游戲在Wolfenstein3D引擎的基礎上增加了許多重要特性，包括跳躍和抬頭低頭等動作。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射擊游戲——《毀滅戰(zhàn)士》（Doom）。Doom引擎在技術

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，也就是說你只能筆直地前進或后退，這些局限在《毀滅戰(zhàn)士》中都得到了突破。盡管游戲的關卡還是維持在2D平面上進行制作，沒有“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、塔樓和戶外等各種場景成為可能。由于Doom引擎本質(zhì)上依然是二維的，因此可以做到同時在屏幕上顯示大量角色而不影響游

11、戲的運行速度，這一特點為游戲創(chuàng)造出了一種瘋狂刺激的動作風格，在這方面迄今為止大約只有《英雄薩姆》（SeriousSam）系列能與之相比，除此之外還沒有哪款3D引擎能在大批敵人向你涌來的時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射擊游戲都在積極地培養(yǎng)玩家的戰(zhàn)術運用能力、提高玩家的射擊準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引擎缺乏足夠的細節(jié)度，但開發(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、純熟的設計技巧實在令人贊嘆。不過更值得紀念的是，Doom引擎是第一個被用于授權的引擎。1993年底，Raven公司采用改進后的Doom引擎開發(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。1994年Raven公司采用Doom引擎開發(fā)《異教徒》（Heretic），為引擎增加了飛行的特性，成為跳躍動作的前身。1995年Raven公司采用Doom引擎開發(fā)《毀滅巫師》（Hexen），加入了新的音效技術

13、、腳本技術以及一種類似集線器的關卡設計，使你可以在不同關卡之間自由移動。Raven公司與idSoftware公司之間的一系列合作充分說明了引擎的授權無論對于使用者還是開發(fā)者來說都是大有裨益的，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?！稓鐟?zhàn)士》系列本身就相當成功，大約賣了350萬套，而授權費又為idSoftware公司帶來了一筆可觀的收入。在此之前引擎只是作為一種自產(chǎn)自銷的開發(fā)工具，從來沒有哪家游戲商考慮過依靠引擎賺