游戲引擎原理及應(yīng)用

內(nèi)容概要

　　《高等學(xué)校動(dòng)漫類規(guī)劃教材：游戲引擎原理及應(yīng)用》是“教育部、文化部高等學(xué)校動(dòng)漫類規(guī)劃教材”?！陡叩葘W(xué)校動(dòng)漫類規(guī)劃教材：游戲引擎原理及應(yīng)用》主要分三部分：游戲引擎原理、Unity引擎教程、游戲引擎項(xiàng)目實(shí)踐。書中深入淺出地講解了當(dāng)前游戲引擎中使用的主流技術(shù)的原理，并結(jié)合數(shù)字游戲開發(fā)實(shí)例，講解如何在游戲創(chuàng)作中使用游戲引擎。　　《高等學(xué)校動(dòng)漫類規(guī)劃教材：游戲引擎原理及應(yīng)用》應(yīng)用面廣，可作為大中專院校游戲設(shè)計(jì)專業(yè)的教材，也可供其他專業(yè)的師生參考。

作者簡介

韓紅雷，生于山西太原，任教于中國傳媒大學(xué)動(dòng)畫與數(shù)字藝術(shù)學(xué)院，擔(dān)任游設(shè)計(jì)枝術(shù)教研室主任，參與了中國傳媒大學(xué)數(shù)字游戲設(shè)計(jì)專業(yè)從無到有、從弱到強(qiáng)的教學(xué)、科研探索過程；承擔(dān)了“游戲引擎原理及應(yīng)用”、“游戲開發(fā)程序設(shè)計(jì)基礎(chǔ)”等本科生課程，以及“游戲設(shè)計(jì)與研究”等研究生課程帶領(lǐng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)獲得“2011年度中國優(yōu)秀游戲制作人評(píng)選大賽。（CGDA）最佳游戲創(chuàng)意獎(jiǎng)”等專業(yè)獎(jiǎng)項(xiàng)。

書籍目錄

第一單元游戲引擎原理 第1章游戲引擎簡介 1.1游戲引擎的概念 1.2游戲引擎基本功能介紹 1.3游戲引擎的發(fā)展歷史 1.4主流開源游戲引擎簡介 1.5主流商業(yè)游戲引擎簡介 第2章數(shù)學(xué)基礎(chǔ) 2.1線性代數(shù) 2.2幾何 2.3數(shù)學(xué)在游戲引擎中的高級(jí)應(yīng)用 第3章角色動(dòng)畫 3.1網(wǎng)格動(dòng)畫 3.2骨骼動(dòng)畫 3.3運(yùn)動(dòng)捕捉技術(shù) 3.4逆向運(yùn)動(dòng)學(xué) 3.5布娃娃系統(tǒng) 第4章光照 4.1光源 4.2局部光照明模型 4.3全局光照明模型 4.4紋理 第5章實(shí)時(shí)陰影 5.1陰影效果的重要性 5.2本影和半影 5.3布告板方式的陰影 5.4平面陰影 5.5陰影映射 5.6陰影體 第6章游戲界面與交互 6.1用戶界面 6.2用戶交互 第7章攝像機(jī)操作 7.1基本攝像機(jī)控制 7，2第一人稱視角 7.3考慮慣性 7.4飛行模擬 7.5第三人稱攝像機(jī) 7.6電影模式攝像機(jī) 第8章場景管理 8.1層次結(jié)構(gòu) 8.2層次包圍體 8.3八叉樹 8.4BSP樹 8.5K—D樹 8.6視景剔除 8.7背向面剔除 8.8遮擋剔除 8.9LOD技術(shù) 8.10分頁技術(shù) 第9章碰撞檢測 9.1碰撞檢測的基本原理 9.2包圍球體 9.3AABB包圍盒 9.40BB包圍盒 9.5k—DOP包圍體 9.6線面相交測試 9.7直線與三角形相交測試 9.8三角形相交測試 9.9平面相交測試 第10章二維渲染技術(shù) 10.1精靈和布告板 10.2粒子系統(tǒng) 10.32.5維游戲 第11章三維渲染技術(shù) 11.1固定渲染管線 11.2繪制語言 11.3蓿色器 11.4逐像素光照 11.5凹凸映射 11.6卡通渲染 11.7環(huán)境映射 11.8水面效果 11.9地形渲染 11.10大氣渲染 11.11毛發(fā)渲染 第12章物理引擎 121常見物理引擎簡介 12.2物理引擎比較 12.3物理引擎設(shè)計(jì) 第13章人工智能 13.1人工智能控制的對(duì)象 13.2確定性Al算法 13.3有限狀態(tài)機(jī) 13.4規(guī)則系統(tǒng) 13.5路徑搜索 13.6模糊邏輯 第14章音效 14.1聲音的物理屬性 14.2多普勒效應(yīng) 14.3背景音樂 14.4三維音效 14.5數(shù)字化聲音格式 14.6游戲音效SDK應(yīng)用 第15章聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 15.1網(wǎng)絡(luò)游戲的發(fā)展歷史 15，2互聯(lián)網(wǎng)的基本原理 15.3網(wǎng)絡(luò)編程 15.4大規(guī)模多人在線游戲技術(shù) 第二單元Unity引擎教程 Unity基礎(chǔ) 16.1界面介紹 16.2自定義工作區(qū) 16.3資源 16.4創(chuàng)建場景 16.5發(fā)布 …… 第三單元游戲引擎項(xiàng)目實(shí)踐 參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

版權(quán)頁：   插圖：    都提供調(diào)試手段 可視化的調(diào)試手段在物理引擎中相當(dāng)有用，它可以讓你驗(yàn)證物理仿真數(shù)據(jù)和圖形數(shù)據(jù)的吻合程度、錯(cuò)誤的約束幀和其他問題。所以每種物理引擎基本都有自己的可視化調(diào)試手段，有些甚至有內(nèi)容制作工具，這樣游戲開發(fā)者可以直接采用可視化的手段來設(shè)計(jì)具有物理效果的游戲元素或場景。 都提供幾何處理手段 為了提高物體渲染的真實(shí)度，物體的細(xì)節(jié)通常很多，三角形數(shù)較大，所以如果采用原始的幾何模型直接參與碰撞或者其他物理仿真，那勢(shì)必導(dǎo)致效率的低下。因此一個(gè)策略是顯示時(shí)采用的模型為原始設(shè)計(jì)模型，而參與物理計(jì)算，則采用簡化的模型來表示，比如可以把原始模型簡化成球（sphere）、盒子（box）、膠囊（capsule）和凸包（Convex）。但有時(shí)候我們希望獲得高精度的碰撞效果，三角形網(wǎng)格也不得不需要。PhysX提供了Mesh Cooking的技術(shù)可以將原始的三角形網(wǎng)格進(jìn)行針對(duì)碰撞檢測的優(yōu)化，這樣復(fù)雜的網(wǎng)格數(shù)據(jù)可以事先處理好存盤。在進(jìn)行碰撞檢測時(shí)使用。 都提供了剛體運(yùn)動(dòng)仿真 剛體運(yùn)動(dòng)的仿真是一個(gè)物理引擎最基本的功能，因此每一個(gè)物理引擎都具備該功能。剛體運(yùn)動(dòng)一方面要根據(jù)受力情況結(jié)合牛頓第二定律來計(jì)算其加速度和角加速度，從而計(jì)算其速度和角速度，進(jìn)而得到剛體新的狀態(tài)。另外考慮動(dòng)量和能量守恒的準(zhǔn)則，比如在摩擦力和彈性力的作用下，剛體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的改變，因此這里每個(gè)SDK內(nèi)部都有一個(gè)求解器，主要是積分求解。最重要的是，各個(gè)SDK都提供了碰撞檢測和碰撞響應(yīng)的計(jì)算。本書有專門的章節(jié)來討論碰撞檢測的細(xì)節(jié)，但是各個(gè)引擎在具體實(shí)現(xiàn)一些碰撞檢測算法時(shí)會(huì)有區(qū)別，在效率上會(huì)存在一定的差異。但是作為物理引擎來說，其碰撞檢測都會(huì)分成Broadphase，Middlephase，Narrowphase，這樣通過粗檢、細(xì)檢的分步策略來快速排除一些不可能發(fā)生碰撞的物體。同時(shí)還有一些其他的策略來進(jìn)一步加速，如PhysX提供了一種Sleep機(jī)制，當(dāng)一個(gè)物體一定時(shí)間內(nèi)沒有發(fā)生運(yùn)動(dòng)，它將進(jìn)入休眠狀態(tài)，從而仿真計(jì)算時(shí)不用參與計(jì)算，只有當(dāng)它受到外力打破平衡時(shí)。它才會(huì)被重新喚醒。Havok提供了一種island的機(jī)制，即在仿真前會(huì)把物體分到各island上，也就是將物體分組處理。

編輯推薦

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