【硕士论文】游戏音频引擎的设计与实现.pdf

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1、大连理上人学专业学位硕士学位论文摘要随着IT技术的持续发展，计算机游戏在整个IT技术领域扮演的角色越来越重要，而游戏引擎则成为了计算机游戏领域中的核心技术。然而大多数关于游戏引擎的研究都集中在视频方面，在音频方面的研究比较少。因此本文介绍了一个游戏音频引擎的设计与实现。与目Ij{『人们使用的DirectX、OPEN．AL和FMOD等主要音频接口相同的是，本游戏音频引擎主要也是一个给游戏主程序调用以播放声音的中间件，主要功能有声音的播放、压缩声音格式的解压、声音内存资源的管理与回收、音量控制、3D效果、FX效果、以及异常处理等等。

2、与DirectX、OPEN．AL和FMOD等所不同的是，本引擎主要是以解决以下几个问题而设计的：要设计和实现一个音频引擎，就必须解决音频设计中的几个问题，这些问题包括现有的音频接口过于复杂、压缩声音格式的解压、声音播放的时间延迟、声音资源的管理、以及异常的处理。为了解决这些问题，本文设计了一些数据结构和算法：如为了简化音频接口而设计的声音控制器，为了减少播放时间延迟而设计的声音预取数据池和声音预测表，为了在一个很小的内存块中播放大声音文件的声音波形数据同步算法，以及为了进行异常处理而设计的几个异常处理类。另外，本文使用了大量的技

3、术来进行引擎的开发，这些技术包括有用于音频引擎底层工作的DirectX8．0，用于ogg声音文件解压的oggvorbis，用于mp3声音文件解压的libmad和madxlib，以及用于声音波形数据播放控制的Windows多线程设计技术等。同时本文也描述了本音频引擎的部署与使用的方法。最后本文也会进行一些实验室实现和测试程序进行测试以证明音频引擎真的可以解决上面所描述到的问题。关键词：计算机游戏；音频引擎；播放延迟；资源管理jjd斗地主http://www.doudizhugame.com/人连理工人学专业学位硕士学位论文1绪论1

4、．1课题研究的来源计算机游戏如同戏剧、电影一样，是一种综合艺术，并且是更高层次的综合艺术【l】。在现代社会中，计算机游戏发挥着越来越重要的作用，除了用来进行消遣和娱乐之外，计算机游戏还被应用在教学、模拟实验、汽车驾驶训练等多个方面的生活环节。在日常生活的领域之外，各国军队不断将先进技术应用于训练，开发各种计算机训练游戏，模拟真实战斗，使军官与士兵在玩游戏的同时，提高军官的指挥能力及士兵应对各种战场情况的能力【2】。这都表明着计算机游戏在现代社会中发挥着越来越重要的作用。因此，对计算机游戏进行研究是一个非常有价值的课题。对于计算机

5、游戏的研究，国外开展的时间比较长，而且研究的范围比较广泛【3】，有对计算机游戏整体设计的研究吲，有对角色扮演的计算机游戏的研究【5】，有对故事情节游戏的研究‘61，还有对某类游戏的制作的研究【71。而在国内，有关方面的研究并不是很多，因此我们有必要对计算机游戏进行一些研究。计算机游戏的设计可以大概分成以下的几个部分：①游戏故事情节或游戏方法的设计；②游戏视频界面的美工设计；③游戏视频引擎的设计；④游戏声音效果的录制；⑤游戏音频引擎的设计。游戏的故事情节是游戏的灵魂所在，而为了使游戏有华丽的界面，美工和声音录制的工作也是不能少的，

6、不过这几个方面都跟计算机科学的关系不是太大。而视频引擎和音频引擎，也可以合称为游戏引擎，则是游戏的核心部分，国外对于游戏引擎的研究是非常的多非常的广泛的，其中IDSoftware的JohnCarmark开发QUAKE2引擎则被广泛地应用在大量的游戏上，如CS，BattleField等的游戏。不过这些的游戏引擎都侧重在视频引擎上，对音频引擎的研究相对来说比较少。而如果在游戏中，只有图像而没有声音，是不可以想象的，那样的游戏，毫无疑问，用户是不会看它一眼的【引。因此，本课题将会对游戏的音频引擎进行研究，并设计出一个初步的可以使用的音

7、频引擎。而游戏的音频处理并不是一件简单的事情，它将要解决大量的难题，因此，对游戏音频引擎进行研究是一个很有意义的课题。jjd斗地主http://www.doudizhugame.com/游戏音频引擎的设计与实现1．2研究现状现在我们开发游戏的时候，对于游戏的声音的开发主要都是使用国外研究和设计的声音引擎，原因是国内做的相关工作比较少。由国内自主开发的声音引擎几乎是没有13J。目前人们使用的音频接口主要有DirectX、OPEN．AL和FMOD竺弋亍oDirectX是微软开发的在Windows平台上用于进行视频和音频开发的接口。D

8、irectX由很多组件组成，其中大部分组件都是用于视频的开发，而用于音频丌发的有以下的三个组件：DirectSound、DirectMusic、DirectShow和DirectSound3D。DirectSound是一个比较底层的通用音频处理接口，从软件层次上