试论3d游戏引擎的研究与实现

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1、武汉理工大学硕士学位论文3D游戏引擎的研究与实现姓名：唐先辉申请学位级别：硕士专业：计算机科学与技术指导教师：杨克俭20100501武汉理工人学硕士学位论文摘要由于我国游戏产业发展迅猛，而游戏引擎在游戏开发中起着至关重要的作用，它具有很强的重用性、独立性、通用性。另外游戏引擎可以非常方便的移植到其它同类型游戏开发中，极大的缩短游戏开发周期，提高游戏开发的效率。本文对游戏引擎的特点进行了详细分析，在此基础上设计了一种游戏引擎的原型体系，并将其分为引擎内核和引擎外部接口。引擎内核主要提供场景管理，资源管理，渲染模块，物理系统，数学

2、通用库，人工智能等主要功能。引擎外部接口提供输入模块，脚本模块和音频模块。本文对此框架下3D游戏引擎的各个模块做了研究和探讨，并实现了其中的部分功能。本文所做的主要研究工作和创新性体现在以下几个方面：1)采用基于人物骨架的骨骼蒙皮方式实现人物动画。该方法解决了关节动画中的裂痕和关键帧动画的存储空间过大问题，同时兼顾了灵活性和真实感。此外，本文在骨骼动画的融合和过渡做了一些探讨。2)随着现在游戏中的物体越来越多，如果采用单一的碰撞检测算法，对于游戏场景中的物体进行碰撞检测效率比较低。在本文中尝试使用多种算法相结合，并使用逐步求精

3、的方式进行碰撞检测。3)由于图形界面在一个游戏中有着非常重要的作用和地位，本文设计并实现了一个基于静态脚本语言的GUI系统，从而使GUI编辑器和游戏引擎可以有机的结合起来。4)在文中介绍了基于Directsound的音频模块的设计和实现过程，包括对于声音的混合和播放，使用软件的方式实现了3D声音效果。此外，在研究分析的基础上，本文对一些关键问题提出了一些可能改进或实现的假设。本文实现了游戏引擎中的部分模块，经过测试，这些模块的性能基本满足实时性的要求。本文的研究工作分别得到下述项目的资助：1)国家自然科学基金项目“分布交互三维

4、视景行为一特征建模方法研究”，批准号60073057。2)国家科技型中小企业技术创新基金项目“分布式交互三维视景开发平台”，立项代码：04c26214201285，批准文号：国科发计字(2004)460号。关键词：三维游戏引擎，骨骼动画，碰撞检测，图形用户界面，音效系统AbstractAsmeg锄eindus仃yhasrapidlydeVel叩edinChiIla'3Dg锄een百neplaysaVitalr01einthedeVelopmelltofg锄efield，ithasve巧strong-eusabilitMind印

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