《3d游戏引擎构架及游戏动画渲染技术》

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1、万方数据．多媒体技术及其应用······本栏目责任编辑：唐一东3D游戏引擎构架及游戏动画渲染技术徐宇峰，刘秀珍，王革(中国地质大学艺术与传媒学院．湖北武汉430074)摘要：介绍了计算机游戏动画原理和实现方法。从应用程序访问图形硬件方式、游戏引擎结构、视频游戏动画的原理、游戏动画的显示模型、纹理映射等方面，对游戏动画作了一个全面的综述。重．最描述了追求高速度的游戏引擎在鳊程中对宏和内联函数的使用．提出了有待研究的游戏动画面缓存技术。关键词：游戏引擎；DirectX；OpenGL；纹理映射：内联函教中图分类号：TP37

2、文献标识码：A3DGameEngineStructureandGameAnimationRenderingTechnologyXUYu—feng．LIUXiu—zhen，WANGGe(ImtituteofArtsandCommunication，ChinaUniversityofGeosciences，Wuhan430074．C‰)Abstract：Describesacomputergameanimationprincipleandmethod．FromappficationstOaccessgraphicshar

3、dware，铲meenginestruc-ture，theprincipleofvideogameammation，gameanimationshowsmodel，texturemapping，madeacomprehemive州ewtothegamean-imation．Thepursuithigh—speed籼enginemeoftheAcerandinlinefunctioninprogrammingageemphasize，Intheend，thecachetechnology，whichisstillnee

4、dedtObediscussed，isproposed．Keywords：Gameengine；DirectX；OpenGL；Texturemapping；Inlinefunction1引言游戏引擎就是在对部分通用技术细节进行整理和封装的基础上，形成一个面向游戏应用的应用程序接口(API)111函数f称之为“引擎”)，使得游戏开发人员不必再关心底层技术的实现细节，大大减少开发人员的工作难度和工作量，缩短开发周期。引擎最大的特点就是具有“驱动性”，即引擎仅仅在功能上支持某个方面的应用，但具体的实现细节则依赖于应用本身。

5、其次。引擎具有。完整性”的特点，即引擎是能完整实现某个方面功能的函数集。第三，引擎还具有“独立性”的特点，即引擎可以不依赖于具体的应用而独立存在。游戏引擎一般包含渲染、编辑工具、物理学、人工智能、网络等等。而游戏场景模块是游戏渲染最核心的部分。场景模块作为游戏引擎的核心部分，是游戏开发者们调用最多的一个模块。为了进一步提高游戏开发者们的效率、游戏引擎模块的高隐藏性和游戏引擎的可拓展性．设计一个好的游戏引擎显得至关重要。2Direct3D硬件访问方式Direet31)Isl是Microsoft的DiroetX软件开发包

6、的组件，它提供了对实时的、三维图形的支持，它的核心功能是提供一个与图形硬件的接口，结束了图形应用程序的设备相关性，从这个意义上来讲，它与0penG删是同一类的概念，目前，它已经与OpenGL一起成为了基于PC图形开发的两大工业标准，使计算机3D图形开发不再是极少数专业人员的专利，只要具备一定的图形学基础知识。就能利用DirectXSDK和OpenGL开发出自己的图形应用程序。通常的应用程序对硬件设备的访问是通过调用图形设备接口(GDI)田来实现的。由于GDI的技术局限，使得应用程序不能高效地访问或操作硬件资源，难以用

7、来开发复杂的三维应用程序如三维游戏、OpenGL和Di。rect3D，以提供了更专业的图形硬件访问接口，见图l。OpenGL的三维重建功能主要通过直接访问DDI来实现。由于DDI的通用性降低了对图形硬件的访问效率。Direet3D则提供了访问图形设备的立即模式，该模式通过硬件抽象层(HAL)获得更高效率。HAL还允许图形硬件在渲染、光栅化等方面保留自己独特的性能。从而获得更优化的显示效果。如右下图所示。3游戏动画的构成原理及动画渲染技术lDirect3D应用软件Ilop∞oL三鼍应用软件IlODl三-I应用软件l●l

8、Direr3D胴llOpenGLAPllI软件樱报3DI立■囊式慑_I曩式．I申●lGDIl■lHALDevice卜．IDeviceDrivernterface(DDIIJ●IGraphicHardwareI图lWindow环境下不同三雏应用程序访问图形硬件的方式收稿日期：2008—01—10作者简介：徐宇a4e(1984一)，男，湖北武汉人，