福建计算机，2007年第8期
游戏引擎开发技术浅析
宋宇、谭浩
(电子科技大学计算机科学与工程学院, 四川 成都 610054)
【摘要】：该游戏引擎的开发技术采用的主要语言是C++，结合DirectX9开发套件，综合运用了软件工程思想、人工智能、计算机图形学等知识。 该引擎的主要工作是进行游戏中的碰撞计算、数字建模、物体成像、玩家角色控制等操作橙光游戏，以及处理音乐、音效等必要的功能。
【关键词】： 游戏引擎； DirectX开发套件； 地图编辑器； 角色扮演
一、简介
电脑游戏作为一种大众娱乐形式，已经越来越被人们所接受。 对于计算机游戏来说，游戏引擎是用于控制游戏功能的主要程序。 游戏引擎和游戏之间的关系就像汽车和汽车引擎之间的关系。 不同型号的汽车可以使用相同的引擎，不同的游戏也可以使用相同的游戏，汽车的外观、材质、颜色可以不同，就像不同的游戏有不同的角色模型和场景一样。 游戏引擎实现诸如接受玩家控制信息的输入、选择适当的声音以及以适当的音量进行播放等功能。 无论是2D游戏还是3D游戏，无论是什么类型的游戏（角色扮演游戏<RPG>、即时战略游戏<RTS>、冒险解谜游戏<AVG>或者动作射击游戏<STG> ），都有类似的控制。 动作代码。 游戏引擎是整个游戏的框架。 框架设计好后，就可以进行关卡设计、动画设计和建模了。
2.需求分析
经过不断的演变android游戏引擎开发，如今的游戏引擎已经发展成为一个由多个子系统组成的复杂系统，几乎涵盖了开发过程中的所有重要环节。 本设计主要涉及以下功能：
(1)光影处理：光影处理用于处理光源对游戏场景中的人、物、场所的影响。
（2）碰撞检测：碰撞检测是物理系统的核心部分，可以检测游戏中每个物体的物理边缘。
(3)物理系统：用于模拟现实生活中物体的物理运动系统的系统。
(4)动画：如果没有动画功能，现在的游戏就会很无聊。
(5)渲染：渲染是引擎最重要的功能之一。 渲染引擎是引擎所有组件中最复杂的。 它的功率直接决定了最终的输出质量。
（6）输入输出：负责播放器与电脑之间的通信，处理来自键盘、鼠标、摇杆等外设的信号甚至网络代码。
三、系统设计
3.1 功能设计
作为一个游戏引擎，它必须可用、稳定、可维护。 其主要功能如下：
(1)图像处理：图像成像、曲线绘制、阴影生成、粒子效果。
（2）输入处理：鼠标键盘数据处理、游戏文件加载、脚本读取。
(3)输出处理：游戏信息输出、玩家信息显示、游戏存档创建、音乐音效输出、图像输出。
（4）游戏逻辑设计：控制游戏剧情的发展、控制角色的移动、控制屏幕的显示。
3.2 结构设计
游戏引擎开发采用三层结构模型：
第一层是整个游戏引擎的基础，包括图像处理系统、输入输出系统、音乐音效系统。
第二层为接口层，设置底层与上层之间的接口。
使用接口技术的优点是，更新底层实现时，只要不修改接口，就不需要修改上层代码，实现了系统的层次结构，提高了系统的可维护性和可复用性。系统。
第三层是游戏工具库，为游戏开发提供一些辅助工具，主要封装了底层实现上的一些操作。 这些工具包括地图编辑器、脚本解析器、角色对话模块、玩家类、NPC 类、物品类以及游戏中使用的其他模块。
3.3 游戏引擎IPO走势图
图1IPO走势图
图2 发动机整体结构图
四、系统实施
4.1 引擎开发基础知识及开发环境配置
4.1.1 引擎开发工具的选择
在该游戏引擎的开发中，我们使用了DirectXSDKKit和VC++6.0编译器。
4.1.2 游戏开发核心知识
游戏开发需要很多方面的知识，包括很多计算机专业和非计算机专业的知识，比如编程语言、数学基础、逻辑思维、文学功底、艺术修养等等。当然，要开发一个游戏引擎，知识最多基础数据结构必不可少，比如栈、队列、树、数组、链表、指针等。
数学建模既是一个数学术语，也是一个计算机游戏术语。 通常游戏中的每一个物体，包括人物、动物、房屋、植物，包括水、光、气体等，都必须建模。
4.2 引擎图像子系统的实现
4.2.1 可以使用图片拼接来编辑地图并组合要绘制的页面
31
福建计算机，2007年第8期
将其分成n个单元格，在每个单元格中粘贴我们需要的对象部分，并在粘贴后设置块的属性。
4.2.2 图像子系统功能分析
要求：实现地图合成、2D 贴图、序列动画、屏幕渲染、屏幕显示、基本图形和图像绘制以及粒子系统。
4.3 发动机输入输出子系统和声音控制子系统
4.3.1 输入输出方式
Windows使用message方法来获取键盘和鼠标消息。 当然，游戏中也使用消息来获取键盘和鼠标消息。 因为在有些游戏中，游戏的输入不仅仅由用户提供操作键盘和鼠标的消息。 当剧情发展时，需要虚拟键盘和鼠标消息来自动化游戏的进展。 有时我们必须处理键盘和鼠标消息。 实现一些效果，例如当鼠标移动到屏幕边缘时滚动地图。 这样就必须实时拦截鼠标键盘消息，然后进行处理。
4.3.2 输入输出子系统的实现过程
这里使用DirectX9的DirectInput库来完成输入消息拦截。 运行游戏的一般过程可以分为擦除、移动、等待、重复等步骤。
确定从哪里获取输入后，下一步就是具体的实施过程。 DirectInput和DirectDraw也是虚拟设备，这意味着无论底层硬件如何实现，只要是标准接口，都可以通过DirectInpu t访问来获取输入。 DirectInput的实现过程是Win32应用程序àDirectX输入àHEL（硬件模拟层）或HAL（硬件抽象层）à硬件驱动设备à设备。 理论上来说，DirectInput可以支持鼠标、键盘、游戏手柄、方向盘、踏板等所有输入设备，但本文只使用键盘和鼠标，所以只获取鼠标和键盘消息。
以下是设置DirectInput的基本过程：
（1）调用DirectInput9Create()创建IDirectInput接口，返回值为IDire ctInput9接口。
(2) 查询设备的GUID。
(3) 调用CreateDevice()传递一个GUID：GUID_SysKey-Board主键盘GUID、GUID_SysMouse主鼠标GUID。
(4) 调用IDirectInputDevice9::SetCooperativeLevel()完成设备协作级别的设置。
(5) 调用SetDataFormat()设置各设备的数据格式。
(6) 使用 IDirectInputDevice9::SetProperty() 设置您想要的任何设备的性能。
（7）调用IDirectInputDevice9::Acquire()获取设备，即与设备关联。
(8) 调用IDirectInputDevice9::GetDeviceState()获取设备数据。 数据的实现有两种方式。 收集android游戏引擎开发，一种是直接模式，一种是间接模式。
4.3.3 声音子系统的实现步骤
为了实现音乐和音效处理，我们使用DirectX中的Direct-Music和DirectSound库，其中Direc tMusic用于控制音乐播放，Direct-Sound用于控制音效。 它是一种基于DLS数据的新型实时音乐编曲和制作。 回访技术。
操作DirectSound：
(1)初始化DirectSound并声明DirectSound对象来调用Direct-SoundCrea。 te() 创建一个 DirectSound() 对象。
(2) 设置协作级别并调用SetCooperativeLevel()函数。 Direct-Sound 共有四个协作级别：正常级别、优先级别、独占级别和 White_Primary 级别。
(3) 建立缓冲区，声明DirectSound缓冲区，并调用CreateSoundBuffer()创建缓冲区对象。
(4) 将声音写入缓冲区，锁定(Lock())、写入、解锁(Unlock())。
(5) 控制声音播放：要播放声音，调用play()函数； 要停止播放声音，请调用 stop() 函数； 要控制音量，请调用 SetVolume() 函数； 要调整频率，请调用 SetFrequency。 cy() 函数； 改变通道平衡，调用SetPan()函数。
4.4 游戏工具库开发
4.4.1 地图编辑器和脚本解析器概述
地图编辑器和脚本解析器是游戏开发中的重要工具。 他们在游戏开发过程中综合利用底层操作来实现更高级的功能。 4.4.2 地图编辑器的作用和功能介绍
地图编辑器，顾名思义，就是用来编辑地图的工具。 其主要功能是创建、编辑和保存游戏场景地图文件。 一般来说，游戏场景图分为三层：地面层、物体层、天空层。 地面层用于粘贴游戏场景的底层图片，比如陆地、沙漠、草原等，可以归属于地面层； 这里的对象层不仅仅是一层，对象层可以分为上层和下层。 上层物体可以遮挡人，下层物体也可以遮挡人，所以在设计时，将人物定位在下层物体上； 天空层用于效果处理。 如果要实现黑暗效果，则必须将其添加到对象图层的顶部。 一张黑色的照片。 创建游戏场景图主要有几个步骤：（1）加载背景图片； (2) 显示背景图片； (3) 在地图上绘制网格； (4) 将某个场景粘贴到某个网格中； (5)设置场景属性； (6)保存地图。
4.4.3 脚本编辑器的作用和功能介绍
为什么我们需要设计一个脚本解析器？ 其目的主要是解决插件通用性问题。 我们知道，一些游戏运营商经常会调整或者扩充自己游戏中的一些数据。 如果我们将这些信息硬编码到程序中，那么每次游戏运营商修改数据时，我们都必须重新修改和编译插件，这给插件的推广和使用带来了极大的不便。 另外，脚本解析器也是智能AI处理的一部分，游戏行为的实现很大一部分依赖于脚本代码的编写。 因此，设计脚本解析器和游戏脚本指令系统非常重要，其中脚本指令系统更为重要。
5．测试
游戏引擎开发完成后，由设计师和美工完成游戏的创作。 首先，创建游戏脚本。 剧本确定后，我们要对剧本进行分镜，确定哪些场景中出现哪些角色，与哪些角色进行什么样的对话。 其次，使用地图编辑器创建游戏场景。 地图; 最后编写游戏的脚本文件。 写的时候一定要确定级别和时间地点。 人物对话可以根据故事板后的剧本进行。
6、结论
综上所述，一个通用2DRPG游戏引擎的基本功能已经完成。 该引擎的主要特点是采用模块化设计思想来构建引擎底层程序，因此引擎具有很强的可扩展性和可维护性。 该引擎的工具库具有高度的可重用性，只需进行微小的改动即可适应新格式地图的编辑。 游戏引擎是根据网络游戏引擎来设计的游戏素材下载 免费，因此游戏引擎可以进一步升级为网络游戏引擎，用于网络游戏客户端程序的开发。 如果对引擎底层图形系统进行优化，则可以将引擎升级为2.5D引擎。 由于本文篇幅有限，部分程序代码没有给出。
参考：
1.安德烈·拉莫特。 Windows 游戏编程技巧［M］． 中国电力出版社，2004。
2. 斯蒂芬·普拉塔（美国）。 C++PrimerPlus［Ｍ］． 人民邮电出版社，2002。
3． 唐明丽. 学习用VC编写游戏程序[M]. 四川电子音像出版中心，2004。
4.约翰·弗利赛兹。 设计模式［M］． 机械工业出版社，1995。
5． 融勤科技. 游戏设计概论[M]. 北京科海电子出版社，2003。
6． 史蒂芬·C·德沃斯特. C++编程陷阱[M]. 中国青年出版社，2003.7。 大卫·J. 克鲁格林斯基。 Visual C++ 技术内幕。 清华大学出版社，1999。
32
