Question

3D游戏制作原理及工具

Answer 1

它用的编程语言是C++.

如果是要做出比较正规的3D游戏.还需要会应用很多软件
一款3D游戏需要这几个大致的步骤.
首先你需要有个企划案...就是大致什么样的游戏.内容等等
然后需要进行游戏的2D和3D美术 又需要会Maya.3DS-Max等美术软件做效果.
你还要需要懂游戏程式语言，C语言，JAVA等等....设置引擎.

"引擎"是程序员把游戏的渲染方式,模型数量骨骼绑定等等统一编程而做出来的一套程序,因为"引擎"本身就是相当与一套软件了 做游戏要设定面数,渲染量等等,一套引擎直接把规格设定好了

3D就是三维立体的意思，在现实生活中我们看见的东西都有长、宽、高，这三个量就叫做三维，如果能看到一个物体的长宽高，这个物体就是立体的。一般的画都是二维的，也就是说只有其中两个量，可能只有长与宽，可能只有长与高，也可能只有及宽与高。比如一些画中的人，我们能看见他的身高，身宽，但是看不到他的厚度，就是人的肚皮到背脊的距离，这样这个人就没有立体感了。现在许多的网络游戏都是2D的，没有很逼真的如身临其境的感觉，还有电影也是2D的。现在3D网络游戏兴起了，《魔兽世界》就是一个很好的3D游戏，3D电影也兴起了，给人身临其境的感觉。所以，无论是3D画，3D动漫，3D游戏，3D电影都比2D更胜一筹，但制作起来也比2D困难。

引擎3是一个面向下一代游戏机和DirectX 9个人电脑的完整的游戏开发平台，提供了游戏开发者需要的大量的核心技术、数据生成工具和基础支持。

虚幻引擎3的设计目的非常明确，每一个方面都具有比较高的易用性，尤其侧重于数据生成和程序编写的方面，这样的话，美工只需要程序员的很少量的协助，就能够尽可能多地开发游戏的数据资源，并且这个过程是在完全的可视化环境中完成的，实际操作非常便利；

与此同时，虚幻引擎3还能够为程序员提供一个具有先进功能的，并且具有可扩展性的应用程序框架（Framework），这个框架可以用于建立、测试和发布各种类型的游戏。

◎ 64位色高精度动态渲染管道。

Gamma校正和线性颜色空间渲染器提供了完美的颜色精度，同时支持了各种后期特效例如光晕，镜头光环和景深等效果。

在最新的一代显示芯片发布的过程中，我们注意到了一个非常明显的特点，就是新一代的显示芯片已经不再满足于传统的32位色深，转而需要更加高精度的颜色范围，这一点在NV40和R420身上都能非常明显的看出来。在NV40上，这种技术被称为HPDR技术，而在R420身上，这种技术也有所体现。

◎ 支持当前所有的基于像素的光照和渲染技术，包括使用法线贴图技术的参数化的Phong光照；虚拟位移贴图；光线衰减函数；采用预计算的阴影遮罩技术以及使用球形harmonic贴图的预计算的凹凸自阴影

◎ 高级的动态阴影。

虚幻引擎3提供对下列3种阴影技术的完全支持：

· 采用动态模板缓冲的阴影体积技术，能够完整支持动态光源，这样就能在场景中所有物体上精确地投射阴影。

· 能够让动态的角色在场景中投射出动态的、柔和的模糊阴影，这个过程是通过使用16X超级取样的阴影缓冲实现的

· 采用了拥有极高质量和极高性能的预先计算出的阴影遮罩，从而可以将静态光源的交互现象离线处理，同时保留了完整的动态高光和反射效果。

◎ 所有支持的阴影技术都是可视化的，并且可以按照美工的意愿自由混合。另外，同时可以与有颜色的衰减函数结合，从而实现具有合适阴影的平行光、聚光灯效果，以及投射光效果

角色能够在虚幻引擎3中使用阴影技术产生动态的软阴影

◎ 强大的材质系统，使得美工可以在实时图形化界面中建立任意复杂的实时Shader，而这个界面的友好度可与Maya的非实时Shader图形编辑界面媲美

◎ 材质框架是模块化的，所以程序员不仅可以加入新的Shader程序，还可以加入能够让美工随意与其他组件连接的Shader组件，从而可以实现Shader代码的动态合成。

◎ 完全支持室内和室外环境的无缝连接，在任何地方都支持的动态每象素光照和阴影。

◎ 美工可以通过一个可动态变形的基本高度图来建立地形，并使用多层混合材质，这其中包括位移贴图，法线贴图和任意复杂的材质，动态的基于LOD的细分，以及植被。

另外，地形系统还支持美工控制的自然效果，如平地上的植被，陡坡上的岩石和山顶上的雪

◎ 体积环境效果，包括高度雾和物理上精确的距离雾

◎ 刚体物理系统，支持游戏者和游戏中的物体，布娃娃角色动画以及复杂碰撞等物体交互方式。

布娃娃（Ragdoll）系统，是目前最为流行的一种非常高级的物理引擎，能够付给物体以一定的质量，形状等特性，从而获得非常逼真的力学动态效果。Half Life 2、Pain Killer等著名游戏均采用了这个物理引擎。

◎ 所有可渲染的材质都含有物理特性，例如摩擦系数等参数。

在虚幻引擎3提供的编辑工具UnrealEd中，能够对物体的属性进行实时修改

◎ 符合物理原理的声音效果

◎ 完全整合的基于物理原理的交通工具支持，包括游戏者控制，人工智能和网络

◎ UnrealEd内建的可视化物理建模工具，支持对于模型和骨骼动画网格的用于优化碰撞检测的图元的建立；约束编辑；在编辑器内可交互的物理模拟和调整

● 动画系统

◎ 骨骼动画系统；支持每顶点可达4骨骼同时影响的效果以及复杂的骨骼结构。

◎ 动画由一棵动画物体树驱动，包括：

· 混合控制器，进行对嵌套的动画物体之间的多路混合。

· 数据驱动的控制器，封装动作捕捉或手动制作的动画数据。

· 物理控制器，连接到刚体动态引擎，用来实现布娃娃系统的游戏者和NPC动画和对力的物理响应。

· 过程动画控制器，以C++或UnrealScript实现，为了实现一些如使一个NPC的头部和眼睛跟踪一个在关卡中行走的游戏者，或使一个角色根据健康情况和疲劳度作出不同动作等特性。

◎ 为3D Studio Max和Maya制作的导出工具，用于向引擎中导出赋予蒙皮权重的网格，骨骼和动画序列。

Answer 2

● 游戏框架以及人工智能

◎ 提供了一个支持普通游戏对象（如游戏者，NPC，物品，武器和触发器）的面向对象的游戏框架。

◎ 丰富的多级别AI系统，支持寻路、复杂关卡游历、单独决策和组队AI

· 对如触发器，门和升降机等普通游戏对象敏感的寻路框架，允许复杂的游历设定，使得NPC可以按下开关，打开门，并绕过障碍物。

· 游历框架带有短期战术战斗、掩护和撤退的路线网。

· 基于小队的AI框架，适合第一人称射击、第三人称射击和战术战斗游戏。

◎ AI路径在UnrealEd中可见并可由关卡编辑者编辑，允许自定义和提示

◎可见的AI脚本工具，使设计者可以创建复杂的交互性游戏设定，例如游戏者目标，通用的游戏事件触发器和交互式过场动画

◎ UnrealMatinee，一个基于时间线的可视化序列、动画和曲线路径工具。设计者可以使用此工具建立游戏中的过场动画，可以是交互的或非交互的，通过动画序列化、移动包括摄像机在内的对象，控制声音和视觉特效，并触发游戏和AI事件。

UnrealEd中的“Matinee”工具，能够编辑基于时间轴的事件序列

◎ 支持各种平台的输出格式，包含5.1环绕立体声和高品质杜比数码音效。

◎ 3维声源位置设置，多普勒效应。

多普勒效应：是指当发声物体在运动时，声音的音调会随着物体移动速度而改变其高低——声音频率的变化，这个原理也被运用在声卡3D发声原理之中。

◎ 在UnrealEd中的可视化音效工具可以为声音设计者提供对音效的全面的控制，声音强度，顺序，循环，过滤，调制，变调和随机化。声音参数被从代码中分离开，使设计者可以控制所有的与游戏、过场动画和动画序列相关的声音。

◎ 支持所有平台的主要声音格式，包括PCM,ADPCM,游戏机对应的声音压缩格式和Ogg Vorbis。

◎ 支持游戏机上的声音流。

◎ Internet和局域网游戏已经成为Epic的竞赛游戏如Unreal Tournament 2004的一大特征。虚幻引擎长时间以来一直提供灵活的高级网络架构，适合于各种类型的游戏。

◎ Internet和局域网游戏在PC和所有游戏机平台上都被完全支持

Unreal Tournament 2004的游戏中带的服务器浏览器

◎ 虚幻引擎的网络游戏部分编程是高层的和数据驱动的，允许由Unreal脚本代码指定在客户端和服务器之间联系的变量和函数，来保留一个同步的对游戏状态的近似。底层游戏网络传输是基于UDP的并能够将可靠和不可靠传输方式结合，来对游戏感进行优化，即使在低带宽和高延迟的环境下。

◎ 客户端－服务器模式下最多支持64个游戏者同时游戏。同时支持非服务器模式（点对点模式）下的16游戏者同时游戏。

◎ 支持不同平台间的网络互连（例如PC服务器和游戏机客户端；Windows, MacOS和Linux客户端共同进行游戏）。

◎ 所有游戏特性在网络游戏模式下都被支持，包括基于交通工具的多人游戏，带有NPC和机器人的组队竞技，单人模式下的协同游戏等等。支持自动下载，包括跨平台的一致的Unreal脚本代码。这项特性使得从用户自己创建的地图到奖励包，到完整的游戏mod都可以随意获得。

◎ 提供了一个"主服务器"组件来跟踪世界范围内的服务器，提供给游戏者过滤的服务器列表，等等。世界范围内的游戏统计跟踪系统

◎ 请注意我们不会提供一个适合大量玩家在线网络游戏的服务器或网络框架。尽管这项工作是一个需要多人多年工作的工程，仍然有很多小队已经使用Unreal引擎做了这件事（包括NCSoft的《天堂2》和EA的《创世纪X》），这表明了使用Unreal引擎作为MMORPG游戏客户端和工具的可能性。