试析3d游戏引擎的设计与实现

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1、西南交通大学硕士学位论文3D游戏引擎的设计与实现姓名：阮复初申请学位级别：硕士专业：计算机应用技术指导教师：黄海于20100501西南交通大学硕士研究生论文第1页摘要3D游戏引擎是3D游戏设计的核心技术，它充分使用了计算机的各种软硬件资源，使3D游戏设计变得更加快捷高效。由于使用了引擎，使得游戏开发人员只需专注于游戏的逻辑实现，而具体怎么使用计算机来模拟游戏世界则交由引擎来实现，从而大大降低了游戏开发成本。同样游戏引擎开发也是游戏开发过程中技术积累的最佳方式，是设计游戏的必要步骤，具有十分重要的意义。本设计采用了面向对象的程序设计方法，主要实现了五个部分的功能：引擎控制、图形渲染

2、、资源管理、输入管理以及部分场景元素的实现。引擎控制部分负责整个引擎的初始化、内部管理、以及资源回收。它既是用户使用引擎的入口，也管理引擎所有的子功能模块。图形处理模块负责3D游戏中所有3D和2D图形的处理。为了高效管理大量的3D图元，在深入研究计算机硬件结构的基础上，本设计对渲染数据进行了重新组织，从而使其更适合于计算机硬件处理。资源管模块则通过对各种资源进行分类，并提供相应的管理器，使得用户可以方便地管理开发过程中使用的各种资源。同时，很多游戏要求对玩家的输入消息进行快速的响应，而传统基于Windows消息机制的输入管理，不能满足这一要求。因此本设计使用了DirectX的Dl

3、nput组件来实现用户输入数据的快速处理。最后结合室外场景模拟的相关理论，还实现了室外地形、天空、水等自然元素的模拟，从而进一步丰富了引擎的功能。本文以当前国内外3D游戏引擎研究现状为基础，深入研究了3D游戏引擎开发过程中所使用的相关技术和理论。在总体设计部分，首先描述了3D游戏引擎的功能需求，并对整个系统进行了功能模块的划分，同时对这些模块的具体功能进行了详细描述。在详细设计部分，分别对各个功能模块的具体实现进行了阐述。同时，本文还以一个具体应用为例演示了如何配置引擎使用的环境，和引擎的具体使用方法。最后对设计所完成的工作进行了总结，同时描述了设计过程中存在的问题及日后需完善的

4、地方。关键词：3D游戏；3D游戏引擎；DirectX；3D渲染；室外场景模拟；游戏资源西南交通大学硕士研究生论文第¨页Abstract3DGameEngineisthemaintechnologyintheprocessofdevelopmentof3DGame，itfullyUSeSofthevariouscomputer’Shardwareandsoftwareresourcetoenablethe3DGamedesigntobecomemorefastandefficient．BecauseoftheuseofGameEngine，gamedeveloperjustneed

5、tofocusontherealizationofgamelogic，whilesimulationofthegameworldaregiventotheGameEngine，SOtheGameEngineCanreducethecostofgamedevelopment．Atthesametime,theGameEngineDevelopisnotonlythebestwaytoimproveskillsofgamedevelopment,butalsoisthenecessarystepstodesignthegame，thereforeitisofsignificance．

6、ThewholesystemisdesignedandrealizedintheObject—OrientedProgrammingmethod，ithasdividedintofivefunctionmodules：TheEngineControl，theGraphicsProcess，theResourceManagement,theInputDeviceManagement,andtheSceneElements．ThepartofTheEngineControlisresponsiblefortheinitializationoftheengine，internalman

7、agement,andrecycling．Itisnotonlytheuserentrance，butalsotomanageothersub—modules．ThepartoftheGraphicsProcessisinchargeoftheprocessofallthe3Dgraphicsand2Dpicturesof3DGames．Inordertomanagealotofprimitiveinhighefficient,thisarticlehasdeeplyresear