3D游戲圖形渲染引擎的實(shí)現(xiàn)分析

1、    3d游戲圖形渲染引擎的實(shí)現(xiàn)分析    【摘 要】文章主要針對(duì)3d游戲圖形渲染引擎的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行分析，結(jié)合當(dāng)前社會(huì)發(fā)展以及電子游戲的不斷革新等為出發(fā)點(diǎn)，積極從游戲圖形渲染引擎概述、3d游戲圖形渲染引擎具體設(shè)計(jì)、3d游戲圖形渲染引擎設(shè)計(jì)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)等方面進(jìn)行深入研究探索，主要研究目的在于進(jìn)一步加強(qiáng)電子游戲中3d游戲圖形渲染引擎技術(shù)，更好的提高電子游戲設(shè)計(jì)質(zhì)量，促進(jìn)電子游戲的革新進(jìn)步?！娟P(guān)鍵詞】3d游戲；圖形渲染引擎；實(shí)現(xiàn)分析在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展進(jìn)步基礎(chǔ)上，電子游戲逐漸開(kāi)始向數(shù)字游戲形式上靠攏，數(shù)字游戲成為計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)發(fā)展產(chǎn)業(yè)中潛力巨大的發(fā)展技術(shù)領(lǐng)域，在很多

2、國(guó)家中，對(duì)這種技術(shù)形式非常重視，并且游戲產(chǎn)業(yè)的收入逐漸超出傳統(tǒng)的娛樂(lè)產(chǎn)業(yè)數(shù)倍。在游戲研究開(kāi)發(fā)期間，游戲引擎非常重要，當(dāng)前電子游戲中非常重視圖形渲染引擎的應(yīng)用以及革新，特別是在3d技術(shù)發(fā)展基礎(chǔ)下，游戲圖形渲染引擎越來(lái)越復(fù)雜，從客觀上來(lái)講，游戲圖形渲染引擎的應(yīng)用，對(duì)游戲畫(huà)面以及視覺(jué)具有直接影響。一、淺析游戲引擎游戲引擎對(duì)游戲的畫(huà)面非常重要，在電子游戲不斷發(fā)展基礎(chǔ)上，游戲玩家對(duì)游戲的畫(huà)面要求越來(lái)越嚴(yán)格，同時(shí)游戲畫(huà)面設(shè)計(jì)在也逐漸復(fù)雜，在這種發(fā)展基礎(chǔ)上，需要不斷提升游戲的實(shí)時(shí)響應(yīng)特點(diǎn)，游戲代碼的長(zhǎng)度也在不斷增加，在不斷減少游戲研究開(kāi)發(fā)成本基礎(chǔ)上，需要將游戲中一些常用代碼設(shè)置成模塊的形式，并且確定模塊的應(yīng)

3、用接口，這樣就形成一種引擎，帶動(dòng)游戲畫(huà)面的運(yùn)行，這種方式被稱(chēng)之為游戲引擎。在正常情況下，游戲的引擎可以為一個(gè)，也可以為多個(gè)，模塊代碼能夠重復(fù)使用，對(duì)游戲中的一些功能進(jìn)行處理，激發(fā)出不同游戲中的性能。不同的模塊數(shù)據(jù)庫(kù)中能夠包含不同功能上的模塊形式，每個(gè)模塊自身的程序包含一個(gè)程序接口，通過(guò)這個(gè)接口接受到模塊，將模塊中的模型、關(guān)卡以及動(dòng)畫(huà)等數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，還能夠同時(shí)和其他的模塊同時(shí)運(yùn)行，組成固定的游戲程序。從整體上來(lái)講，游戲的引擎在游戲中屬于重要的api。游戲引擎的種類(lèi)主要分為兩種，一種是根據(jù)代碼在程序中的編寫(xiě)應(yīng)用為主，引擎主要是應(yīng)用在游戲硬件上。當(dāng)然這種引擎方式在編寫(xiě)以及運(yùn)行上非常復(fù)雜，對(duì)代碼的要求

4、也非常高，需要不同的硬件運(yùn)行不同的程序代碼，這種引擎主要應(yīng)用在通用圖形驅(qū)動(dòng)運(yùn)行中。再者是在sdl技術(shù)的興起以及應(yīng)用到api中，引擎開(kāi)始引入到數(shù)據(jù)庫(kù)中，這些代碼數(shù)據(jù)庫(kù)幫助代碼進(jìn)行歸類(lèi)，更理想的開(kāi)展游戲，同時(shí)還能降低編碼編輯工作的壓力，提高整體的運(yùn)行效率。二、3d游戲圖形引擎的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)分析（一）游戲坐標(biāo)變換坐標(biāo)變化應(yīng)用過(guò)程中，包含局部坐標(biāo)變換、世界坐標(biāo)變換、相機(jī)坐標(biāo)變換、透視坐標(biāo)變換四種。局部坐標(biāo)變換期間主要是將其向世界坐標(biāo)變換進(jìn)行移動(dòng)，這個(gè)過(guò)程中需要建立相應(yīng)的矩形函數(shù)，將函數(shù)計(jì)算之后用作變換的參數(shù)。在建設(shè)局部坐標(biāo)向世界坐標(biāo)之間的函數(shù)，保證局部坐標(biāo)變換到世界坐標(biāo)過(guò)程中能夠保持圖形渲染的穩(wěn)定，變化過(guò)

5、程更加簡(jiǎn)潔。具體函數(shù)形式如下所示：void modelse toee worldee object（）；void model tora worldse renderlist（）；利用這種函數(shù)形式，能夠幫助局部坐標(biāo)向世界坐標(biāo)轉(zhuǎn)變，并且在轉(zhuǎn)變過(guò)程中將具體的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行固定，保證圖形渲染的穩(wěn)定。再者是世界坐標(biāo)向相機(jī)坐標(biāo)變換。世界坐標(biāo)從局部坐標(biāo)變換之后還需要向相機(jī)坐標(biāo)變換，這個(gè)變換過(guò)程主要包含兩個(gè)步驟，首先是平移，再者是旋轉(zhuǎn)。具體操作步驟為：設(shè)定相機(jī)坐標(biāo)具體位置，將相機(jī)目標(biāo)中的所有物件進(jìn)行平移，在利用歐拉模型形式設(shè)定三個(gè)角，用這三個(gè)角作為項(xiàng)目目標(biāo)的方向，朝著不同的角度分別進(jìn)行移動(dòng)，將其轉(zhuǎn)為矩形，這樣世

6、界坐標(biāo)的函數(shù)就會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)椋簐oid init_ camera（）；void build cam4dv1 matrixwe euler（）；void buildse cam4dv1 matrix_ uvn（）；再者是相機(jī)坐標(biāo)向透視坐標(biāo)之間進(jìn)行變換，相機(jī)坐標(biāo)向透視坐標(biāo)變化期間，需要掌握透視坐標(biāo)主要將物體自身的頂點(diǎn)進(jìn)行投影，將其投影到平面中，確定平面的距離變化，計(jì)算出物體移動(dòng)的速度與視覺(jué)感受之間的連線(xiàn)，保證能夠與平面產(chǎn)生交點(diǎn)。具體函數(shù)為：void camera towe perspective object（）；void camera_to_perspectiveee_renderlist（）；最后是

7、將透視坐標(biāo)專(zhuān)向屏幕坐標(biāo)中，在這次變化中主要的函數(shù)形式為：void camera toee screen_ object（）；void cameraes tose screen renderlist（），這其中需要注意，保證函數(shù)之間的變化，對(duì)數(shù)據(jù)形式的位置變向一定要及時(shí)進(jìn)行確定，這樣才能保證變換的順利。（二）游戲圖形物體剔除對(duì)于游戲中的物體剔除主要指的是將包圍的球體進(jìn)行測(cè)試，對(duì)游戲中的每個(gè)空間都進(jìn)行測(cè)量，同時(shí)根據(jù)測(cè)量再次建立一個(gè)相應(yīng)的球體。針對(duì)球體中的球心進(jìn)行確定，結(jié)合其中的單點(diǎn)，將坐標(biāo)值進(jìn)行變換，準(zhǔn)確判定球體變化是否確定在玩家的視野中，若是球體變化不在視景體中，就需要充分進(jìn)行確定，將其全部包圍起來(lái)，再次進(jìn)行測(cè)試。（三）背面消除應(yīng)用背面消除技術(shù)主要是針對(duì)圖形的畫(huà)面處理為基礎(chǔ)，利用統(tǒng)一的形式，進(jìn)行逆時(shí)針或是順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，當(dāng)然旋轉(zhuǎn)的順利以及方向一定要保證一致，對(duì)物體的變化以及多變運(yùn)行進(jìn)行標(biāo)記，在根據(jù)標(biāo)記內(nèi)容計(jì)算出多邊形的線(xiàn)條變化，結(jié)合線(xiàn)條變化觀察，這樣能夠理想的達(dá)到畫(huà)面處理的效果，提