小论游戏引擎

shane007 · 发表于 2008-10-24 22:14

文/北方工业大学韦欢

几年前，我们对“游戏引擎”或 “game engine”一词还倍感陌生，如今，任何一个从事游戏开发的人都应该非常了解游戏引擎，甚至玩家说出这个词的频率也与日俱增。这个转变除了要归功于我国数字娱乐产业的快速发展外，也证明了游戏引擎在游戏开发中的重要地位。虽然大家对游戏引擎的概念早已耳熟能详，但笔者还是在此给出维基百科上关于游戏引擎的定义：　　游戏引擎是电子游戏或者其他交互式实时图像应用程序的核心软件组件，它提供游戏运行的底层技术，简化了游戏开发过程，支持多种硬件平台和操作系统，包括游戏主机和运行Linux、Mac OS X或Windows的桌面系统。它主要包含以下功能模块：二维或三维渲染引擎（即渲染器）、物理引擎、碰撞检测（碰撞响应）、声音、脚本、动画、人工智能、网络、流（steaming）、内存管理、线程以及场景组织。
　　游戏引擎代表了所有非游戏本身的技术，也就是从一款游戏中剥离场景、角色、动画、音乐、剧情、人工智能、游戏规则等具体内容之后剩下的部分。因此游戏引擎可以重复使用，从而制作出不同的游戏。游戏与游戏引擎的关系就像一辆汽车和它的发动机，没有发动机，汽车自然动不了，但我们可以把发动机卸下来放到另一个新的车体内，就变成了另一辆车。简单说，游戏引擎就是一种工具软件，性质和Word一样，只不过我们用Word来写文章，用游戏引擎来开发游戏。
　　纵观电子游戏发展史，游戏引擎并没有随游戏一起诞生。它最早出现在上个世纪90年代初，是游戏开发技术发展到一定阶段的产物。谈到游戏引擎的诞生，就不能不提到FPS（第一人称射击）游戏的开山鼻祖之一 ——“Doom”——id Software公司开发的一款被老一代玩家视为“圣物”的游戏。它促成了电子游戏画面从二维平面到三维空间的历史性转变，培养了广大的FPS玩家群体。但是，同它在FPS史上的盛名相比，更值得纪念的是它开创了一种全新的游戏开发模式——游戏引擎——对整个游戏产业以后的发展产生了深远影响。当时，“Doom”的巨大成功掀起了一场FPS游戏开发热潮，id Software审时度势，将自己的Doom引擎商业化，即向其它公司出售该引擎的使用权，用于开发新的游戏。Raven公司使用改进后的Doom引擎先后开发了《投影者》、《异教徒》、《毁灭巫师》等游戏。两家公司的合作充分说明了引擎的授权无论对使用者还是开发者来说都是大有裨益的，因为使用者越多，开发者就越能通过用户的反馈来改进引擎，引擎越成熟，就越能吸引客户。
　　Doom引擎的授权费为id Software公司带来了可观的收入，而在此之前，游戏引擎只作为一种内部使用的开发工具，还没有哪家开发商想到引擎居然能够赚钱。Doom引擎的成功无疑为开发商开拓了一片新市场。从那时起，各式各样的游戏引擎就如雨后春笋般涌现出来，下面列出几个著名引擎：
　　3D Realms公司为《毁灭公爵》开发的Build引擎，在其基础上先后诞生了14款游戏，包括《农夫也疯狂》、《阴影武士》和《血兆》以及台湾艾生资讯开发的《七侠五义》。
　　id Software公司的Quake系列。Quake引擎不仅是第一款完全支持多边形模型、动画和粒子特效的真正意义上的3D引擎，而且是网络游戏的创造者，催生了电子竞技产业。Quake 2引擎则确立了id Software 在三维引擎市场上的霸主地位，它充分地利用OpenGL和三维加速技术，在图像和网络方面取得质的飞跃。在它的基础上诞生了《异教徒2》、《军事冒险家》、《原罪》、《首脑：犯罪生涯》以及《安纳克朗诺克斯》等诸多游戏。Quake 3在Quake 2图像引擎的基础上强化了联网对战功能，成为了一款经典的多人游戏引擎，目前已经公开了其源代码。
　　Epic Games公司的Unreal系列是目前应用最广泛的引擎，其中较著名的作品有《虚幻竞技场》、《北欧神符》、《杀出重围》、《分裂细胞》、《杀手13》、《彩虹六号》等。?该系列的最新版本Unreal 3被公认为当今最强的游戏引擎，它渲染的画面能够达到电影级画质。Unreal引擎的应用还延展到教育、建筑等领域。
　　Value公司在《半条命2》里使用了Source引擎，该引擎的最大卖点是集成了Havok物理引擎，能够使游戏世界中物体运动显得很真实，经过特别优化的人物表情动画也为它增色不少。使用它的游戏有《吸血鬼：血线》、《留下等死》等。
　　LithTech公司的Lithtech引擎，它的研制历时5年，耗资700万美元。在它的基础上诞生了《血兆2》、《清醒》、《无人永生》等大作。最新的LithTech 3.0引擎衍生出了“木星”（Jupiter）、“鹰爪”（Talon）、“深蓝”（Cobalt）和“探索”（Discovery）四大系统，其中“鹰爪”被用于开发《异形大战掠夺者2》，“木星”用于《无人永生2》，“深蓝”用于开发PS2版《无人永生》。
　　虽然FPS游戏在游戏引擎授权市场上占据主导地位，但其它类型游戏的开发也在使用引擎。如RPG（角色扮演）游戏《上古卷轴3》和网络游戏《卡米洛特的黑暗年代》都使用了NetImmerse引擎；网游《天堂II》使用了Unreal引擎；著名的Emergent公司的Gamebryo引擎，它孕育出了RPG游戏《辐射3》和《上古卷轴4》，策略游戏《文明4》和《席德梅尔的海盗》以及即时战略游戏《可汗》等。
　　大型的高端引擎许可费一般价格不菲，比如Quake 2引擎许可费从40万美元到100万美元不等，游戏上市后还要收取一定的版税。一个Unreal 2引擎的许可费为35万美元，每增加一份拷贝就要增加5万美元，并将从游戏利润抽取3%的版税。对于中小游戏开发商或独立开发商来说，他们更青睐那些许可费较低的中档引擎，www.Devmaster.net上商业引擎排名前十的引擎许可费都是从几百美元到几千美元不等，Torque Game Engine、TV3D SDK 6和3DGameStudio位列前三甲。游戏引擎授权的巨大利润促使许多游戏开发商退出游戏开发市场，全身心投入引擎的研发和授权之中。
　　现在的游戏引擎，经过十几年的发展，已经演化到一个全新的高度。游戏引擎中除了有可复用的软件组件外，还包括一系列可视化开发工具，构成了一个完备的集成开发环境。从商业角度来看，在竞争激烈的电子游戏行业，游戏引擎作为一个灵活的可重用的软件平台，提供了全面且成熟的核心技术，从而使开发商节约了开发成本，降低了技术难度并加快了产品的发布速度，因此也有人把游戏引擎称为“游戏中间件”。
　　就像其它类型的中间件一样，游戏引擎具有一个硬件抽象层，能够把游戏跨平台运行所需要修改的代码量减少到最低（甚至无需修改）。引擎的跨平台能力是一种趋势，微软近年主推的XNA开发环境就跨越了Xbox360、Xbox Live和PC平台。雄霸全球商业引擎80%市场份额的Unreal引擎同时支持PC、Mac、PS/PS2和Xbox/Xbox360主机，而性能毫不逊色的Doom3、CryEngine2和Source的市场占有率远不及Unreal，个人认为部分原因是由于它们目前支持的平台不够全面。
　　如今的游戏引擎通常采取组件化的架构，用户可以通过添加新组件或替换现有组件来增强引擎的性能。这些功能组件有专职物理模拟的Havok，用于游戏音效处理的FMOD以及加速地表植被渲染的SpeedTree等。某些引擎如RenderWare干脆采取组件分离式结构，让用户根据自身需要组装引擎。与常规的集成式引擎相比，这样的设计在保持可扩展性的基础上，将用户的实际需求放在优先位置，突出了以人为本的设计理念。一些中间件专门提供某一方面的功能，如RAD Game Tools用于视频渲染、声音回放和三维渲染；Havok、PhysX是物理模拟系统，或称“物理引擎”；SpeedTree用于渲染三维真实的树木和植物。这些中间件不能单独开发游戏，它们必须作为某个组件或子系统集成到游戏引擎中，这也是引擎技术高度细分的必然产物。
　　近年来我国的游戏产业虽然发展迅猛，但由于起步较晚、产业链还未成熟以及缺乏自主知识产权等因素，国内对游戏引擎的开发和应用尚处在起步阶段，但已取得一些可喜的进步。例如国内罕有的引擎公司之一涂鸦软件开发的Origo（起点）引擎在图像方面已接近国际水准，目前主要用于教育培训。2007年3月，目标软件正式将一款历时4年开发的奥世（OverMax SDK 2007）网络游戏通用引擎投入商业化运营，其前身GFX3D引擎已应用在《傲世三国》系列、《秦殇》、《复活》、《天骄》系列、《凤舞天骄》、《傲世Online》等十余款产品中。与此同时，许多游戏公司也在自己开发游戏引擎。假以时日，国内一定会涌现出更多优秀的本土游戏引擎。
　　除了自行研发，国内一些实力雄厚的开发商开始引进世界知名引擎用于产品开发。网易的《天下贰》、天联世纪的《十面埋伏》及天成互动的《创世online》等网络游戏都在使用BigWorld引擎；天晴数码和金山分别购买了Unreal Engine 3、Unreal Engine 2的许可；腾讯、光通购买了Gamebryo 2引擎；御风行购买了Lithtech引擎。由于中国市场对游戏引擎的需求不断扩大，BigWorld和Epic Games已相继在中国成立了分公司，相信其他引擎巨头也一定不会对中国这片“热土”视而不见。国外高端引擎的引进，不仅有利于提升本土游戏的品质，而且能让我们接触和学习世界水准的开发技术和制作流程，对缩短我国与发达国家的数字娱乐产业之间的差距起到一定的作用。

wqzss · 发表于 2008-10-24 23:00

楼主以在网络上搜刮汉化资料为乐，已经快要修炼成精了...

柠檬2099 · 发表于 2008-10-31 22:59

呵呵
有的引擎已经非常完善
我就看到过有的人用类似的做过非常不错的demo
不过，3D游戏开发需要的人力比较大，不适合几个人的小团体作开发