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射击类三维游戏引擎研究与开发毕业论文

2015-07-28 01:08 游戏引擎是最近十年出现的新名词，也是当前计算机应用技术领域倍受关注的一个研究方向。游戏引擎是同一类游戏中经过规范化的可复用部件，它有机结合了多种子引擎，包括图形、声音、脚本、数据库、网络、设备等模块，开发者可以使用这些模块定制游戏。本课题的目标是针对射击类三维游戏提取一套游戏引擎，并使之具有实用价值。本文中首先阐述了游戏和引擎的基本概念以及相互关系；然后介绍了设计中所使用的几种开发工具：OpenGL、Fmod、MySQL、SOCKET、XML和STL，并以程序类的方式给出了它们的使用方式；接下来利用面向对象技术对射击类三维游戏进行分析和设计，得到一个具有通用性的体系结构；随后对该体系结构进行划分和组织，提取出资源、界面、设备、实体、辅助、工具六个包和一个程序框架，即Transformer游戏引擎；最后运用该引擎开发了一款低空虚拟战场系统LVBS，验证了引擎各个模块的实用性。Transformer具有以下四个特性：功能通用；配置方便；具备改进和扩展能力；效果与速度相平衡。实验结果表明，Transformer稳定高效，完全适用于射击类三维游戏的开发。
关键词:游戏引擎，虚拟环境，系统仿真，网络游戏

目录
论文摘要
ABSTRACT
第一章绪论........................................................1
1.1游戏引擎的研究现状............................................1
1.2研究内容与意义................................................1
1.3设计思路与难点................................................2
第二章游戏与引擎..................................................3
2.1电子游戏与虚拟环境、仿真系统..................................3
2.2游戏与引擎....................................................3 （科教作文网http://zw.nseAc.com）
2.3几款主流商业引擎..............................................4
2.4小结..........................................................5
第三章工具概述及使用..............................................6
3.1 OPENGL图形引擎................................................6
3.1.1 OpenGL简介................................................6
3.1.2 OpenGL的工作流程..........................................6
3.1.3 OpenGL 2.0................................................7
3.2 FMOD声音引擎..................................................8
3.2.1 Fmod简介..................................................8
3.2.2 Fmod读写类................................................8
3.3 MYSQL数据库..................................................8
3.3.1 MySQL简介.................................................9
3.3.2 MySQL读写类...............................................9
3.4 XML文件......................................................9
3.4.1 XML简介..................................................10
3.4.2 XML读写类................................................10
3.5 SOCKET套接字................................................10
3.5.1 SOCKET简介...............................................10
3.5.2 SOCKET读写类.............................................11
3.6 STL模板库...................................................12
3.7小结.........................................................12
第四章射击类三维游戏建模.........................................13
4.1游戏术语.....................................................13
4.2游戏模型.....................................................13
4.2.1游戏流程..................................................14
4.2.2游戏结构..................................................14
4.3小结.........................................................17
第五章TRANSFORMER游戏引擎的设计与实现...........................18

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5.1构建原则.....................................................18
5.2适用范围.....................................................18
5.3分析.........................................................18
5.3.1资源使用..................................................19
5.3.2场景组织..................................................20
5.3.3事件处理..................................................21
5.3.4景象渲染..................................................22
5.3.5规则运行..................................................24
5.4设计.........................................................25
5.5实现.........................................................26
5.5.1资源包....................................................26
5.5.2界面包....................................................26
5.5.3设备包....................................................29
5.5.4实体包....................................................30
5.5.5辅助包....................................................31
5.5.6工具包....................................................35
5.5.7程序框架..................................................36
5.6测试.........................................................39
5.7小结.........................................................39
第六章LVBS虚拟战场系统的设计与实现..............................41
6.1引言.........................................................41
6.2系统建模.....................................................41
6.2.1几何建模..................................................41
6.2.2行为建模..................................................42
6.2.3状态图....................................................43
6.3前台交互.....................................................43
6.3.1显示......................................................43
6.3.2操纵......................................................45 （科教范文网http://fw.ΝsΕΑc.com编辑）
6.4后台服务.....................................................45
6.4.1数据统计..................................................45
6.4.2网络通信..................................................45
6.4.3媒体记录..................................................46
6.5实验数据及图形...............................................46
6.5.1实验数据..................................................46
6.5.2实验图形..................................................47
6.6小结.........................................................48
第七章总结与展望.................................................49
参考文献..........................................................50
致谢..............................................................53
附录使用说明.....................................................54
第一章绪论
1.1游戏引擎的研究现状
科学计算可视化、计算机动画和虚拟现实是近年来计算机图形学领域的三大热门研究方向，而电子游戏作为这些技术在商业领域上的应用更是蓬勃发展，其可复用的部件——游戏引擎——已经吸引了越来越多的商家和高校甚至政府机构的注意力。目前国际上已经涌现了众多杰出的游戏软件公司（例如美国的EA、法国的UBI等）和大批优秀的3D游戏引擎，一些政府（例如韩国）已经将游戏产业确立成国民经济的支柱。国内关于这方面的研究起步很晚，我们一般是要么购买别人的引擎进行二次开发，导致引擎功能受限，要么自主开发，但是引擎的体系结构不合理不利于重用。不过据报道“网络游戏通用引擎研究及示范产品开发”、“智能化人机交互网络示范应用”两个项目已经正式纳入了国家“863计划”，信息产业部2004年度电子信息产业发展基金中“网络游戏开发平台项目”也是以研发通用引擎为目的的，这表明了我国已经开始重视这方面的研究。