[发明专利]一种基于DirectX的游戏引擎设计方法

说明书

技术领域

本发明涉及游戏引擎技术领域，具体涉及一种基于DirectX的游戏引擎设计方法。

背景技术

游戏引擎是一系列高级代码，可以以它为基础开发自己的游戏。现代游戏引擎已经对那些使用它的人隐藏了底层实现的细节和规范。游戏引擎包括：渲染引擎、物理引擎、声音引擎、场景管理等。游戏引擎本身只是一个由更小的引擎组成的集合。游戏引擎或它涵盖的内容并没有一个精确的定义。对视频游戏而言，它的游戏引擎至少要包含渲染引擎和输入引擎，这是必需的，否则，就不能叫其为交互式游戏。

微软的DirectX SDX是一种开发游戏引擎的常用软件开发包，该白发包包括6个组件：①DirectDraw：使用页面切换的方法实现动画，它不仅可以访问系统内存，还可以访问显示内存。②Direct3D：提供了3D硬件接口。③DirectSound：立体声和3D声音效果，同时管理声卡的内存。④DirectPlay：支持开发多人网络游戏，并能处理游戏中网络之间的通信问题。⑤DirectInput：为大量的设备提供输入支持。⑥自动安装DirectX驱动程序。有了3D编程环境，再使用微软的开发系统Visual C++编写程序，使3D游戏引擎的开发具有极大的自由度。

国外对三维游戏引擎的研究主要集中在几个大公司，包括：Id Software、Valve、3DRealms等，这些公司研究开发了一批优秀的3D引擎，是它们推动了3D游戏引擎的发展。中国游戏市场潜力巨大，在未来几年内，中国将从资金投入、创造产业环境、保护知识产权以及加强对企业引导等方面对国内的游戏企业加以扶持。亚洲将是未来全球网络游戏的重要市场，中国和日本将成为地区最大的两个在线游戏市场。时至今日，业界最著名的引擎包括了Unreal、Gamebryo、BigWorld、Unity3D等一些非常实用的商业引擎，还包括了许多开源的引擎，比如Orge、Irrlicht等，这样就给开发者提供了很好的选择，使引擎技术可以迅速的发展。

中国对于游戏引擎起步比较晚，到现在还没有能够走向国际市场的游戏引擎。目前国内引擎的发展和国外有一定差距，从这个意义上说我们现在还处于学习阶段。目前国内游戏市场对3D游戏的需求是呈上升趋势，研究游戏引擎是很大的现实意义的，因此自主研究游戏对我国以后游戏产业必然会产生很大的影响。

由于当前游戏场景变得越来越复杂，场景渲染对硬件提出了更加高的要求。为了增加复杂的内容，同样还得考虑物理学、碰撞以及其他会影响到所见到的内容以及与场景进行交互的内容。尤其是大场景地形往往是游戏效率的瓶颈并使得游戏运行速度非常缓慢。渲染系统在游戏引擎的所有部件当中是最复杂的，它的强大与否直接决定着最终的输出画面质量。因此，在游戏引擎的设计中，如何改善渲染系统的效率、从而提高游戏运行速度是一个值得探讨的问题。

发明内容

为了改善游戏引擎渲染系统的渲染效率、提高游戏运行速度，本发明提供了一种基于DirectX的游戏引擎设计方法。LOD，即，Level Of Detail，也就是细节层次。LOD是分阶段调整网格数据精密度的技术，对距离视点较远的三角形可以粗糙一些，而距离视点较近的三角形则应有较为细腻的表现。本发明采用的技术方案如下：

一种基于DirectX的游戏引擎设计方法，其特征在于，所述设计方法包括分别设计在Direct3D基础上的渲染引擎、在DirectInput基础上的输入系统、在DirectSound基础上的声音系统、处理碰撞和运动的物理系统、动画系统、人工智能系统和场景管理系统；其中，所述渲染引擎的渲染方法包括以下步骤：

步骤1：确定渲染地形，所述渲染地形是一大小为(2ⁿ+1)×(2ⁿ+1)的正方形区域，并且采样间隔均匀；

步骤2：分割渲染地形，利用四叉树对二维地形平面进行分割，每次把所述正方形区域分割成四个等分的小正方形，直到分割后的小正方形尺寸达到预定值N为止，该四叉树将整个正方形区域分割成2^(N+1)块小正方形地形；

步骤3：更新渲染地形，针对步骤2已经分割好的四叉树进行深度遍历，判断当前的节点是否可见，若当前节点不可见则返回步骤2，若当前节点可见则判断当前节点的LOD值是否是预定值N，若当前节点的LOD值不是预定值N则进行查找子节点，否则进行设置当前需要块的绘制信息；