[发明专利]一种基于游戏引擎技术及游戏设备的赛车游戏仿真平台

权利要求书

1.一种基于游戏引擎技术及外部游戏设备的赛车游戏仿真平台，其特征在于，包括数据仓库模块、预处理模块、内部逻辑模块以及页面逻辑模块；其中内部逻辑模块包括：碰撞子模块、材质子模块、场景子模块、渲染子模块；页面逻辑模块包括：操作界面子模块、商城子模块；其中数据仓库模块和预处理模块相连，预处理模块和内部逻辑模块相连，内部逻辑模块和页面逻辑模块相连；内部逻辑模块中场景子模块和渲染子模块相连，页面逻辑模块中操作界面子模块和商城子模块相连；

所述数据仓库模块基于Unity游戏引擎里的数据桶和数据堆栈进行实现，负责存储赛车仿真平台内各种资源及游戏内部数据；

所述预处理模块负责读取数据仓库模块中的游戏数据并对其进行预处理，优化游戏资源，配置游戏内部环境；

所述内部逻辑模块主要完成整个游戏平台的核心逻辑实现，包括碰撞子模块、材质子模块、场景子模块和渲染子模块；

所述碰撞子模块主要完成赛车的转弯设计、赛车间的碰撞检测和碰撞效果的展示：赛车转弯设计采用车辆转弯算法；赛车间的碰撞检测采用赛车碰撞检测算法；碰撞效果的展示采用合适的碰撞动画进行实现；

所述车辆转弯算法，依据赛车转弯半径公式计算出赛车转弯半径，在Unity游戏引擎中采用C#语言实时获取赛车过弯道时的转弯角度，实现车辆转弯的真实模拟；其赛车转弯半径为车辆的前轮外侧与弯道中心两点之间连线的距离，赛车转弯半径计算公式如下：

式中R为赛车转弯半径，R2为赛道外半径，R1为赛道内半径，d1为赛车长度，d2为赛车宽度，x为赛车环行时最外点至赛道外边距离，y为赛车环行时最内点至赛道内边距离；

所述赛车碰撞检测算法，将平台内玩家赛车与其它物体的碰撞处理为矩形碰撞，玩家赛车为矩形1，其它物体为矩形2；赛车碰撞检测算法的实现原理：检测两个矩形是否重叠，在数学上具体处理为比较中心点的坐标在x和y方向上的距离和宽度的关系，即两个矩形中心点在x方向的距离的绝对值小于等于矩形宽度和的二分之一，在y方向的距离的绝对值小于等于矩形高度和的二分之一，其数学公式如下：

x方向：|(x1+w1/2)–(x2+w2/2)|≦|(w1+w2)/2| 公式(2)

y方向：|(y1+h1/2)–(y2+h2/2)|≦|(h1+h2)/2| 公式(3)

式中(x1，y1)为矩形1左上角的坐标参数，w1为矩形1的宽度，h1为矩形1的高度，(x2，y2)为矩形2左上角的坐标参数，w2为矩形2的宽度，h2为矩形2的高度；

所述材质子模块主要包括路面、树木、建筑、车辆外观等静态材质，应用于游戏平台内各游戏模型；

所述场景子模块采用场景优化算法，实现逼真的场景、灯光、雨滴动态粒子效果等；

所述场景优化算法，利用八叉树数据结构对游戏平台内的场景进行分割，采用区域LOD(Level of Detail，多层次细节)法优化场景地图,对场景采用改进的平面贴图法进行优化,在保证游戏视觉效果的同时减少优化复杂度；

所述渲染子模块采用渲染加速算法，实现图形图像、光照粒子以及赛车爆炸动画等方面的真实渲染效果；

所述渲染加速算法采取BSP树的空间数据结构，运用LOD(Level of Detail)切换及选取技术，将游戏平台内的图形图像、光照粒子以及赛车爆炸动画在屏幕上由后往前地渲染出来；

所述页面逻辑模块主要完成游戏平台的界面设计与实现，包括商城子模块和操作界面子模块；

所述商城子模块即游戏商城，用于玩家购买赛车以及升级赛车性能，由游戏操作界面的各个LOGO图片组成，包括刹车按钮、油门按钮、转弯按钮等图片；

所述操作界面子模块即赛车游戏界面，由游戏商城界面的各个LOGO图片组成，包括游戏金币、赛车模型、赛车零件等图片。

2.本发明的实施例的游戏环境包括四个部分，分别是：Unity游戏引擎、赛车游戏仿真平台、游戏设备和显示器；其中，Unity游戏引擎和赛车游戏仿真平台相连，赛车游戏仿真平台和游戏设备、显示器相连；

所述Unity游戏引擎用于开发制作赛车游戏仿真平台；

所述赛车游戏仿真平台为本发明的基于游戏引擎技术及游戏设备的赛车游戏仿真平台；

所述游戏设备、显示器为外部游戏设备，用于连接赛车游戏仿真平台以搭建外部游戏环境，玩家以此进行赛车仿真交互；

所述赛车游戏仿真平台具体的工作流程为：首先游戏设备和显示器通过USB接口连接赛车游戏仿真平台，然后启动平台，其中的数据仓库模块将存储好的平台内各种游戏资源及游戏内部数据传输到预处理模块，预处理模块对游戏资源及数据进行优化，配置游戏内部环境；然后内部逻辑模块开始工作，其中的碰撞子模块实现赛车的转弯设计、赛车间的碰撞检测和碰撞效果的展示，材质子模块显示游戏平台内各游戏模型的静态材质，游戏平台中的真实环境背景由其中的场景子模块和渲染子模块相互作用形成；内部逻辑模块运转后，页面逻辑模块开始工作，其中的商城子模块用于玩家购买赛车以及升级赛车性能，操作界面子模块用于玩家进行赛车仿真体验与交互。