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虛幻游戲引擎概要虛幻引擎3是一個面向下一代游戲機和directx 9個人電腦的完整的游戲開發(fā)平臺，提供了游戲開發(fā)者需要的大量的核心技術(shù)、數(shù)據(jù)生成工具和基礎(chǔ)支持。虛幻引擎3的設(shè)計目的非常明確，每一個方面都具有比較高的易用性，尤其側(cè)重于數(shù)據(jù)生成和程序編寫的方面，這樣的話，美工只需要程序員的很少量的協(xié)助，就能夠盡可能多地開發(fā)游戲的數(shù)據(jù)資源，并且這個過程是在完全的可視化環(huán)境中完成的，實際操作非常便利；與此同時，虛幻引擎3還能夠為程序員提供一個具有先進(jìn)功能的，并且具有可擴(kuò)展性的應(yīng)用程序框架（framework），這個框架可以用于建立、測試和發(fā)布各種類型的游戲。 64位色高精度動態(tài)渲染管道。gamma校正和線性顏色空間渲染器提供了完美的顏色精度，同時支持了各種后期特效例如光暈，鏡頭光環(huán)和景深等效果。在最新的一代顯示芯片發(fā)布的過程中，我們注意到了一個非常明顯的特點，就是新一代的顯示芯片已經(jīng)不再滿足于傳統(tǒng)的32位色深，轉(zhuǎn)而需要更加高精度的顏色范圍，這一點在nv40和r420身上都能非常明顯的看出來。在nv40上，這種技術(shù)被稱為hpdr技術(shù)，而在r420身上，這種技術(shù)也有所體現(xiàn)。 支持當(dāng)前所有的基于像素的光照和渲染技術(shù)，包括使用法線貼圖技術(shù)的參數(shù)化的phong光照；虛擬位移貼圖；光線衰減函數(shù)；采用預(yù)計算的陰影遮罩技術(shù)以及使用球形harmonic貼圖的預(yù)計算的凹凸自陰影 高級的動態(tài)陰影。虛幻引擎3提供對下列3種陰影技術(shù)的完全支持： 采用動態(tài)模板緩沖的陰影體積技術(shù)，能夠完整支持動態(tài)光源，這樣就能在場景中所有物體上精確地投射陰影。 能夠讓動態(tài)的角色在場景中投射出動態(tài)的、柔和的模糊陰影，這個過程是通過使用16x超級取樣的陰影緩沖實現(xiàn)的 采用了擁有極高質(zhì)量和極高性能的預(yù)先計算出的陰影遮罩，從而可以將靜態(tài)光源的交互現(xiàn)象離線處理，同時保留了完整的動態(tài)高光和反射效果。 所有支持的陰影技術(shù)都是可視化的，并且可以按照美工的意愿自由混合。另外，同時可以與有顏色的衰減函數(shù)結(jié)合，從而實現(xiàn)具有合適陰影的平行光、聚光燈效果，以及投射光效果角色能夠在虛幻引擎3中使用陰影技術(shù)產(chǎn)生動態(tài)的軟陰影 強大的材質(zhì)系統(tǒng)，使得美工可以在實時圖形化界面中建立任意復(fù)雜的實時shader，而這個界面的友好度可與maya的非實時shader圖形編輯界面媲美 材質(zhì)框架是模塊化的，所以程序員不僅可以加入新的shader程序，還可以加入能夠讓美工隨意與其他組件連接的shader組件，從而可以實現(xiàn)shader代碼的動態(tài)合成。 完全支持室內(nèi)和室外環(huán)境的無縫連接，在任何地方都支持的動態(tài)每象素光照和陰影。 美工可以通過一個可動態(tài)變形的基本高度圖來建立地形，并使用多層混合材質(zhì)，這其中包括位移貼圖，法線貼圖和任意復(fù)雜的材質(zhì)，動態(tài)的基于lod的細(xì)分，以及植被。另外，地形系統(tǒng)還支持美工控制的自然效果，如平地上的植被，陡坡上的巖石和山頂上的雪 體積環(huán)境效果，包括高度霧和物理上精確的距離霧 剛體物理系統(tǒng)，支持游戲者和游戲中的物體，布娃娃角色動畫以及復(fù)雜碰撞等物體交互方式。布娃娃（ragdoll）系統(tǒng)，是目前最為流行的一種非常高級的物理引擎，能夠付給物體以一定的質(zhì)量，形狀等特性，從而獲得非常逼真的力學(xué)動態(tài)效果。half life 2、pain killer等著名游戲均采用了這個物理引擎。 所有可渲染的材質(zhì)都含有物理特性，例如摩擦系數(shù)等參數(shù)。在虛幻引擎3提供的編輯工具unrealed中，能夠?qū)ξ矬w的屬性進(jìn)行實時修改 符合物理原理的聲音效果 完全整合的基于物理原理的交通工具支持，包括游戲者控制，人工智能和網(wǎng)絡(luò) unrealed內(nèi)建的可視化物理建模工具，支持對于模型和骨骼動畫網(wǎng)格的用于優(yōu)化碰撞檢測的圖元的建立；約束編輯；在編輯器內(nèi)可交互的物理模擬和調(diào)整 動畫系統(tǒng) 骨骼動畫系統(tǒng)；支持每頂點可達(dá)4骨骼同時影響的效果以及復(fù)雜的骨骼結(jié)構(gòu)。 動畫由一棵動畫物體樹驅(qū)動，包括： 混合控制器，進(jìn)行對嵌套的動畫物體之間的多路混合。 數(shù)據(jù)驅(qū)動的控制器，封裝動作捕捉或手動制作的動畫數(shù)據(jù)。 物理控制器，連接到剛體動態(tài)引擎，用來實現(xiàn)布娃娃系統(tǒng)的游戲者和npc動畫和對力的物理響應(yīng)。 過程動畫控制器，以c+或unrealscript實現(xiàn)，為了實現(xiàn)一些如使一個npc的頭部和眼睛跟蹤一個在關(guān)卡中行走的游戲者，或使一個角色根據(jù)健康情況和疲勞度作出不同動作等特性。 為3d studio max和maya制作的導(dǎo)出工具，用于向引擎中導(dǎo)出賦予蒙皮權(quán)重的網(wǎng)格，骨骼和動畫序列。 游戲框架以及人工智能 提供了一個支持普通游戲?qū)ο螅ㄈ缬螒蛘?，npc，物品，武器和觸發(fā)器）的面向?qū)ο蟮挠螒蚩蚣堋?豐富的多級別ai系統(tǒng)，支持尋路、復(fù)雜關(guān)卡游歷、單獨決策和組隊ai 對如觸發(fā)器，門和升降機等普通游戲?qū)ο竺舾械膶ぢ房蚣埽试S復(fù)雜的游歷設(shè)定，使得npc可以按下開關(guān)，打開門，并繞過障礙物。 游歷框架帶有短期戰(zhàn)術(shù)戰(zhàn)斗、掩護(hù)和撤退的路線網(wǎng)。 基于小隊的ai框架，適合第一人稱射擊、第三人稱射擊和戰(zhàn)術(shù)戰(zhàn)斗游戲。 ai路徑在unrealed中可見并可由關(guān)卡編輯者編輯，允許自定義和提示可見的ai腳本工具，使設(shè)計者可以創(chuàng)建復(fù)雜的交互性游戲設(shè)定，例如游戲者目標(biāo)，通用的游戲事件觸發(fā)器和交互式過場動畫 unrealmatinee，一個基于時間線的可視化序列、動畫和曲線路徑工具。設(shè)計者可以使用此工具建立游戲中的過場動畫，可以是交互的或非交互的，通過動畫序列化、移動包括攝像機在內(nèi)的對象，控制聲音和視覺特效，并觸發(fā)游戲和ai事件。unrealed中的“matinee”工具，能夠編輯基于時間軸的事件序列 支持各種平臺的輸出格式，包含5.1環(huán)繞立體聲和高品質(zhì)杜比數(shù)碼音效。 3維聲源位置設(shè)置，多普勒效應(yīng)。多普勒效應(yīng)：是指當(dāng)發(fā)聲物體在運動時，聲音的音調(diào)會隨著物體移動速度而改變其高低聲音頻率的變化，這個原理也被運用在聲卡3d發(fā)聲原理之中。 在unrealed中的可視化音效工具可以為聲音設(shè)計者提供對音效的全面的控制，聲音強度，順序，循環(huán)，過濾，調(diào)制，變調(diào)和隨機化。聲音參數(shù)被從代碼中分離開，使設(shè)計者可以控制所有的與游戲、過場動畫和動畫序列相關(guān)的聲音。 支持所有平臺的主要聲音格式，包括pcm,adpcm,游戲機對應(yīng)的聲音壓縮格式和ogg vorbis。 支持游戲機上的聲音流。 internet和局域網(wǎng)游戲已經(jīng)成為epic的競賽游戲如unreal tournament 2004的一大特征。虛幻引擎長時間以來一直提供靈活的高級網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，適合于各種類型的游戲。 internet和局域網(wǎng)游戲在pc和所有游戲機平臺上都被完全支持unreal tournament 2004的游戲中帶的服務(wù)器瀏覽器 虛幻引擎的網(wǎng)絡(luò)游戲部分編程是高層的和數(shù)據(jù)驅(qū)動的，允許由unreal腳本代碼指定在客戶端和服務(wù)器之間聯(lián)系的變量和函數(shù)，來保留一個同步的對游戲狀態(tài)的近似。底層游戲網(wǎng)絡(luò)傳輸是基于udp的并能夠?qū)⒖煽亢筒豢煽總鬏敺绞浇Y(jié)合，來對游戲感進(jìn)行優(yōu)化，即使在低帶寬和高延遲的環(huán)境下。 客戶端服務(wù)器模式下最多支持64個游戲者同時游戲。同時支持非服務(wù)器模式（點對點模式）下的16游戲者同時游戲。 支持不同平臺間的網(wǎng)絡(luò)互連（例如pc服務(wù)器和游戲機客戶端；windows, macos和linux客戶端共同進(jìn)行游戲）。 所有游戲特性在網(wǎng)絡(luò)游戲模式下都被支持，包括基于交通工具的多人游戲，帶有npc和機器人的組隊競技，單人模式下的協(xié)同游戲等等。支持自動下載，包括跨平臺的一致的unreal腳本代碼。這項特性使得從用戶自己創(chuàng)建的地圖到獎勵包，到完整的游戲mod都可以隨意獲得。 提供了一個主服務(wù)器組件來跟蹤世界范圍內(nèi)的服務(wù)器，提供給游戲者過濾的服務(wù)器列表，等等。世界范圍內(nèi)的游戲統(tǒng)計跟蹤系統(tǒng) 請注意我們不會提供一個適合大量玩家在線網(wǎng)絡(luò)游戲的服務(wù)器或網(wǎng)絡(luò)框架。盡管這項工作是一個需要多人多年工作的工程，仍然有很多小隊已經(jīng)使用unreal引擎做了這件事（包括ncsoft的天堂2和ea的創(chuàng)世紀(jì)x），這表明了使用unreal引擎作為mmorpg游戲客戶端和工具的可能性。 unrealed內(nèi)容創(chuàng)建工具 uneral編輯器(unrealed)是一個純粹的所見即所得的數(shù)據(jù)生成工具，用來填充3d studio max， maya和可發(fā)行游戲之間的空隙。 對游戲?qū)ο笕缬螒蛘?，npc，物品，ai路點和光源的可視化放置與編輯帶有完全的實時預(yù)覽，包括100的動態(tài)陰影。包含一個數(shù)據(jù)驅(qū)動的編輯框架，允許關(guān)卡設(shè)計者容易地自定義任何游戲?qū)ο?，以及允許程序員通過腳本向設(shè)計者能夠使用新的可自定義的屬性?？梢暬牟馁|(zhì)瀏覽器，并能提供搜索和管理的功能 美工可以通過實時地形編輯工具來提高地面，向地面繪制alpha層來控制各層的混合并組裝各層，碰撞檢測數(shù)據(jù)和位移貼圖 可視化材質(zhì)編輯器。通過可視化的連接顏色、alpha和貼圖坐標(biāo)系統(tǒng)和程序員定義的材質(zhì)組件，美工可以建立從簡單的多層混合材質(zhì)到極為復(fù)雜的材質(zhì)，并且這些材質(zhì)可以動態(tài)地與場景中的光源交互 一個強大的瀏覽框架，可以用來尋找、預(yù)覽和組織各種類型的游戲資源 美工可以使用動畫工具來引入模型、骨骼和動畫，并將它們連接到游戲中的事件如聲音和腳本事件?？梢暬牟馁|(zhì)編輯器讓美工能夠輕易的創(chuàng)建能夠在shader程序中應(yīng)用的素材 在編輯器中的play here按鈕使得在編輯器中只要點擊一下鼠標(biāo)即可進(jìn)行游戲。這樣，你可以在編輯器中一邊測試游戲，一邊進(jìn)行編輯。 每份unreal引擎授權(quán)都包含了重新組合分配unrealed的權(quán)利，使得游戲制作組可以將他們的數(shù)據(jù)創(chuàng)建工具與游戲一起發(fā)布給mod制作團(tuán)體。mod提供者已經(jīng)成為當(dāng)今很多卓越的pc游戲成功的一個重要因素，而且我們可以預(yù)見在將來，對基于pc的mod開發(fā)的支持也可能成為游戲機游戲的重要因素。 我們提供了3d studio max和maya來將模型帶到虛幻引擎中，帶有網(wǎng)格拓?fù)湫畔?，貼圖坐標(biāo)，平滑組，材質(zhì)名稱，骨骼結(jié)構(gòu)和骨骼動畫數(shù)據(jù)。可視化的地形編輯器能夠?qū)崟r體現(xiàn)出地形的變化 所有您所希望從一個現(xiàn)代數(shù)據(jù)編輯工具中得到的東西：多層撤銷/重復(fù)功能，托拽，拷貝粘貼，自定義快捷鍵和顏色配置，視圖管理。在虛幻引擎3中我們的大多數(shù)角色都是由兩個網(wǎng)格模型建立的：一個具有幾千多邊形的實時網(wǎng)格，和一個數(shù)百萬多邊形的細(xì)節(jié)網(wǎng)格。我們提供了一個分布式計算的程序，對細(xì)節(jié)網(wǎng)格進(jìn)行光線跟蹤，并且從高多邊形幾何結(jié)構(gòu)生成一張法線貼圖，在游戲中賦予實時網(wǎng)格。結(jié)果是在游戲中的網(wǎng)格帶有高多邊形網(wǎng)格的所有光影細(xì)節(jié)信息，但是仍然可以十分容易的實時渲染。使用法線貼圖實現(xiàn)的超過1億個三角形效果,實際上只有50萬個三角形虛幻引擎3包含了例程部分和100的源代碼，包括引擎本身、編輯器、max/maya導(dǎo)出插件和所有該公司內(nèi)部開發(fā)的游戲的游戲代碼。 可擴(kuò)展的、面向?qū)ο蟮腸+引擎，帶有用于靜態(tài)和動態(tài)加載代碼和資源的軟件架構(gòu)，可移植性，易于調(diào)試。虛幻引擎3提供的腳本編輯器 unreal腳本語言提供了對元數(shù)據(jù)的自動支持；支持十分靈活的文件格式向下兼容性；支持讓關(guān)卡編輯者使用腳本屬性；基于gui的腳本調(diào)試器；對多種重要游戲編程概念的本地語言支持，例如動態(tài)有限狀態(tài)機和基于時間的代碼執(zhí)行。 模塊化材質(zhì)組件接口來擴(kuò)展可視化工具，并且在可視化shader gui中加入新的美工可用的shader組件。 源代碼控制友好的軟件架構(gòu)，對大型工作組和多平臺工程的可擴(kuò)展性。 unreal引擎3被作為一個可以在pc和任何下一代家用游戲主機上編譯的統(tǒng)一的代碼基礎(chǔ)。所有游戲組件和數(shù)據(jù)文件都可以在各種平臺上兼容，為了pc上代碼和資源的快速周轉(zhuǎn)，和家用機和pc上的游戲測試。 針對家用游戲機的可自由尋址的dvd讀取優(yōu)化過程，能夠用大于80%的dvd物理傳輸率上讀取關(guān)卡。虛幻引擎3還可以方便的支持多種語言 虛幻引擎3數(shù)據(jù)資源和代碼是可地方化的，能夠通過一個簡單的框架來擴(kuò)展游戲中全部的文字、聲音、圖像和視頻。虛幻引擎3是基于unicode字符級的，并且完全支持16位unicode字體和文字輸入，包括引入truetype字體到可渲染的位圖字體。我們的游戲已經(jīng)使用9種語言發(fā)布，包括中文、日文和韓文。注重細(xì)節(jié)，其他特殊規(guī)格一覽這里是一些我們在建立下一個基于虛幻引擎3游戲的指導(dǎo)方針。不同類型的游戲?qū)惺植煌挠螒蛘邤?shù)目，場景大小和表現(xiàn)。所以這些規(guī)范只能作為對一個項目而不是對所有項目的指導(dǎo)。 角色對于每個主要角色和靜態(tài)網(wǎng)格資源，我們建立兩個版本的網(wǎng)格模型：一個可選然的帶有唯一uv坐標(biāo)的網(wǎng)格模型，和一個只帶有幾何信息的細(xì)節(jié)網(wǎng)格模型我們通過虛幻引擎3來處理這兩個模型，基于細(xì)節(jié)模型的所有幾何信息來為可渲染模型生成一個高分辨率的法線貼圖?？射秩灸Ｐ停何覀冊诮⒖射秩灸Ｐ蜁r使用3000到12000個三角形，在場景中同時可見的角色有5到20個左右。 細(xì)節(jié)網(wǎng)格：我們使用一百萬到八百萬三角形來為標(biāo)準(zhǔn)的角色建立細(xì)節(jié)網(wǎng)格模型。這對于為每個角色建立一到兩個2048乘2048大小的法線貼圖已經(jīng)足夠了。 骨骼：我們的每個標(biāo)準(zhǔn)角色都有100到200塊骨頭，包括了有關(guān)節(jié)的臉部、手部和手指。 法線貼圖和材質(zhì)貼圖我們在建立大部分角色和場景的普通貼圖和法線貼圖時都使用2048乘2048分辨率的貼圖。我們感覺這是一個對于2006年左右的運行于中檔pc上的游戲來說的一個十分合理的目標(biāo)。下一代的游戲主機可能需要將貼圖大小減少2倍，而低端pc則需要減少4倍，取決于貼圖數(shù)量和場景復(fù)雜度。 環(huán)境典型的場景環(huán)境包括1000到5000可