………………………………20 5.1 unity3D三维游戏引擎人物动作处理技术研究总结……………….20附录……………………………………………………………………………………………………………………………………….2l 附录A高、中、低模型在Unity3D相同场景中渲染效率统计表…………2l 附录B高、中、低模型动态调用不同动作的渲染结果统计表…………..22 附录C未使用动画融合的人物动作控制脚本……………………….23 附录D设定可编辑的waypoint路标程序脚本………………………25 附录E利用waypoint实现NPC角色动态寻路程序脚本……………….27 附录F玩家角色与环境互动程序脚本…………………………….30 附录G使用动画融合控制玩家角色运动的程序脚本………………….31参考文献………………………………………………………………………………………………….32读期间发表的学术论文及研究成果…………………………………………………………………..34致谢……………………………………………………………………………………………………………………………………35 2 第一章前言 绪论 随着计算机软硬件的飞速发展,数字游戏技术已经从二维发展到三维、从单机发展到网络、从CPU渲染发展到GPU加速。
在硬件GPU性能不断提升、Dirext)(及相关3DAPI标准不断升级、三维游戏引擎功能不断完善的今天,现代三维游戏中越来越多的使用更加复杂精细的人物造型、自然逼真的动作、真实的物理环境互动,这一切都使得三维游戏实时演算的虚拟场景越来越逼近现实世界。
而作为游戏设计中最直接影响游戏拟真度的人物动作处理技术已成为三维游戏的关键技术之一。
人物动作处理技术从游戏人物策划设计阶段开始,包括人物建模方式(多边形poly90n建模和曲面NUImS建模)、模型面数控制、动作拟真处理方法(动态动作捕捉技术或人工智能软件拟真)、模型动画导入、动作控制与互动、以及人物动作融合技术等多个方面。
人物动作处理技术跨越游戏设计的策划、美术、引擎三个方面,是一个有机融合的综合处理过程。
在游戏设计过程中,引擎是游戏设计制作的核心,本文重点研究和解决在Unity3D三维游戏引擎下对人物动作控制与处理技术。
3 第一章前言 第1章 前言1.1研究的背景和意义 人物动作处理技术是游戏设计技术研究的热点技术,国内游戏产业发展较国外落后5到10年,相关技术目前并不十分成熟。
本研究在已获得的三维课题经费的资助下,经过长时间的系统设计实践,研究和总结出一套完整、高效的三维游戏人物动作处理方案,为三维游戏和教育游戏的设计制作者以及希望使用三维游戏平台进行教育培训系统设计的教育工作者提供理论方案和参考。
人物动作处理技术跨越游戏设计策划、建模、引擎和整合全部流程,涉及多种技术的融合和相关软件与平台的使用处理技巧。
动作处理技术的研究成果对游戏设计者、制作者、游戏美术、游戏程序员都具有很高的应用价值。
1.2研究的基本思路与方法 1.研究和调研游戏动作设计与处理过程中相关的理论、期刊、文献和专业设计书籍。
2.比较各类三维建模软件的建模过程和动画制作过程。
3.比较基于wreb3D技术的各类游戏引擎的特点。
4.数据统计,比较分析不同模型和动作在游戏引擎中的渲染效率。
5.设计制作,在选定的引擎中实现动作控制处理程序的完整模块。
1.3本研究的特点和创新之处 1.是目前Unity3D游戏引擎下为数不多的动作处理解决方案 2.跨越建模和游戏引擎领域,是成体系的完整的动作处理解决方案。
4 第2章三维游戏动作处理技术与游戏引擎 第2章三维游戏动作处理技术与游戏引擎2.1三维游戏动作处理技术的核心组成部分 游戏动作处理技术包括游戏角色动作的设计、制作、捕捉、导入、互动、控制和融合等各个方面,主要分为两个组成部分,第一部分是三维建模和动作设计制作,这部分主要利用三维建模软件如3dsmax和Maya等软件设计制作三维模型和角色动作、利用运动捕捉设备或动作拟真软件捕捉或自动生成具有强烈真实感的人物运动动作序列。
第二部分是在游戏引擎中的动作控制,主要包括动作导入,人物动作操控与交互,场景动作互动及动作融合。
目前第一部分技术已经基本成熟和体系化,第二部分技术中,由于游戏引擎种类繁多,不同游戏引擎的处理方式存在较大差异,目前还没有统一的处理方式和技术方案,在游戏引擎中对动作的控制与处理是游戏设计中非常关键的一个环节,游戏的真实感、可玩性、操控感集中体现在对游戏动作的处理与控制上。
本文研究的是在实际的Unity3D三维游戏引擎环境下的动作处理与控制的实现。
分析和解决Unity3D引擎环境下游戏动作处理的难点和关键环节。
2.2 Un i ty3D弓I擎2.2.1为什么选择unjty3D游戏引擎 Unity3D三维游戏引擎在业界有着3D版F1ash平台的称号,它拥有成熟三维游戏引擎应具有的完整的图形渲染子系统、物理子系统、音视频子系统、网络子系统、编辑器系统、GUI系统、Shader系统。
它同时支持目前主流的openGL和DirectX技术。
具有优秀的设计环境、方便快捷的设计流程、易于操作的场景编辑器,它对主流三维模型工具(如3dsmax和maya)有着良好的支持,最终编译的程序不仅可嵌入浏览器环境直接运行,还具有跨平台的特性(可在windows,MAC,iPhone,Wii等多个Pc和游戏平台上运行),这些优点使其逐渐成为3D游戏和虚拟仿真项目优先选择的引擎,广泛被应用于三维游戏、虚拟现实和Web3D等众多领域,在目前web3D三维引擎市场有着很高的占有率。
2.2.2 un ity3D与建模软件接口 Unity3D可以直接使用3dsmax的max格式和maya的.md格式。
对于其他三维建模软件可以使用FBx格式,FBX格式来源于Motionbuilder,该软件是三维动作设计制作软件。
FBX最大的用途就是用在诸如3dsmax、Maya、Softimage等三维建模软件间进行模型、材质、动作、摄影机信息和灯光信息的互导,可以说, 5 第2章三维游戏动作处理技术与游戏引擎FBX方案是最好的互导格式,Unity3D引擎通过对FBX格式完善的支持提供了与其他三维建模软件之间的良好的模型导入接口。
2.2.3 Un ity3D编程模式和支持语言 Unity3D使用Mono环境的C#底层,在上层使用Javascript、C#和Boo等作为游戏程序开发的脚本语言,支持重载和重命名,其脚本使用动态编译技术,运行速度接近汇编语言。
上层的脚本语言可以混合使用,支持C#,VB.NET,VB6及Delphi等程序语言的外联结,目前,从小型3D游戏的开发到大型商业网络3D游戏都有很多典型的项目在使用Unity3D引擎。
6 第3章三维游戏动作处理的技术步骤与研究内容 第3章 三维游戏动作处理技术的组成结构与研究内容 #-警,妊}.0t&}∞i3.1三维游戏对人物模型与动作设计的要求 三维游戏对人物动作设计一般遵循以下两个原则:一是使用低面数模型建立三维模型,二是采用骨骼动画实现角色动作。
3.1.1建模复杂度对引擎渲染效率的影响 游戏与C
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