分 类 号 密 级
U D C 编 号 10486
武 汉 大 学
工程硕士专业论文
游戏渲染的发展史
研 究 生 姓 名:林诗
:2010212160149
指导教师:朱新铭
工 程 领 域 名 称:
软件工程
研 究 方 向:游戏引擎技术
2011 年 5月 10日
目 录
目 录 2
摘 要 3
第一章 2D游戏的发展 4
1.1游戏机的开拓时代 4
1.1.1世界上第一款视频游戏"双人网球" 4
1.1.2第一款交互式游戏太空大战 6
1.1.3第一款街机游戏"电脑空间"发布 8
第二章 图形的显示和图形引擎的处理 10
2.1图形引擎
系统的处理过程 10
2.2图形引擎系统的功能分析 12
第三章 图形渲染系统模块的
设计 13
3.1图形渲染系统的层次划分 13
3.2图形操作流程.........................................................14
3.2.1调入位图图像文件...............................................14
3.2.2绘制位图图像并显示到屏幕 15
3.3动画贴图子模块............................................15
3.3.1子画面动画 15
3.3.2帧动画 16
3.3.3精灵行走动画 16
3.3.4游戏滚动背景 18
3.4屏幕渲染管理模块 19
3.4.1场景管理的设计原理 19
3.4.2画面互相遮挡
问题的解决 20
3.4.3渲染状态管理 23
3.5特效处理系统模块的设计 23
3.5.1混合特效技术 23
3.6粒子特效在游戏中的应用 26
第四章 从2D到3D游戏的过渡 30
4.1 2.5D游戏的形成 30
4.2 2.5D游戏的好处....................................................................................31
4.3 3D游戏的定义......................................................................................32
4.4游戏史上第一个3D游戏 32
第五章3D游戏的渲染技术 34
5.1 3D图形渲染管线 34
5.1.1什么是渲染 34
5.1.2什么是渲染管线 34
5.1.3图元装配和光栅化 38
5.1.4光栅操作 39
5.1.5形象化图形流水线 40
第六章 3D游戏图形引擎设计 42
6.1 3D游戏图形引擎的要素 42
6.2 游戏图形引擎实现过程 43
6.2.1坐标变换 43
6.2.2物体剔除 43
6.2.3背面消除 43
6.2.4 3D物体空间裁剪 44
6.2.5渲染和光栅化 44
第七章 3D图形引擎中渲染器的设计技术 45
7.1渲染器低层次细分 45
7.1.1三维模型子系统 45
7.1.2 场景管理子系统 46
7.1.3特效子系统 46
7.2渲染内核核心模块和技术 47
7.2.1光照和表面性质 48
7.2.2房间和地形 50
7.2.3 空间划分和排序 52
7.2.4可见性判断和裁剪 53
7.2.5碰撞检测 54
7.2.6 粒子系统 55
7.2.7 雾效 56
第八章3D游戏的发展 57
8.1前期发展 57
8.2 3D游戏的革命 59
8.3最近十年游戏的发展 62
8.4游戏发展的未来 67
参考文献..............................................................................................67
摘 要
本文介绍了视频游戏发展的历史,视频游戏中图形的显示和图形引擎的处理技术,游戏渲染技术的发展。其中包括2D游戏渲染引擎设计,3D游戏渲染技术。
图形渲染系统是2D游戏图形引擎中非常重要的一部分,该系统的主要功能是将制定的图像及效果在显示终端上显示出来,包括各种图像、动画效果、人物角色以及游戏的背景等。3D图形引擎中渲染器的设计技术按照不同的功能和任务,可以把渲染器整个底层次细分为三维模型、场景管理和特效三个子系统。一般由Direct3D或者 openGL 来实现它们。
关键词:游戏 渲染引擎 发展史 2D图形 3D图形
第一章 2D游戏的发展
1.1游戏机的开拓时代
1.1.1世界上第一款视频游戏"双人网球"