Att bygga en videospelmotor är ett monumentalt företag som kräver en djup förståelse för datavetenskap, matematik och principer om spelutveckling. Det är inte ett projekt du hanterar lätt, men här är en uppdelning av de viktigaste komponenterna och stegen:
i. Kärnsystem:
* renderingmotor: Detta är hjärtat i motorn, ansvarig för att visa spelvärlden på skärmen. Det innebär:
* Grafik API: Att välja ett grafik -API som Vulkan, DirectX eller Metal är avgörande. Var och en har sina styrkor och svagheter när det gäller prestanda, plattformsstöd och komplexitet.
* skuggprogrammering (GLSL, HLSL, etc.): Shaders är program som körs på GPU och definierar hur objekt görs (belysning, strukturer, effekter). Du måste skriva dessa för att skapa visuellt tilltalande grafik.
* Scengraf: En hierarkisk datastruktur som organiserar spelobjekt i 3D -världen, vilket gör det lättare att hantera transformationer och rendering.
* mesh -hantering: Laddar, bearbetning och rendering av 3D -modeller.
* texturhantering: Laddar och applicerar strukturer på ytor.
* Kamerasystem: Definiera spelarens synvinkel och kontrollera kamerans rörelse och perspektiv.
* Effekt efterbehandling: Lägga till visuella förbättringar som blom, fältdjup och anti-aliasing.
* Fysikmotor: Simulerar realistisk eller stiliserad fysik, hantering av kollisioner, tyngdkraft och andra fysiska interaktioner mellan föremål. Alternativen inkluderar att använda en förbyggd fysikmotor som Box2D (2D) eller Bullet Physics (3D) eller bygga din egen.
* Ingångssystem: Hanterar användarinmatning från tangentbord, mus, gamepad och andra enheter och översätter dem till spelåtgärder.
* Game Loop: Motorns huvudslinga, ansvarig för att uppdatera speltillståndet, göra scenen och hantera ingång till en konsekvent bildhastighet.
* Resurshantering: Effektivt lastning, hantering och lossning av speltillgångar (modeller, strukturer, ljud etc.) för att minimera minnesanvändning och lastningstider.
* ljudmotor: Spelar ljudeffekter och musik, ofta med API:er som Openal eller FMOD.
* skriptsystem: Låter speldesigners enkelt ändra spellogik och beteende utan att komponera motorn. Lua och Python är populära val för skriptspråk.
* nätverk (valfritt): Om du bygger ett multiplayer -spel behöver du ett nätverkssystem för att hantera kommunikation mellan klienter och servrar.
ii. Bygga motorn:
1. Välj ett programmeringsspråk: C ++ är det vanligaste valet för spelmotorutveckling på grund av dess prestanda och kontroll. Andra språk som C# (med enhet) eller rost används också.
2. Designa arkitekturen: Planera den övergripande strukturen för din motor och definiera interaktioner mellan dess olika komponenter. Överväg att använda en modulär design för att göra motorn lättare att underhålla och förlänga.
3. Implementera kärnsystem: Börja med Foundational Systems (rendering, input, spelslinga) och lägg gradvis till fler funktioner.
4. Utveckla verktyg: Skapa verktyg för att hjälpa till i spelutveckling, till exempel redaktörer för nivåer, modeller och skript.
5. Testning och felsökning: Testa noggrant din motor i varje steg för att identifiera och fixa buggar.
6. iteration och förfining: Utveckling av spelmotor är en iterativ process. Du förbättrar kontinuerligt och lägger till funktioner baserade på testning och feedback.
iii. Verktyg och bibliotek:
* grafik Apis: Vulkan, Directx, Metal, OpenGL
* Fysikmotorer: Box2d, Bullet Physics, Physx
* matematikbibliotek: Glm, Eigen
* Asset Management Libraries: Assimp, stb_image
* ljudbibliotek: Openal, fmod
iv. Alternativ:
Istället för att bygga en motor från grunden (vilket är extremt utmanande), överväg att använda en spelmotor som Unity eller Unreal Engine. Dessa ger ett stort antal funktioner och verktyg, vilket minskar utvecklingstiden avsevärt. Att förstå de underliggande principerna för motordesign är dock värdefullt även om du använder en förbyggd motor.
Att bygga en spelmotor är ett långsiktigt projekt som kräver betydande skicklighet och engagemang. Börja med små, hanterbara mål och bygg gradvis upp din motors kapacitet. Fokusera på att behärska ett område i taget och var inte rädd för att lära av andras arbete och open source-projekt.
