到3D, 就必须先说说游戏引擎, 因为二者是密不可分!
我们可以把游戏的引擎比作赛车的引擎,大家知道,引擎是赛车的心脏,决定着赛车的性能和稳定性,赛车的速度、操纵感这些直接与车手相关的指标都是建立在引擎的基础上的。游戏也是如此,玩家所体验到的剧情、关卡、美工、音乐、操作等内容都是由游戏的引擎直接控制的,它扮演着中场发动机的角色,把游戏中的所有元素捆绑在一起,在后台指挥它们同时、有序地工作。简单地说,引擎就是“用于控制所有游戏功能的主程序,从计算碰撞、物理系统和物体的相对位置,到接受玩家的输入,以及按照正确的音量输出声音等等。”
可见,引擎并不是什么玄乎的东西,无论是2D游戏还是3D游戏,无论是角色扮演游戏、即时策略游戏、冒险解谜游戏或是动作射击游戏,哪怕是一个只有1兆的小游戏,都有这样一段起控制作用的代码。经过不断的进化,如今的游戏引擎已经发展为一套由多个子系统共同构成的复杂系统,从建模、动画到光影、粒子特效,从物理系统、碰撞检测到文件管理、网络特性,还有专业的编辑工具和插件,几乎涵盖了开发过程中的所有重要环节,以下就对引擎的一些关键部件作一个简单的介绍。
首先是光影效果,即场景中的光源对处于其中的人和物的影响方式。游戏的光影效果完全是由引擎控制的,折射、反射等基本的光学原理以及动态光源、彩色光源等高级效果都是通过引擎的不同编程技术实现的。
其次是动画,目前游戏所采用的动画系统可以分为两种:一是骨骼动画系统,一是模型动画系统,前者用内置的骨骼带动物体产生运动,比较常见,后者则是在模型的基础上直接进行变形。引擎把这两种动画系统预先植入游戏,方便动画师为角色设计丰富的动作造型。
引擎的另一重要功能是提供物理系统,这可以使物体的运动遵循固定的规律,例如,当角色跳起的时候,系统内定的重力值将决定他能跳多高,以及他下落的速度有多快,子弹的飞行轨迹、车辆的颠簸方式也都是由物理系统决定的。
碰撞探测是物理系统的核心部分,它可以探测游戏中各物体的物理边缘。当两个3D物体撞在一起的时候,这种技术可以防止它们相互穿过,这就确保了当你撞在墙上的时候,不会穿墙而过,也不会把墙撞倒,因为碰撞探测会根据你和墙之间的特性确定两者的位置和相互的作用关系。
渲染是引擎最重要的功能之一,当3D模型制作完毕之后,美工会按照不同的面把材质贴图赋予模型,这相当于为骨骼蒙上皮肤,最后再通过渲染引擎把模型、动画、光影、特效等所有效果实时计算出来并展示在屏幕上。渲染引擎在引擎的所有部件当中是最复杂的,它的强大与否直接决定着最终的输出质量。
每一款游戏都有自己的引擎,但真正能获得他人认可并成为标准的引擎并不多。纵观九年多的发展历程,我们可以看出引擎最大的驱动力来自于3D游戏,尤其是3D射击游戏。尽管像Infinity这样的2D引擎也有着相当久远的历史,从《博德之门》(Baldur's Gate)系列到《异域镇魂曲》(Planescape:Torment)、《冰风谷》(Icewind Dale)直至今年夏天将要发布的《冰风谷2》,但它的应用范围毕竟局限于“龙与地下城”风格的角色扮演游戏,包括颇受期待的《夜在绝冬城》(Neverwinter Nights)所使用的Aurora引擎,它们都有着十分特殊的使用目的,很难对整个引擎技术的发展起到推动作用,这也是为什么体育模拟游戏、飞行模拟游戏和即时策略游戏的引擎很少进入授权市场的原因,开发者即便使用第三方引擎也很难获得理想的效果,采用《帝国时代2》(Age of Empires)引擎制作的《星球大战:银河战场》(Star Wars:Galactic Battleground)就是一个最好的例子。
在引擎的进化过程中,肯·西尔弗曼于1994年为3D Realms公司开发的Build引擎是一个重要的里程碑,Build引擎的“肉身”就是那款家喻户晓的《毁灭公爵》(
3D游戏引擎设计是一项巨大的软件工程。一个人独立完成设计并撰写也并非不可能,但这不只是熬一两个晚上便能搞定的,你很可能会出写出几兆的源代码量。如果你没有持久的信念与激情,你很可能无法完成它。
那么至于2D, 就很好理解啦,目前80%的游戏都是2D的。
但是并不是说3D游戏就比2D游戏好,不见得!比如最近的英雄传说6空之轨迹,仍然保持2D风格,你能说它不好,不经典?!!答案是否定的!!
2D 图形游戏最显著的特征是所有图形元素是以平面图片的形式制作的,地图无论是拼接的还是整图制作,其地表、建筑都是单张的地图元素构成的。而动画则是以一张一帧的形式预先存在的。这些图形元素最终都会以复杂的联系方式在游戏中进行调用而实现游戏世界中丰富的内容。另一方面是 2D 游戏的显示技术,传统的 2D 游戏很少需要调用显卡加速,大部分的 2D 图形元素都是通过 CPU 进行。因此一款 2D 游戏的图形符合要看 CPU 的负载能力,知道这点很重要,例如现在的二级城市网吧里普遍 CPU 配置高,但显卡配置低,因此即使是 3D 游戏纵横的现在,我们制作一款画面丰富、风格独特的 2D 游戏也是相当有市场的。近两年,有人也对 2D 游戏使用了显卡加速,但显卡技术注定 2D 图形是通过 3D 技术进行加速的,即单张的图形或动画还是以 D3D 计算帖图的形式进行,这样通常可以保证了 2D 图形运行可以达到很高的速度,但是这类技术也不是很全面,瓶颈主要在显存帖图数量的限制和 3D 显卡技术标准不一,导致个别显卡运行不了。像素点阵技术也是较早期的 2D 技术
什么是2D动画
有一个故事是这样:一位计算机公司的职员参观一个计算机商品展示会,他走进了一家制造商的展位。这家制造商的2D动画软件做得很不错,但这位计算机职员认真的问软件生产商:“您们的软件是2D的,是吗?如果我能得到3D的,为什么要2D的呢?”
这个问题的答案有很多。如同视频和电影一样,Web上的2D动画要远远多于3D动画。2D动画的丰富性是天才的艺术家们和天才的卡通人物用80年积累下来的遗产。相比起来,3D动画只被台式计算机用户使用了大约10年,单元动画制作的长片电影有几百部,短片和长卡通片则是数以千计。然而到目前为止,只有一部全长的3D动画和少数几部值得一提的3D短片。不过,奇怪的是,只有很少几个制作2D动画的专业优秀软件,而制作3D的则有很多。
一、比较2D与3D
3D并不一定比2D好,只是新鲜一些,它们吸引了许多软件开发商的注意力,而这些人都是被那种好莱坞式的特技效果的魅力所吸引的。毫无疑问,3D动画的艺术性还未完全开发出来,对绝大多数使用者来说,它还只是一门科学而不是艺术。与3D动画相比,单元动画更容易理解,在许多方面也更容易完成,但事实上,它依赖的主要是掌握传统绘画技巧的艺术家的才智,而很少依靠计算机,对那些宁愿落后于2号铅笔而不愿落后于奔腾Ⅱ的人来说,它的吸引力比较小。
然而,2D动画并不是在欧洲的中世纪中发展,也并不只是为素描学校的学生而设的。尽管它包括与单元动画类似的可敬而熟悉的艺术成份,但它也包括现代的、有时是超现实主义的东西,有数字时间轴合成、旋转、过渡和特殊效果,这些已经成为电视和动画影视的主要支柱,也是Web的支柱。数字视频编辑工具本身就是强大的动画工具,2D计算机动画技术使得那些仅有基本的图形设计技术的人做动画也易如反掌。
即使在如Disney(迪斯尼)那样的有较长历史的动画制作室,计算机也是现在的场景中的重要组成部分,几乎在制片的每一步都要用到,而且3D艺术家无论如何也一定同时要掌握数字2D动画工具,实际上,每个3D电影或电视图像都是艺术家用2D动画工具和技术组合成的,这样才可以形成一个场景。例如在电影《Titanic》(《泰坦尼克号》)中,神奇的电影特技效果就是利用了3D动画,而这些3D动画是利用2D动画工具由生动的2D电影合成的,使得它看上去非常逼真。
在这方面,它使把单元动画艺术和数字合成技术结合起来变得更有意义。单元动画设计师也许会说他们不是计算机艺术家,而计算机动画设计师也会争辩说他们不是单元动画设计师,但在现代社会,每一门学科都是互相借鉴的,最好的动画设计师就如同是在数字和模拟数据间翻译的调制解调器一样,能够理解两方面的使用技术,能够沿两个方向的处理图片。
尽管在这里提到的某些工具是为动画和电影设计用的高档专业工具,但其实任何为视频和电影服务的工具也可应用于Web动画设计,不过您可能要对比例、定时和图片质量作调整和协调,而工具和技术是不必改变的。
什么是3D?3d是three-dimensional的缩写,就是三维图形。在计算机里显示3d图形,就是说在平面里显示三维图形。不像现实世界里,真实的三维空间,有真实的距离空间。计算机里只是看起来很像真实世界,因此在计算机显示的3d图形,就是让人眼看上就像真的一样。人眼有一个特性就是近大远小,就会形成立体感。计算机屏幕是平面二维的,我们之所以能欣赏到真如实物般的三维图像,是因为显示在计算机屏幕上时色彩灰度的不同而使人眼产生视觉上的错觉,而将二维的计算机屏幕感知为三维图像。基于色彩学的有关知识,三维物体边缘的凸出部分一般显高亮度色,而凹下去的部分由于受光线的遮挡而显暗色。这一认识被广泛应用于网页或其他应用中对按钮、3
d线条的绘制。比如要绘制的3d文字,即在原始位置显示高亮度颜色,而在左下或右上等位置用低亮度颜色勾勒出其轮廓,这样在视觉上便会产生3d文字的效果。具体实现时,可用完全一样的字体在不同的位置分别绘制两个不同颜色的2d文字,只要使两个文字的坐标合适,就完全可以在视觉上产生出不同效果的3d文字。2D是平面的
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我用很简单的一句话给你解释一下吧:
2D:长+宽
3D:长+宽+高