開始

讓我們首先來看看一個遊戲引擎和遊戲本身之間的主要區別。許多人們會混淆遊戲引擎和整個遊戲。這有點像把一個汽車發動機和整個汽車混淆起來一樣。你能夠從汽車裡面取出發動機， 建造另外一個外殼，再使用發動機一次。遊戲也像那。遊戲引擎被定義為所有的非遊戲特有的技術。遊戲部份是被稱為'資產' 的所有內容(模型，動畫，聲音，人工智能和物理學)和為了使遊戲運行或者控制如何運行而特別需要的程序代碼， 比如說AI–人工智能。

　　對於曾經看過Quake 遊戲結構的人來說， 遊戲引擎就是Quake。 exe ，而遊戲部分則是 QAGame。 dll 和 CGame。 dll 。如果你不知道這是什麼意思， 也沒有什麼關係；在有人向我解釋它以前， 我也不知道是什麼意思。但是你將會完全明白它的意思。這篇遊戲引擎指導分為十一個部份。是的， 從數量上來說，總共是十一個部份! 每個部分大概3000字左右。現在就從第一部分開始我們的探索吧，深入我們所玩遊戲的內核，在這裡我們將了解一些基本的東西， 為後面的章節作鋪墊。 。 。

渲染器

讓我們從渲染器來開始遊戲引擎設計的探討吧， 我們將從遊戲開發者(本文作者的背景)的角度來探討這些問題。事實上，在本文的各個段落，我們將常常從遊戲開發者的角度探討， 也讓您像我們一樣思考問題!

　　什麼是渲染器，為什麼它又這麼重要呢？好吧，如果沒有它，你將什麼也看不到。它讓遊戲場景可視化，讓玩家/觀眾可以看見場景，從而讓玩家能夠根據屏幕上所看到的東西作出適當的決斷。儘管我們下面的探討可能讓新手感到有些恐懼，先別去理會它。渲染器做些什麼？為什麼它是必須的？我們將會解釋這些重要問題。

　　當構造一個遊戲引擎的時候， 你通常想做的第一件事情就是建造渲染器。因為如果看不見任何東西– 那麼你又如何知道你的程序代碼在工作呢? 超過50% 的CPU 處理時間花費在渲染器上面； 通常也是在這個部分，遊戲開發者將會受到最苛刻的評判。如果我們在這個部分錶現很差，事情將會變得非常糟糕， 我們的程序技術，我們的遊戲和我們的公司將在10 天之內變成業界的笑話。它也是我們最依賴於外部廠商和力量的地方，在這裡他們將處理最大限度的潛在操作目標。如此說來， 建造一個渲染器確實不像聽起來那麼吸引人（事實如此）， 但如果沒有一個好的渲染器， 遊戲或許永遠不會躋身於排行榜前10 名。

　　如今，在屏幕上生成像素，涉及到3D 加速卡， API ，三維空間數學， 對3D 硬件如何工作的理解等等。對於主機（遊戲機）遊戲來說，也需要相同類型的知識，但是至少對於主機， 你不必去嘗試擊中一個移動中的目標。因為一台主機的硬件配置是固定的“時間快照”， 和PC（個人計算機）不同， 在一台主機的生命期中，它的硬件配置不會改變。

　　在一般意義上，渲染器的工作就是要創造出遊戲的視覺閃光點，實際上達到這個目標需要大量的技巧。 3D圖形本質上是用最少的努力創造出最大效果的一門藝術， 因為額外的3D 處理在處理器時間和和內存帶寬方面都是極為昂貴的。它也是一種預算， 要弄清楚你想在什麼地方花費處理器時間，而你寧願在什麼地方節省一些從而達到最好的整體效果。接下來我們將會介紹一些這方面的工具，以及怎樣更好的用它們讓遊戲引擎工作。

建造3D世界

最近，當我和一位從事計算機圖形方面工作長達數年之久的人會談時，她向我吐露道， 當她第一次看到實時操縱計算機3D 圖像時， 她不知道這是怎麼實現的， 也不知道計算機如何能夠存儲3D 圖像。今天這對於在大街上的普通人來說或許是真實的，即使他們時常玩PC 遊戲， 遊戲機遊戲， 或街機遊戲。

　　下面我們將從遊戲設計者的角度討論創造3D 世界的一些細節，你也應該看一看Dave Salvator 所寫的“3D 管線導論“，以便對3D 圖像生成的主要過程有一個整體的了解。

　　3D 物體（對象）被儲存成3D 世界中的一系列點(被稱為頂點)， 彼此之間有相互關係，所以計算機知道如何在世界中的這些點之間畫線或者是填充表面。一個立方體由8個點組成，每個角一個點。立方體有6個表面， 分別代表它的每一個面。這就是 3D 對象儲存的基礎。對於一些比較複雜的3D 物體， 比如說一個Quake 的關卡，將有數以千計(有時數以十萬計)的頂點， 和數以千計的多邊形表面。

　　參見上圖的線框表示（注：原文在這裡有一幅圖）。本質上與上面的立方體例子類似， 它僅僅是由許許多多的小多邊形組成的一些複雜場景。模型和世界如何儲存是渲染器的一部份功能， 而不屬於應用程序/遊戲部份。遊戲邏輯不需要知道對像在內存中如何表示， 也不需要知道渲染器將怎樣把他們顯示出來。遊戲只是需要知道渲染器將使用正確的視野去表示對象， 並將在正確的動畫幀中把正確的模型顯示出來。

　　在一個好的引擎中，渲染器應該是可以完全被一個新的渲染器替換掉， 並且不需要去改動遊戲的一行代碼。許多跨平台引擎， 而且許多自行開發的遊戲機引擎就是這樣的，如Unreal 引擎， –舉例來說， 這個遊戲GameCube 版本的渲染器就可以被你任意的替換掉。

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