3d对战游戏,毕设开发总结-3D游戏框架及网络对战游戏的开发(2)

书接上回,今天距离睡觉还有两个小时,应该能把整个开发的流程带一遍。
感觉博客园里想要搞图形开发的学弟学妹还是挺多的~ 呵呵,希望这个开发流程能对你们有所帮助或者启迪!
最后,如果有任何疑问或意见,可以在后面跟帖。我知道的一定尽力回答~

3.开发流程

3.1 毕设开题 | 2010.7

去年7月,刚上大四,老师便通知我们,你们大四没课了,有课也是指导毕设,做毕设吧!(神马本科..一共四年最后一年就没课了)于是,我们在大三的暑假就没敢回家...扣破脑门开始想怎么搞毕设。其实吧,大四这么安排,主要是给我们去实习的,实习嘛,这毕设就得跟着实习挂钩。因此,我便锚定了走技术路线,不搞游戏创意和创作了,多练练技术,让以后工作有个更高的起点。(这点太有前瞻性了...)
于是,我们便决定
¨重构之前的游戏架构,制作一款多人联机对战游戏“
3d对战游戏,毕设开发总结-3D游戏框架及网络对战游戏的开发(2)
之前的TANK2010游戏截图
然后,便是在googlecode上面建立SVN空间,开始搭建工程的基础。

3.2 接触OGRE | 2010.8-2010.9

8月份开始,找到了第一份实习。开始接触大工程,啃了两个星期从未见过的硕大工程,终于鼓起勇气开始看OGRE源代码。一边看渲染核心流程,一边看各种分析文档。
OGRE的资源管理,渲染序列,材质排序,RT列表等概念都十分的好,让我越来越感到原来游戏框架的乏力。
终于,萌生了完全重做底层的想法,开始根据OGRE的构架,设计gkEngine的核心架构,开始画UML图。

3.3 痛苦的架构,设计 | 2010.9.14 – 2010.11.14

接下来,就开始导出UML图到基础工程(使用的是ZARGO这个软件来绘制UML图,该软件支持多种语言的基本架构导出),开始几个核心模块的设计实现
基本上总结下来就是一边看OGRE,一边写gkCore,搭建出OGRE like的场景图结构,资源管理系统,渲染队列系统,RenderTarget队列系统。
同时,也开始研究OGRE等大工程的模块划分策略,开始设计gkEngine的dll模块划分
后来在实现上因为需要键鼠交互,使用DirectInput和WindowsAPI实现gkInput模块
同时开始考虑网络架构
设计材质,搭建继承体系的shader系统。作为练手,自己实现了顶点,像素版本的Blinn,Phong点光源,法线贴图,卡通渲染等材质。并且将光照计算和空间转换统一写在了shader头文件中引入,让shader系统更加结构化。
这两个月的时间是痛苦的,在前面的核心模块实现阶段,只有一次一次的complie,link。有时候会打一些断点来检测程序运行的正确性。过了很长一段时间,才开始进行能看到图像的测试,设计,测试...

3.4 第一次毕设检查,赶工 | 2010.11.14

11月初,收到了一个悲剧的消息,毕设检查!当然就开始了半个月的突击,gkCore开始了快速粗糙的进度追赶…
11月14号凌晨,毕设第一次检查,终于做出了一个直接挂载gkCore的小DEMO版本 (法线贴图问题严重…)
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当时第一次答辩在台上忽悠(这个词不太好)老师们的小DEMO

3.5 搭建网络模块 | 2010.11.15 – 2010.11.31

毕设第一次检查的结果特别好(老师们被我忽悠住了...),接下来,开始考虑毕设的主要目标:网络通信。
首先是抽象出了一个gkGameSystem模块,这个模块类似于其他引擎的framework,在之前的gkCore和gkClient之间建立一层,用于游戏逻辑实现以及其他非图像功能的组合(例如网络,物理,其他资源等)。
之后,分析了一个现有的IOCP服务器和网络通信模型(这个网络模型是一个贵人留给我的,可以说,这个模型是一个对于学习和实践都特别好的模型)。
设计抽象出gkNetwork模块,用于网络通信基础类的设计,客户端和服务器都加载此模块进行网络通信。
再抽象出gkBase模块,建立网络包的基本模板结构,最后,基于一个现有的IOCP服务器框架开发出gkServer,在gkGameSystem中引入网络模块的gkNetLayer
实现了一个简单的用户登入登出的网络通信小demo。
这是我第一次真正意义上的接触网络编程,其中遇到了太多的问题。其中一个问题就是我错误的以为收到一个包就应该立即去获取。后来网络包发多了,就经常发生掉包的问题。这里又一个大哥给了我不少点拨,后来终于知道网卡底层的收发包机制,重写了获取网络包的逻辑,终于不丢包了。其实到现在,我也是买了一大堆计算机网络的书籍,却只在遇到问题的时候摸一摸,基本都没怎么看。说来比较惭愧,等以后有时间了,一定翻出来好好看看。
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11月底完成的简单用户登入登出网络通信demo

3.6 内核继续开发 | 2010.12.1 – 2010.12.20

第一次毕设检查打乱了开发节奏…好些子模块的顺序颠倒,有些直接被绕过了。花了半个月的时间休整和完成了毕设的重要目标,因此这一阶段就可以静下心来开始整理和继续开发。
正是这一段时间,我接触到了openGPU这个论坛,这个论坛注册的形式挺好玩的,出了一大堆图形学的题,任意答对多少道才能获得注册资格~相当专业,不过还好,只要有计算机图形学基础的同学肯定是一点问题都没有的。进入openGPU后,接触到一些CryEngine的分析,一些延迟渲染的分析。到这个时候,我才知道,原来我之前的后处理架构其实就是一个延迟渲染架构,第一次听到延迟渲染架构的时候,还以为是多线程处理一些低频渲染,来达到真实多光源的效果...
所以,我开始将之前的后处理系统重构并引入gkCore。在gkCore加入简单延迟渲染架构,修改前向渲染的shader以输出MRT
同时,因为场景太简陋了,我开始思考地图编辑器的开发方案

3.7 内核继续开发 | 2010.12.1 – 2010.12.20

2010年12月20日,从第一家公司结束了实习,开始突击一周后的毕设检查。 这一周是效率最变态的一周,我完成了
  • 抽象出gkGameSystem的gkObject
  • 完成了3dsMax地图编辑器和gkEngine地图构建器的设计到开发
  • 在gkGameSystem引入gkPhysXLayer实现物理模拟和碰撞检测
  • 移植了多种后处理效果
  • 实现了完美的基于时间戳插值的网络数据包更新
  • 完成一个可以操控的多人联机DEMO

当然一切都是hack方式完成的!gkObject是我目前比较得意的设计之一,他作为对gkCore中Entity的高层抽象,其中封装了包括 渲染方法,变换信息,物理模拟,事件回调,行为控制机等多个模块。使得其可以抽象出游戏世界的所有物体。之后,在开发基于3dsmax的地图编辑器时,我又将gkObject放进了max,让其作为游戏引擎物体在max中的一个表现,通过修改面板可以更改每一个gkObject所挂载的模型数据(模型文件)。然后赋予max自带的材质球。最后,导出场景时,导出器会搜索场景中的gkObject物体,并导出其所赋予的材质球,最后导出所有gkObject的模型文件信息和变化信息以及物理模拟信息。
相关的详细介绍我之前有篇博客有提到:
下面是当时的截图:
地编3d对战游戏,毕设开发总结-3D游戏框架及网络对战游戏的开发(2)
第二次检查时的地图编辑器

地编3d对战游戏,毕设开发总结-3D游戏框架及网络对战游戏的开发(2)
第二次检查时的客户端截图

3.8 客户端功能后续 | 2011.1.4 – 2011.1.22

第二次毕设检查后的日子,又开始安逸起来,我开始将之前客户端以hack方式制作的一些功能整理完善。
期间完善了技能编辑器,包括技能的更新和回馈可以继承子类来实现了。然后实现AI摄像机,“猜测”玩家的想法为玩家安排摄像机的视点,目前的游戏模式便是这样一种视点,使用了damping缓动技术,不会造成眩晕感!

3.9 毕设预答辩| 2011.2.28 – 2011.3.15

过完年,到现在公司实习了。学校也开始催毕设…
半个月的时间,配合着公司比较强力的任务... 我还是实现了服务器的房间线程,服务器客户端的逻辑数据结构,管理器。逻辑数据同步和更新。
技能方面,配合另一程序员实现了群伤,单体,加成BUFF,服务器丢道具的逻辑。
游戏模式改变为了TEAM DEATH MATCH游戏模式,因为之前类似于DOTA的想法太过于复杂了,平衡性也难以把握,因此我们选择了将游戏模式改为TDM,这样能够轻松的做出公平好玩的游戏。
终于3月16日,给老师们了一个可以联机对战的版本,几个老师在教室和我们联了一把TDM…
这次的预答辩也是以圆满告终!

3.10 美术风格调整| 2011.3.23 – 2011.3.31

动画的哥们儿完成了美术场景概念设计
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美术概念设计

最后将场景风格重新确定为手绘感的淡彩风格,开始更改相应的shader配置
整体场景和战车重新建模
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重新确定美术渲染风格
最后,应场景设计需求,构思设计了DeferredDecal技术,并增加相应的编辑器导出支持。
设计了简易的TimeOfDay系统,通过设置时间来改变太阳光角度和阴影的强弱以及环境光颜色。

3.11 第一次性能优化| 2011.4.1 – 2011.4.6

新增加的美术资源和shader大大加重了渲染压力,后处理的PS阶段称为瓶颈。
经过下列优化,从默认分辨率的50FPS左右提升到150FPS
  • 修改了PostProcesser的处理方式,将复杂后处理内建,提升效率
  • 自适应的halfSSAO和quadSSAO
  • 优化第一版DeferredDecal Shader中的动态分支
  • 优化Shadowmap算法
  • 优化了模糊算法,只有DOF的模糊使用GAUSSISS方式,其他采用BOX方式
这一次优化,是gkEngine真正意义上的第一次优化。优化的程度不小,DOWNSCALE和后处理PASS上应该还有更多的优化空间,以后可以继续考虑优化方法。

3.12 引入3D GUI系统| 2011.4.7 – 2011.4.17

随后开始写Vektrix的GameKnife插件,作为gkUI模块。之前研究了vektrix库很久,一直没有敢下手,也一直觉得无从下手。这一次确实是逼着要开始做GUI系统了,才硬着头皮上,还是很快的就写出了gkUI模块作为vektrix的插件,驱动了起来。
可是挂接gkEngine后在Pack贴图的时候数据流一直有问题,通过和作者stoneCold沟通,迅速的突破了
  • Pack贴图
  • 分层设置Depth
  • As3和cpp的通信
等问题。快速的引入了flash3DGUI,同时,使用flash IDE来制作GUI和GUI的交互可比之前的硬编码强太多了,速度快,效果好,交互多。
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在FlashIDE中编辑GUI和GUI的交互(as3脚本编写)
地编3d对战游戏,毕设开发总结-3D游戏框架及网络对战游戏的开发(2)
编辑好的GUI层再引擎汇总的3D显示和交互

后记

不知不觉,简单的一个开发流程竟然写了两个小时,该睡觉了,却还觉得写得意犹未尽,有些地方没有说清楚。等以后有机会再整理一版吧~
一路的开发历程整理下来,发现还真是一段辛酸血泪史啊,这半年来的开发线算下来,我总共写了2W多行代码。其中gkCore图形核心占据了12K行,其他的客户端,网络模块等占据了将近10K行。
这半年每天过着白天上班敲代码,晚上毕设敲代码的日子,每天12点睡,7点起,在地铁上站着睡觉....
不过真的很充实,也确实感到进步了很多很多,感谢期间帮助我的大哥们,你们真的是我人生中的贵人!
的确在公司的实践让我真正的成为了一个程序员,一个图形开发人员。
想到去年10月,我正在公司的电脑上敲着代码,接到了学校保研面试的通知,毅然决然的跟辅导员说了:我放弃...
回头的几个星期...才慢慢含沙射影的给父母讲了这个我自己的决定...
父母从开始的气愤不理解,慢慢看到我的成长和发展,现在基本上已经接受了我当初太过”盲目“的决定。我相信,继续努力吧,他们以后会为我做的这个决定而高兴的!

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