【转】3D图形引擎（DX9）: FX

做图形程序已经很多年了，积累了一些经验。
来这个论坛也有好几年了，遇到问题的时候，也会在这里发帖子问，也很感谢大家的回答与帮助，希望能多认识一些朋友，大家多交流、分享。
做这款项目也有蛮多年了，终于上线了，端游，整整6年的时间耗费在这上面，身心疲惫，不过总算是有收获，上线了，也算给了自己一个交代。这款项目，图形这块花了大概3年多，后面2年多基本就是在做管理了，顺便改改Bug，增加一些美术提的小需求。这个文档去年就整理了，但是游戏没上线，没有经过验证，也是没有心思来处理这事，就放下了。今年产品上线了，7月台湾版本也要上了，今天在公司整理资源时，发现了这篇文档，也就来这里发一下帖子。
以下是引擎的相关技术文档：

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写在前面：图形引擎技术是为游戏服务的，所以它的宗旨是：在目前主流硬件的基础上做与之相应的功能。所有技术都应该考虑效率，如果在效果与效率两者之间选择，那么我的选择是：效率。

经过几年的技术积累，工具非常齐全，包括场景编辑器，技能编辑器，关卡编辑器，剧情编辑器等，这些编辑器都应该属于图形引擎。寻路系统集成了Google的recast导航网格，物理碰撞系统集成了intel的havok物理引擎。在需要的时候，可以再增加很多的功能，让画面更好，让功能更强。因为美术成本的问题，放弃了NormalMap。

1，DeferredShading，支持无限多盏灯光，在游戏场景中最多时会有几百盏实时点光源存在，且角色、怪物本身或者法术都可能带有实时的点光源。如下图，每一个蓝色线框球都是一盏点光源。

2，无缝LOD地形技术，根据视点远近以及地形起伏坡度判定网格细密程度，在避免画面突变的情况下，尽量减少三角面的数量。并且在整个地形设计时采用贴图与地块分离技术，即地块的贴图数量和地块本身无关，而是与其贴图格相关，这样能让地块使用无限贴图，让美术能制作更加多样化的地形。

3，真实水体、海洋。倒影、水波、水体边缘、泡沫、阳光反射等构成了我们真实的水体。也能很方便的制作真实的河流，即把已经制作好的场景导回3dmax中，然后根据其河床，按照规范制作河流模型，再导出给场景编辑器使用，则可制作出有流向的河流。

4，PSSM，把整个视锥分割成几个部分，最后整合成一个屏幕级别的阴影图，再贴回场景。在此基础上，还做了几个变种，比如根据视距让阴影生成变频；对物件分类，增加大阴影图等，以提升效率。【并且对于点光源，也能使其产生能够有阴影的错觉，这样能方便做室内场景】

 

 

5，SSAO，根据屏幕空间的Normal以及Depth图，生成一张遮蔽图，再贴回场景，让场景立体感更强。并且在真实场景中做到了，在移动中肉眼很难感知遮蔽抖动的问题。

 

6，体积光，太阳光或者强光源通过一些物件的遮罩，出现类似光线的效果。

 

7，Edge-FXAA，关于抗锯齿，我们采用的是快速边缘抗锯齿的方法，FXAA是Nvidia主推的一种基于图像的抗锯齿的方法，在此基础上我们做了改进，不仅性能得到大幅提升，并且避免了其造成画面模糊的不好现象。

  

8，滤镜，让画面变得更清晰，参照CryEngine的类似效果。在游戏中一对比就会有很明显的感觉，下左图是原始画面，下右图是通过滤镜后的画面。

 

9，HDR，提升画质，下左图为关闭HDR，下右图为开启HDR的效果。

 

10，植被系统，我们有专门的植被系统，用于大规模铺设地面的植被，给予场景丰满的感受，且分等级让植被显示，适应于不同机器。当玩家在植被中走过时，植被会被玩家推向两边，造成动态植被的感觉。

 

11，OcclusionCulling，遮挡剪裁，对于大规模场景来说，需要用遮挡剪裁来大幅提升性能。如下图，把场景分成很多遮挡块（紫色线框），当一个遮挡块被场景挡住时，则整个遮挡块都不会被渲染，甚至更新，这样能极大提升性能。而这个功能是完全对美术屏蔽的，是引擎内部自动根据美术刷出的场景，以及摆放的物体的绑定盒而自动生成的。而对于角色、怪物来说，我们也给予其一个与之匹配的AABB，让它参加遮挡剪裁过程，如果当前帧不在视野内，它不会参与更新和渲染，这样也能极大的提升性能。

 

12，寻路系统。无缝3D地形的寻路是一个非常麻烦的事情，我们采用了路点+Recast的方式来做，使用Recast生成很多单独的导航网格，用路点把这些导航网格连接起来，这样就可以在无缝地形上进行寻路。如下图，红色线连接白色路点，这是路点的连通关系；绿色线框是地块，它会生成导航网格，最终这些红色连通路点线以及导航网格构成了我们的寻路系统。

 

13，碰撞系统。我们的碰撞系统采用Intel的havok物理系统，通过对Intel的havok以及Nvidia的Physx两个物理系统的评估后，Intel的havok是最适合做无缝地形的物理碰撞系统。在大规模物件的场景中，特别是主城中，如果采用老的碰撞box来堆积，对美术来说，这是噩梦，所以为了方便美术制作场景，以及性能上能满足我们需求，采用havok是很好的选择。美术可以直接对物体做简模，和物体一起放到场景中，并不需要其他额外的操作，引擎会自动识别且生成碰撞数据，提供给客户端使用。

 

14，区域系统。为了方便策划编辑区域，定义一些玩法，我们增加了区域系统。在场景我们给予黄色线构成的未填充的方格来确定区域，蓝色填充方格的地方为当前使用的区域。策划可以给予这样的区域以属性。

 

15，三维高度数据系统【服务器使用】。红色、绿色、蓝色等线框分别代表不同的层级，最终会生成一组组的数据提供给服务器使用，使之可以简单的判定高度层级、阻挡以及做一些逻辑处理。

 

16，角色Avartar系统，整个角色的身体，除去头发以及肩膀外，都合并成一个部件，且在贴图上采用了我们独特的方法，在贴图尽量小的基础上，让整个画质更好。如下图角色，整个角色的贴图只有一张512*512的Base图，以及与之配套的Specular图，并且还有优化空间，比如Specular图可以减少为256或者128。如下图，虽然才512的贴图，但是实际精度并不差。

 

17，角色动作系统，我们做了3dmax导出插件，使之与引擎匹配识别Bip骨骼，把角色分为上下半身，让整个角色可以做到完美的上下半身分离，在动作合并的时候，让玩家可以在移动中战斗。

18，航拍，能够把整个地形按照地块拍照，且能生成大地图，提供给美术以及客户端使用。

 

19,整体场景物件的两套坐标系系统，因为无缝地形太大，所以坐标会很大，如果用很大的坐标浮点数去shader里面计算顶点位置，可能会造成角色蒙皮的抖动、阴影的抖动等，所以我们采用了双坐标系系统，即：实际world坐标提供给客户段使用，而渲染坐标系的零点根据摄像机world坐标在移动，让渲染坐标系下的参与计算的顶点坐标数据尽量小。

其他，还有很多其他的功能，细节等，比如：DOF、倒影优化、触发器、物件链接、地形高度图使用、shader合并渲染等小功能、小系统就不一一列出了。

 

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