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[1.导读]
游戏引擎（Game Engine）是什么？大多数人给出的解释都是基于engine的英文翻译，将游戏引擎等同于汽车中的引擎（发动机），再好一些的解释成动力，这些解释都对，但是动力只说并不全面，不能完整反映出游戏引擎在游戏中的作用与地位。
布加迪威龙之所以强大就是源自其W16发动机
先举一个简单例子，在某游戏中的一个场景中，玩家控制的角色躲藏在屋子里，敌人正在屋子外面搜索玩家。突然，玩家控制的是一个穿迷彩服的士兵，突然碰倒了桌子上的一个杯子，杯子坠地发出破碎声，敌人在听到屋子里的声音之后聚集到玩家所在位置，玩家开枪射击敌人，子弹引爆了周围的易燃物，产生爆炸效果。在这个简单而常见的过程中，游戏引擎便在后台起着作用，控制着游戏中的一举一动。
一些游戏中常见的场景都是引擎在后台起着作用
把这个过程用专业们的语言分解一下就会变成这样：首先出场的是可以行动的士兵，也就是人物模型。模型由引擎中的动画系统赋予运动能力，游戏中角色能做出什么动作便取决于动画系统有多强大。人物的真实程度则取决于3D模型渲染引擎的能力，这也是游戏引擎最重要的功能之一，游戏的画质高低便由它来决定。之后，士兵碰倒了杯子，这个过程涉及到引擎的碰撞检测，它可以决定不同的物体在接触的时候会产生什么样的结果，有的游戏能穿墙有的则不能便是不同的碰撞检测控制的。例子中设定的是把杯子碰倒了，杯子发出了破碎声。在发生某种动作的同时发出相应的声音则属于引擎中的音效处理了。杯子破碎的声音吸引了敌人的注意，这是引擎中的AI智能运算在起作用，最后双方交火引发爆炸，爆炸产生的烟雾、爆炸物飞散则是引擎中的物理效果在起作用了。
可以说，游戏引擎虽然有着“动力（Engine）”之名，但是其实际上却是行“大脑（brain）”之实，指挥控制着游戏中各种资源。游戏引擎的准确定义也是如此，“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。”通常来讲，游戏引擎包含以下系统：渲染引擎（即“渲染器”，含二维图像引擎和三维图像引擎）、物理引擎、碰撞检测系统、音效、脚本引擎、电脑动画、人工智能、网络引擎以及场景管理。（引自wikipedia）
[2.游戏引擎与游戏开发]
十几年前的游戏都很简单（以现在的眼光来看），容量大小都是以M计，通常一款游戏的开发周期在8到10个月左右，最主要的是，每款游戏开发都需要重头编写代码，期间存在着大量的重复劳动，耗时耗力。慢慢地，开发人员总结出一个规律，某些游戏总是有些相同的代码，可以在同题材的游戏中应用，这样就可以大大减少游戏开发周期和开发费用，慢慢地这些通用的代码就形成了引擎的雏形，伴随着技术的发展，最终演变成今天这样的游戏引擎。
同样地，游戏引擎出现之后，也在另一方面促进着游戏开发。随着显卡性能越来越强，游戏的画质越来越高，游戏开发周期也越来越长，通常都会达到3到5年，自行开发游戏引擎的话时间还会更长，所以大多数游戏公司还是选择购买现成的游戏引擎，简化游戏的开发过程。
那么，实际的游戏开发过程中，游戏引擎是如何把游戏与显卡连接在一起的，游戏中的各种特效是如何调用显卡来实现的？这个问题如果要回答的很专业，恐怕不在笔者知识范围之内了，不过我们可以用很简单的方法来说解释一下。显卡是游戏的物理基础，所有游戏效果都需要一款性能足够的显卡才能实现，在显卡之上是各种图形API，目前主流的是DirectX和OpenGL，我们所说的DX10、DX9就是这种规范，而游戏引擎则是建立在这种API基础之上，控制着游戏中的各个组件以实现不同的效果。
在引擎之上，则是引擎开发商提供给游戏开发商的SDK开发套件，这样游戏厂商的程序员和美工就可以利用现成的SDK为自家的游戏加如自家建立的模型、动画以及画面效果，而最终的成品则是各种游戏。
整个关系可用下面的关系图来表示。
游戏引擎与GPU的关系图
经过十多年的发展，游戏引擎的功能也越来越强大，涌现出一批比较知名的引擎如DOOM/Quake、Unreal虚幻，那么这些引擎的成功之处在哪里呢？
[3 什么才是好的游戏引擎]
时至今日，游戏引擎已从早期游戏开发的附属变成了今日的当家角色，对于一款游戏来说，能实现什么样的效果，很大程度上取决于使用的引擎由多么强力。如果对什么才是优秀的游戏引擎做个判断，那么优秀的游戏引擎一定具有如下优点：
1.完整的游戏功能。随着游戏要求的提高，现在的游戏引擎不再是一个简单的3D图形引擎，而是涵盖3D图形、音效处理、AI运算、物理碰撞等游戏中的各个组件，组件设计也应该是模块化的，可以按需购买。以这两年最成功的虚幻3引擎为例，虽然全部授权金（不包括售后技术服务）高达几十万甚至上百万美元，但是可以分别购买相关组件，降低授权费用。
2.强大的编辑器和第三方插件。优秀的游戏引擎还要具备强大的编辑器，包括场景编辑、模型编辑、动画编辑等，编辑器的功能越强大，美工人员可发挥的余地就越大，做出的效果也越多。而插件的存在，使得第三方软件如3DS Max、Maya可以与引擎对接，无缝实现模型的导入导出。
3.简洁有效的SDK接口。优秀的引擎会把复杂的图像算法封装在模块内部，对外提供的则是简洁有效的SDK接口，有助于游戏开发人员迅速上手，这一点就如各种编程语言一样，越高级的语言越容易使用。
4.其他辅助支持。优秀的游戏引擎还提供网络、数据库、脚本等功能，这一点对于面向网游的引擎来说更为重要，网游还要考虑服务器端的状况，要在保证优异画质的同时降低服务器端的极高压力。
以上四条对于今天的游戏引擎来说不成问题，当我们回头历数过去的游戏引擎，便会发现这些功能也都是从无到有慢慢发展起来的，早期的游戏引擎在今天看来已经没有什么优势，但是正是这些先行者推动了今日的发展。 [4.3D游戏引擎始祖―《Wolfenstein 3D》]
谈及游戏引擎，有一家游戏公司最应该被提起，也有一个人最不应该忘记，那就是ID software和它的创始人之一约翰?卡马克（John D. Carmack）。据说这家公司仅有13名固定员工，而且停车场也只停13辆法拉利跑车，从这一八卦中可以看出大家都很关注这家公司是如何的盛产富翁，但是这群狂人开发的游戏技术更为傲人。
1990年，卡马克和id的另一巨头罗梅洛制作了一款小游戏《Commander Keen》（《指挥官基恩》），在PC机上首次实现了卷轴类游戏背景的流畅效果，后来他们又花了一个晚上的时间把当时的街机游戏《超级玛丽》移植到PC机上，实现了流畅的横板效果。他们把PC版《超级玛丽》发给任天堂，希望借此吸引任天堂的兴趣。当然，任天堂也确实很有兴趣，夸奖了他们几句，不过并无下文（大人物未成名之前总是被另一个大人物无视）。1991年，卡马克和罗梅洛成立了ID Software，开始自主创业。
后面的事就很简单了，凭借着过人的技术和狂热的信念，id公司创造了一个又一个技术巅峰。没多久，他们推出了《Wolfenstein 3D》（德军总部3D）。这款游戏的画面在现在看来不值一提，但是却是3D射击游戏之祖，卡马克也因此获得了“FPS游戏之父”的称号。
《重返德军总部3D》成了游戏引擎的始祖
作为最早的3D游戏引擎之一，《Wolfenstein 3D》（德军总部3D）使用了一种射线追踪技术来渲染游戏内的物体（严格来说，《Wolfenstein 3D》还是一种伪3D）。游戏中每个像素会发射一道光束，如果这道光束碰到了障碍物形成反射，游戏就会按照设定好的程序在障碍物的相应位置创建单维深度缓存（dimensional depth buffer），建立纹理图像。
《Wolfenstein 3D》开创了3D射击游戏时代，其独创性的3D技术也为其他游戏所采用，Blake Stone， Corridor 7，Operation Body Count、Super Noah's Ark 3D（超级诺亚方舟3D）、 Rise of the Triad（算是《Wolfenstein 3D》的续作，增加了跳跃和低头抬头等动作），还有一直未发售的 Hellraiser（养鬼吃人）等游戏都沿用了卡马克这一技术。
[5.《DOOM》问世―Id系列引擎之Id Tech 1 ]
注：Id公司为自家的引擎技术划代为Id Tech，DOOM引擎正是Id Tech 1，后文都将按照这个序列来写。
《Wolfenstein 3D》只是ID小试身手，1993年ID公司推出的DOOM（毁灭战士）游戏引擎才是引擎技术的代表。DOOM引擎改善了《Wolfenstein 3D》引擎中的一些缺陷，如所有房间的高度都是相同的，所有墙壁都是垂直的，运动也只能直线前进或后退等，并且加入了许多新效果。
在DOOM中，角色与游戏中的物品的互动性进一步增强，楼梯、楼梯上的花朵以及路桥已经可升可降。游戏中的光照效果也不再单一，不同的单位也有了不同的亮度，此外DOOM引擎还支持立体声音效，环境的定位感更真实。这些效果在3D显卡都没有问世的1993年毫无疑问是非常激动人心的进步。
DOMM一代的画面
凭借自身的过人之处，DOOM获得了350万的销量，为ID公司带来了滚滚财源。更重要的是，DOOM成了ID公司第一款用于商业授权的引擎，从DOOM开始，游戏公司又多了一条创收之路。当时使用过DOOM引擎的游戏主要有：Raven公司的《ShadowCaster》（投影者）、《Heretic》（1994）、《Hexen》（1995）、Rogue Entertainment公司的《Strife》、《HacX》(免费)以及美国 Marine 公司的《Marine Doom》等等。这些游戏全都使用了DOOM引擎，其中Raven公司于ID公司的合作最为紧密，出品的三款DOOM引擎游戏也较为知名。
DOOM发售一年之后，ID又推出了DOOM系列的第二部作品《DOOM：Hell on Earth》。凭借id的号召和一代的影响力，DOOM II获得了94年度的最佳原创幻想/科幻电脑游戏大奖，在销量和口碑上再创新高。
不过，从技术角度来讲，DOOM II上并没有什么创新之处，使用的DOOM，也没带来新颖的图形技术，就连游戏中的怪物和武器也没有新增多少。虽然id公司在1995年发布了一款扩展包《Master Levels for Doom II》，但是人们还是更期待《DOOM III》，只是这个期待要很长时间，《DOOM III》在10年后的2004年才正式发布。
[6.雷神问世―ID系列引擎之《Quake》 ]
就在DOOM系列热火朝天的时候，Id公司又于1996年发售了另一款新型游戏《Quake》，相比《DOOM》使用的将拥有高度信息的二维地图渲染成3D图像的伪3D引擎，Quake引擎是实实在在的3D引擎。
真正3D模式的Quake引擎
Quake引擎是当时第一款完全支持多边形模型、动画和粒子特效的引擎，而在技术之外，《Quake》的游戏操控方式也树立了FPS游戏的标准。游戏采用流动控制方案（fluid control scheme ），它使用鼠标来观看/瞄准/定向以及用键盘前进/后退/侧移，这也成了FPS游戏最普遍的操控模式，直到今日仍没有变化。
Quake的出现为FPS游戏建立了经典的操控方式
使用《Quake》引擎的主要是Id自己的《Quake》和《Quake World》系列、《HeXen II》（异教徒）、MageSlayer、Nexuiz（鏖战废土）、Day of Defeat（胜利之日），还有大名鼎鼎的《Half life:》（半条命）以及《Half life》扩展出来的《反恐精英》。
大名鼎鼎的CS使用的便是Quake引擎
[7.多彩光影效果―ID公司系列引擎之Id Tech2 ]
90年代的Id公司相当勤奋，几乎是每年推出一部新游戏，而且每次都能或多或少地带给人们不少惊喜。《Quake》一年之后，Id又发售了《Quake II》，采用的引擎也升级为Id Tech2。
《Quake II》
1997年的时候，当时3D加速卡（显卡那是都叫3D加速卡）已经兴起，《Quake II》引擎已经支持硬件3D加速，当时较为知名的3D API是OpenGL，《Quake》也因此重点优化了OpenGL性能，这也奠定了Id公司系列游戏多为OpenGL渲染的基础。
《Quake II》首次实现了彩色光影效果
Id Tech2引擎添加了256色材质贴图，首次实现了彩色光影效果，使得游戏中的物体在反射光影时候能展现出不同样的色彩效果，另外一个技术特性则是通过支持DLL（dynamic-link libraries，动态链接库）文件实现了对软件渲染和OpenGL渲染的支持。
基于Id Tech2引擎的游戏有《Quake II》、《Anachronox》（时空传奇）、《大刀》（Id另一强人罗梅洛离开Id之后开发的游戏）、《Soldier of Fortune》（命运战士）、《半条命》（Quake和Quake II的代码都有）。 
《大刀》是罗梅洛离开Id之后使用《Quake II》引擎制作的一款游戏
[8.3D加速卡时代来临―ID系列引擎之Id Tech3 ]
1999年，Id又发布了《Quake III:Arena》，这是《Quake》系列的第三步，也标志着Id的引擎技术到了Id Tech3时代。在这一时代，Id Tec3已经不再支持软件渲染，必须要有一款支持硬件加速的显卡才能运行。
《Quake II》引擎需要一款硬件加速卡才能玩转
《Quake III》引擎增加了32Bit 材质的支持，还直接支持高细节模型和动态光影。同时，引擎在地图中的各种材质、模型上，都表现出了极好的真实光线效果。《Quake III》使用了革命性.MD3格式的人物模型，模型的采光使用了顶点光影(vertex animation)技术，每一个人物都被分为不同段（头、身体等），并由玩家在游戏中的移动而改变实际的造型，游戏中真实感更强烈。
《Quake III:Team Arena》
《Quake III》拥有游戏内命令行的方式，几乎所有使用这款引擎的游戏都可以用`键调出游戏命令行界面，通过指令的形式对游戏进行修改，增强了引擎的灵活性。
《Quake III》一款十分优秀的游戏引擎，即使是放到今天来讲，这款引擎仍有可取之处，即使画质可能不是第一流的了，但是其优秀的移植性、易用性、和灵活性使得它作为游戏引擎仍能发挥余热，使用《Quake III》引擎的游戏数量众多，比如早期的《使命召唤》系列、《荣誉勋章》、《绝地武士2》、《星球大战》、《佣兵战场2》、《007》、《重返德军总部2》等等。
第一代的《使命召唤》使用了《Quake III》引擎
[9.《DOOM3》震撼问世―ID系列引擎之Id Tech4 时间很快就到2004年，这一时代已经是DX9显卡的时代，但是人们关注的年度3D大作仍是基于OpenGL渲染的《DOOM3》，这也是Id公司的第四代引擎―Id Tech 4的代表作。《DOOM3》命运多舛，03年的源码泄露事件使得《DOOM3》很受伤，但是也因此使得其强悍面画和要求为人所知。
DOOM3引擎的开山作
当时的《DOOM3》到底强到什么程度？id自家人恐怕最清楚，《Doom3》的首席程序员罗布?达菲曾经说过：“Doom3从任何角度而言都是最完美的，而且它几乎完全追随并引导了硬件的发展。以id software的经验来看，Doom3估计又会被追捧至少5年，而在这5年里测试显卡FPS的基准估计都会是它了。”（你这话太大了点，至少07年发布的《Crysis》就超过了）。
在《DOOM3》中，即时光影效果成了主旋律，它不仅实现了静态光源下的即时光影，最重要的是通过shadow volume（阴影锥）技术，《DOOM3》引擎实现了动态光源下的即时光影在游戏中大规模的使用。
shadow volume（阴影锥）关闭（左）与开启（右）的效果对比
当然了，除了shadow volume（阴影锥）技术之外，《DOOM3》中的凹凸贴图、多边形、贴图、物理引擎和音效也都是非常出色的，可以说04年《DOOM3》一出，当时的显卡市场可谓一片哀嚎，GeForce FX 5800/Radeon 9700以下的显卡基本丧失了高画质下流畅运行的能力，强悍能力也只有现在的《Crysis》能与之相比了。
《Quake 4》是Id公司目前最高级的引擎
由于DOOM3引擎的优秀，后续有一大批游戏都使用了这款引擎，包括《DOOM3》资料片《Resurrection of Evil》（邪恶复苏）、 Id自家的《Quake4》（实际是由Raven公司捉刀）、Human Head Studios的《Prey》、Splash Damage 的《Enemy Territory: Quake Wars》（敌占区：雷神战争）和《Brink》、Raven的《Wolfenstein》（重返德军总部）等等。
Id Tech 5引擎能否让Id公司站在引擎技术最前端？
现在，Id公司还在进行着《DOOM4》的开发，引擎也升级到Id Tech5，虽然详细的技术规格仍然是迷，但是卡马克已经放言：“Doom4是一款为30帧而拼搏的作品，就像是应用了全新的引擎，它基于我们这四年来的研发成果。”如果他指的是游戏发布时的硬件水平，那么Id Tech5引擎恐怕又是高端显卡的坟墓了。 | 
IP卡
狗仔卡
发表于 2014-4-4 13:24:00
提升卡
置顶卡
沉默卡
喧嚣卡
变色卡
千斤顶
显身卡
楼主
IRT》中，现在使用的EGO是改良过的。EGO引擎主要使用在赛车类游戏中，除了《GRID》之外，《F1 2009》《科林迈克拉林：DIRT2》都使用EGO引擎，《闪电行动2》的加入则说明这款引擎在其他领域开疆辟土。
发表于 2014-4-6 12:19:54