让不懂编程的人爱上Unity3d AR/VR游戏开发-游戏引擎的诞生和发展

从上古时代的示波器游戏,到如今的虚拟现实头显游戏,都是使用什么技术开发的呢?

接下来,我们将一起来了解下游戏开发技术的发展简史,特别是游戏引擎的诞生和发展。

004- 游戏引擎的诞生和发展

在正式开始学习Unity3d之前,我们需要记住的一个事实是,Unity3d是一款3d游戏引擎,当然我们也可以用它来开发游戏之外的3D/AR/VR行业应用。

那么什么是游戏引擎?游戏引擎又是如何诞生的呢?

在电子游戏行业的“石器时代”,游戏开发者的日子非常不好过,对游戏开发者的能力要求相比其它类型软件的开发也更高。以早期的Atari 2600游戏机为例,在这个平台上耕耘的游戏开发者必须精通硬件的底层,包括如何合理使用和显示相关的硬件,并熟悉相关操作系统的内核。苹果公司创始人乔布斯的第一份工作就是给Atari公司开发游戏。当然,为其它设备平台开发游戏似乎相对容易些,但即便开发者可以无视显示部分的底层架构,内存的限制和调用又成了开发者头上的金箍圈。

一个游戏开发工程师需要全面了解硬件底层的知识,操作系统的内核,3D数学,C或者C++语言。总之,在游戏引擎出现之前的远古时代,游戏开发绝B是一个超级硬核的工作,其难度绝对不亚于如今的AI人工智能算法工程师。

在整个二十世纪八十年代,真正意义上的游戏引擎并未诞生。尽管如此,也出现了一些用来开发2D游戏的类引擎系统,其中就包括了ASCII在1988年推出的RPG Maker。

进入二十世纪九十年代,一代游戏大神John Carmack创立了id Software,并把目标投向3D游戏的研发。在他的带领下,id Software接连推出了《德军总部3D》,《毁灭战士》,《雷神之锤》等惊世之作。在开发这些游戏的过程中,卡马克史无前例的采用了自己独创的3D游戏引擎。

以《毁灭战士》为例,其软件架构可以清晰的分为三部分:核心游戏组件(如3D图形渲染系统、碰撞检测系统、音效系统等)、美术资源和游戏场景,以及和玩家游戏体验紧密相连的游戏规则。通过使用游戏引擎,游戏开发者得以在游戏核心架构不变的情况下设计自己的游戏画面、人物角色、武器和关卡,也就是所谓的“游戏内容”或“游戏资源”。游戏引擎把和游戏内容本身无关的碰撞检测机制、渲染等独立出来,从而让开发者可以专注于游戏内容和机制的设计。补充一句,3D游戏引擎之父John Carmack于2014年正式加入VR行业的领军企业Oculus,并担任CTO一职至今。

所以说游戏引擎其实没有那么高深,简单来说,我们可以把它看作用来开发游戏的软件框架。游戏开发者使用游戏引擎开发各种平台的游戏,包括掌机游戏、主机游戏、PC游戏、手机游戏和AR/VR游戏。

在id Software的《雷神之锤III竞技场》和Epic Game于1998年推出的Unreal游戏中,开发者都采用了类似的理念,也就是将引擎本身和游戏内容区分开来。游戏引擎本身和游戏内容一样开始具备独立的商业价值。在这个时期,高端的商业引擎开始出现,比如Epic Games 推出的Unreal Engine(虚幻引擎)。这种高端商业引擎虽然授权费动辄数万甚至数百万美元,但可以让多个公司使用,以快速开发自己的游戏内容。从这个角度来看,游戏引擎推动了整个游戏行业的发展。

随着游戏引擎技术发展的成熟,引擎界面和操作流程对开发者来说也越来越友好,引擎本身的应用领域也越来越广,从传统的游戏开发拓展到其它领域,比如视觉设计、培训、医疗、军事模拟和建筑等等。与此同时,除了传统的游戏主机、掌机和PC,游戏引擎开始支持更多的设备平台,包括智能手机(Android手机和iPhone)、网络浏览器和VR设备等等。

此外,大多数的3D游戏对GPU的资源要求与日俱增,也受限于显卡性能的桎梏。但考虑到提高开发者效率的需求,越来越多的游戏引擎不再需要开发者使用C语言或C++语言开发,而是使用更高级的编程语言,如Java、 C#、Python、Lua等。

但是需要强调的一点是,基于种种原因,如果想在游戏开发领域有更深入的成就,那么对C++语言的掌握还是必不可少的。

很多游戏引擎都提供了一整套的可视化开发工具,以及可重用的软件功能。这些开发工具通常以一种集成开发环境(IDE)的形式提供,让开发者不必从零开始“造轮子”。游戏引擎有时候又被称作“中间件”,给开发者提供了极大的便利和灵活性,可以有效的提高开发效率,降低开发的复杂度,缩减开发成本。

游戏引擎除了把开发工程师从困难之中解救出来,同时也让团队的其他成员可以更好的参与游戏开发过程之中,从原型制作到关卡或场景设计,一些原本只有靠开发工程师写代码才能搞定的工作,如今策划和美术人员也可以轻松参与。

好了,关于游戏引擎的诞生和发展,就先讲到这里。

在下一课的内容中,我们将一起来简单了解一下游戏引擎的基本架构。因为这种基本架构不光适用于Unity3d引擎,也适用于其它类型的引擎,如UE4,cocos2d-x,CryEngine等。

我们下一课再见~

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