CN104958900A - 用于开发2d场景和3d角色的游戏引擎系统及调用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于开发2D场景和3D角色的游戏引擎系统调用方法及游戏引擎系统，所述游戏引擎系统包括应用模块、引擎模块和场景模块，所述方法包括a)所述应用模块对引擎模块初始化；b)所述应用模块向所述引擎模块发出改变地图的命令，所述场景模块发出生成新地图命令以调用所述地图模块，加载新2D场景地图并返回至所述场景模块；c)所述应用模块向所述引擎模块发出生成新角色的命令，场景模块根据生成新角色的命令以调用其中的角色模块生成并返回新的2D或3D角色至场景模块；d)所述应用模块向所述引擎模块发出生成新特效的命令，所述场景模块根据新特效命令调取其中的特效模块生成并返回新的2D或3D特效至场景模块。

Description

用于开发2D场景和3D角色的游戏引擎系统及调用方法

技术领域

本发明涉及一种游戏引擎系统，特别涉及一种用于开发2D场景和3D角色的游戏引擎系统及调用方法。

背景技术

通常，一款游戏引擎的好坏，直接影响游戏的方方面面，传统引擎只支持2D或3D，而没有结合两者各自的优点。场景采用2D方式则具有原画品质，丰富的细节，减少渲染开销；而角色采用3D则可以支持更多的动作，方便进行换装并有效减少了资源量。现有的游戏引擎(如cocos，Unity)都是为通用游戏开发而设计的，虽然也都支持2D和3D的渲染，但是如果要制作大型游戏则缺乏完整的工具链，例如地图编辑器，地图管理，八方向角色这样的功能，现有引擎都没有直接的支持，需要开发人员自己去实现相关的部件，从而导致制作周期大大加长。

因此，需要一种用于同时开发2D场景和3D角色的大型游戏的引擎系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于开发2D场景和3D角色的游戏引擎系统调用方法，所述游戏引擎系统包括应用模块、引擎模块和场景模块，所述方法包括如下步骤：a)所述应用模块向所述引擎模块发出引擎初始化命令，所述引擎模块向所述场景模块发出场景初始化命令，所述场景模块初始化后将初始化结果返回至所述引擎模块，且所述引擎模块初始化后将初始化结果返回至应用模块；b)所述应用模块向所述引擎模块发出改变地图的命令，且经所述引擎模块传递改变地图命令至所述场景模块，所述场景模块发出生成新地图命令以调用所述地图模块，所述地图模块根据命令加载新2D场景地图并返回至所述场景模块，进而返回至所述引擎模块，以及返回至所述应用模块；c)所述应用模块向所述引擎模块发出生成新角色的命令，且经所述引擎模块传递生成新角色的命令至所述场景模块，所述场景模块根据生成新角色的命令以调用其中的角色模块生成并返回新的2D或3D角色至场景模块；d)所述应用模块向所述引擎模块发出生成新特效的命令，且经所述引擎模块传递生成新特效的命令至所述场景模块，所述场景模块根据新特效命令调取其中的特效模块生成并返回新的2D或3D特效至场景模块。

优选地，所述角色模块进一步包括2D角色模块、3D角色模块和角色管理器，其中所述3D角色模块通过其中间层调用蒙皮骨骼动画模型、静态动画模型和静态模型。

优选地，所述特效模块包括2D粒子特效模块、2D特效模块、3D特效模块和特效管理器。

优选地，所述2D特效和3D特效具有相同的对外接口。

优选地，所述2D角色和3D角色具有相同的对外接口。

优选地，所述2D角色由序列帧构成，所述3D角色由数据计算渲染。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于开发2D场景和3D角色的游戏引擎系统，所述游戏引擎系统包括应用模块、引擎模块和场景模块，其中：所述应用模块用于调用所述引擎模块中封装的类和方法，进而在逻辑层面实现游戏功能，所述调用包括对所述引擎模块进行初始化，调用所述引擎模块以改变地图、生成新角色以及生成新特效；所述引擎模块用于接收来自所述应用模块发出的命令以调用所述场景模块从而分别获取场景模块中的地图、角色及特效，对地图、角色及特效进行渲染和模拟，并发送回所述应用模块进行呈现；所述场景模块用于场景生成和场景管理，进一步包括角色模块、特效模块和地图模块，其中，所述角色模块用于管理2D角色和3D角色，所述2D角色和3D角色基于所述应用模块传入的对应不同模型文件来选择和生成；所述特效模块用于管理2D特效和3D特效，所述2D特效和3D特效基于所述应用模块传入的对应不同模型文件来选择和生成；所述地图模块用于生成2D地图和2D地图管理。

优选地，所述角色模块进一步包括2D角色模块、3D角色模块和角色管理器，其中所述3D角色模块通过其中间层调用蒙皮骨骼动画模型、静态动画模型和静态模型。

优选地，所述特效模块包括2D粒子特效模块、2D特效模块、3D特效模块和特效管理器。

优选地，所述2D角色由序列帧构成，所述3D角色由数据计算渲染。

本发明游戏引擎系统能够同时支持2D序列帧角色与3D角色，同时支持2D平面特效与3D特效。采用2D场景地图，大大减少了场景对计算量的需求，具有整套完整的编辑器。特别是针对开发2D场景和3D角色的大型游戏的开发，本发明具有开发功能强、开发周期短、运行效率高等优点。

应当理解，前述大体的描述和后续详尽的描述均为示例性说明和解释，并不应当用作对本发明所要求保护内容的限制。

附图说明

参考随附的附图，本发明更多的目的、功能和优点将通过本发明实施方式的如下描述得以阐明，其中：

图1示意性示出本发明游戏引擎系统的系统模块图；

图2示意性示出本发明游戏引擎系统模块间的交互流程图；

图3示意性示出本发明游戏引擎系统中角色模块组成图；

图4示意性示出本发明游戏引擎系统中特效模块组成图。

具体实施方式

通过参考示范性实施例，本发明的目的和功能以及用于实现这些目的和功能的方法将得以阐明。然而，本发明并不受限于以下所公开的示范性实施例；可以通过不同形式来对其加以实现。说明书的实质仅仅是帮助相关领域技术人员综合理解本发明的具体细节。

在下文中，将参考附图描述本发明的实施例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的部件，或者相同或类似的步骤。

本发明提供了一种用于开发2D场景和3D角色的游戏引擎系统，主要针对2D场景以及3D角色的游戏而设。本发明中的3D角色包括但不限于游戏中的人物、怪物、宠物、宝箱等。如图1所示，本发明的游戏引擎系统包括应用模块101、引擎模块102和场景模块103。

应用模块101为游戏顶层的逻辑程序，主要通过调用引擎模块102中封装的类和方法，进而在逻辑层面实现游戏的功能。具体的，调用引擎模块102包括对所述引擎模块102进行初始化，调用引擎模块102以改变游戏中的地图、生成游戏中的新角色以及生成新特效等；

引擎模块102用于接收来自应用模块101发出的命令以调用场景模块103从而分别获取场景模块103中的地图、角色及特效，对地图、角色及特效进行渲染和模拟，并发送回应用模块101进行呈现。根据本发明的一个实施例，引擎模块102可以包括可编辑的功能模块或者一些交互式实时图像应用程序的核心组件。这些组件为游戏设计者提供各种编写游戏所需的各种工具，其目的在于让游戏设计者能容易和快速地做出游戏程式而不用由零开始。本发明的引擎模块102包含以下功能模块：渲染引擎(含2D图像引擎和3D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。

场景模块103用于场景生成和场景管理，具体地，根据应用模块101的命令调用不同的场景并呈现在游戏中。本发明的场景模块103中还包括地图模块104、角色模块105和特效模块106。其中地图模块104用于生成地图和地图管理，具体地，根据应用模块101的命令调用和生成不同的地图并返回至应用模块101。角色模块105和特效模块106具体将在下文参照图3和图4进行说明。

图2示出了本发明游戏引擎系统模块间的交互流程图，具体流程如下所述：

本发明的游戏引擎系统的初始化顺序是首先生成地图，角色位置的摆放则依赖于地图坐标。对于场景特效，可以独立于角色创建，但是贴附在角色身上的特效则要求先生成角色，再在角色上挂载特效。

具体初始化顺序如下，应用模块101向引擎模块102发出引擎初始化命令205，接着引擎模块102向场景模块103发出场景初始化命令206，场景模块103初始化后将初始化结果207返回至引擎模块，且引擎模块102初始化后将初始化结果208返回至应用模块101。

引擎初始化和场景初始化结束后，应用模块101即可向引擎模块102发出改变地图的命令209，且经引擎模块102传递改变地图命令210至场景模块103。场景模块103调用地图模块104生成新地图命令211，并传至地图模块104。地图模块104根据新地图命令211加载新地图并返回212至场景模块103，场景模块103将新地图返回213至引擎模块102，进一步将新地图返回214至应用模块101，从而完成新地图的获取流程。本发明采用2D场景地图，大大减少了场景对计算量的需求，为3D角色更精美的效果留出计算空间，同时可以提供原画品质的场景画面。

根据本发明的一个实施例，上述地图模块104生成的地图由方形纹理块拼接而成，场景由2D地图及3D角色构成。每个场景的地图都由许多个2D图片无缝拼接而成。在逻辑上分为很多32*32像素大小左右的小块，每个小块单独配置块类型，分为阻挡区域，自由移动区域，孤岛区域，传送点等。

根据本发明的一个实施例，角色在场景中移动时只同步加载可见区域的地图纹理图片。可见区域外面一块到两块的图片实行异步加载，距离可见区域比较远的角色和地图都不会加载到内存，这样保证了最小的资源量，可以制作很大场景而保证稳定的内存占用。

在调取完场景地图之后，应用模块101还可向引擎模块102发出生成新角色的命令215，且经引擎模块102传递生成新角色的命令216至场景模块103，场景模块103根据新角色命令调取其中的角色模块105生成并返回新角色217至场景模块103，从而完成新角色的生成流程。

上述角色包括2D角色和3D角色，基于所述应用模块传入的对应不同模型文件来选择2D角色或是3D角色。其中2D角色由序列帧构成，3D角色由数据计算渲染，两者都支持加载模型、播放动作、更改位置和方向。其中2D角色的动作通过切换序列帧实现，3D则是通过切换不同的骨骼动画来实现，两种角色的渲染方法不同，逻辑功能是相同的，应用模块101只需要传入对应不同的模型文件(2D或3D)即可选择并生成对应类型的角色。2D角色和3D角色具有相同的对外接口。2D优点在于运行速度快，3D优点在于节省资源量，应用模块101可以自由选择使用的类型，也可以混合使用。

接着，应用模块101还向引擎模块102发出生成新特效的命令218，且经引擎模块102传递生成新特效的命令219至场景模块103，场景模块103根据新特效命令调取其中的特效模块106生成并返回新特效220至场景模块103，从而完成新特效的生成流程。

根据本发明的一个实施例，上述特效包括2D特效和3D特效，应用模块101传入不同类型的模型文件即可选择并生成对应的2D特效或3D特效，应用模块101可以自由选择也可混合使用。2D特效和3D特效具有相同的对外接口。3D特效可以挂载到3D角色的挂点上，挂到挂点上的特效会随着挂点而移动。

例如，特效包括游戏中的火焰，爆炸，天气，落叶等效果，本发明的系统可以支持多样特效。本发明的特效主要支持粒子特效、序列帧特效、2D平面特效、3D平面特效，模型动画特效等。

根据本发明的一个实施例，本发明游戏引擎系统还包括有多种编辑器，例如角色编辑器、特效编辑器和地图编辑器等，用于使开发者自行编辑游戏素材。

由上述可知，角色模块300和特效模块400包含在场景模块103中，图3示意性示出本发明游戏引擎系统角色模块的模块组成图；图4示意性示出本发明游戏引擎系统特效模块组成图。

如图3所示，角色模块300包括2D角色模块301、3D角色模块302和角色管理器303，如图3所示，进一步3D角色模块302通过其中间层302a调用蒙皮骨骼动画模型302b、静态动画模型302c和静态模型302d。所述蒙皮骨骼动画是在骨骼控制下，通过顶点混合动态计算蒙皮网格的顶点，而骨骼的运动相对于其父骨骼，并由动画关键帧数据驱动。一个骨骼动画通常包括骨骼层次结构数据，网格(Mesh)数据，网格蒙皮数据(skin info)和骨骼的动画(关键帧)数据。

如图4所示，特效模块400包括有2D粒子特效模块401、2D特效模块402、3D特效模块403和特效管理器404。如图4所示，进一步3D特效模块403通过其中间层403a调用3D特效节点类403b。所述粒子特效是将无数的单个粒子组合使其呈现出固定形态，借由控制器，脚本来控制其整体或单个的运动，模拟出现真实的效果。

本发明游戏引擎系统能够同时支持2D序列帧角色与3D角色，同时支持2D平面特效与3D特效。采用2D场景地图，大大减少了场景对计算量的需求，具有整套完整的编辑器。特别是针对开发2D场景和3D角色的大型游戏的开发，本发明具有开发功能强、开发周期短、运行效率高等优点。

所述附图仅为示意性的并且未按比例画出。虽然已经结合优选实施例对本发明进行了描述，但应当理解本发明的保护范围并不局限于这里所描述的实施例。

结合这里披露的本发明的说明和实践，本发明的其他实施例对于本领域技术人员都是易于想到和理解的。说明和实施例仅被认为是示例性的，本发明的真正范围和主旨均由权利要求所限定。

Claims (10)

1.一种用于开发2D场景和3D角色的游戏引擎系统调用方法，所述游戏引擎系统包括应用模块、引擎模块和场景模块，所述方法包括如下步骤：

a)所述应用模块向所述引擎模块发出引擎初始化命令，所述引擎模块向所述场景模块发出场景初始化命令，所述场景模块初始化后将初始化结果返回至所述引擎模块，且所述引擎模块初始化后将初始化结果返回至应用模块；

b)所述应用模块向所述引擎模块发出改变地图的命令，且经所述引擎模块传递改变地图命令至所述场景模块，所述场景模块发出生成新地图命令以调用所述地图模块，所述地图模块根据命令加载新2D场景地图并返回至所述场景模块，进而返回至所述引擎模块，以及返回至所述应用模块；

c)所述应用模块向所述引擎模块发出生成新角色的命令，且经所述引擎模块传递生成新角色的命令至所述场景模块，所述场景模块根据生成新角色的命令以调用其中的角色模块，并基于所述应用模块传入的对应不同模型文件来生成并返回新的2D或3D角色至场景模块；

d)所述应用模块向所述引擎模块发出生成新特效的命令，且经所述引擎模块传递生成新特效的命令至所述场景模块，所述场景模块根据新特效命令调取其中的特效模块，并基于所述应用模块传入的对应不同模型文件生成并返回新的2D或3D特效至场景模块。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述角色模块进一步包括2D角色模块、3D角色模块和角色管理器，其中所述3D角色模块通过其中间层调用蒙皮骨骼动画模型、静态动画模型和静态模型。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述特效模块包括2D粒子特效模块、2D特效模块、3D特效模块和特效管理器。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述2D特效和3D特效具有相同的对外接口。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述2D角色和3D角色具有相同的对外接口。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述2D角色由序列帧构成，所述3D角色由数据计算渲染。

7.一种用于开发2D场景和3D角色的游戏引擎系统，所述游戏引擎系统包括应用模块、引擎模块和场景模块，其中：

所述应用模块用于调用所述引擎模块中封装的类和方法，进而在逻辑层面实现游戏功能，所述调用包括对所述引擎模块进行初始化，调用所述引擎模块以改变地图、生成新角色以及生成新特效；

所述引擎模块用于接收来自所述应用模块发出的命令以调用所述场景模块从而分别获取场景模块中的地图、角色及特效，对地图、角色及特效进行渲染和模拟，并发送回所述应用模块进行呈现；

所述场景模块用于场景生成和场景管理，进一步包括角色模块、特效模块和地图模块，其中，

所述角色模块用于管理2D角色和3D角色，所述2D角色和3D角色基于所述应用模块传入的对应不同模型文件来选择和生成；

所述特效模块用于管理2D特效和3D特效，所述2D特效和3D特效基于所述应用模块传入的对应不同模型文件来选择和生成；

所述地图模块用于生成2D地图和2D地图管理。

8.根据权利要求7所述的游戏引擎系统，其特征在于，所述角色模块进一步包括2D角色模块、3D角色模块和角色管理器，其中所述3D角色模块通过其中间层调用蒙皮骨骼动画模型、静态动画模型和静态模型。

9.根据权利要求7所述的游戏引擎系统，其特征在于，所述特效模块包括2D粒子特效模块、2D特效模块、3D特效模块和特效管理器。

10.根据权利要求7所述的游戏引擎系统，其特征在于，所述2D角色由序列帧构成，所述3D角色由数据计算渲染。