CN105005495A - 一种游戏引擎 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种游戏引擎，包括：3D绘制模块使用Opengl？ES驱动层适配重写代码，减少glsl？shader的顶点着色器和像素着色器指令，使用0乘和1乘的方式去除条件分支结构；文件访问组件封装KGFOpen以及KGFRead的文件读取方法，并参照fopen和fread的接口参数和使用方法；编译构建模块在Windows环境下使用vc编译，在Android环境下使用Eclipse和gcc编译，在ios环境下使用xcode？llvm-gcc进行编译；格式处理模块使用预先制作的工具在编辑器内部对Windows平台、Android平台或ios平台需要的纹理格式进行自动转换发布导出；脚本模块使用脚本导出接口模式，并使用lua虚拟机进行接入。采用本发明实施例，可以实现游戏引擎的跨平台移植。

Description

一种游戏引擎

技术领域

本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种游戏引擎。

背景技术

游戏引擎直接控制剧情、关卡、美工、音乐、操作等内容，它扮演着中场发动机的角色，把游戏中的所有元素捆绑在一起，在后台指挥它们同时、有序地工作。游戏引擎可以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。然而，目前的游戏引擎如Unity3d、Ureal几乎都是通用型的引擎，但是，定制性不灵活，而且很多特效过于复杂，结构过于庞大，不开源或开源成本很高，不具备有跨平台的特点。

发明内容

本发明实施例提供一种游戏引擎。可以实现游戏引擎的跨平台移植。

本发明实施例提供了一种游戏引擎，包括3D绘制模块、文件访问组件、编译构建模块、压缩纹理模块以及脚本模块，其中：

所述3D绘制模块，使用Opengl ES驱动层适配重写代码，减少glsl shader的顶点着色器和像素着色器指令，使用0乘和1乘的方式去除条件分支结构；

所述文件访问组件，封装KGFOpen以及KGFRead的文件读取方法，并参照fopen和fread的接口参数和使用方法；

所述编译构建模块，在Windows环境下使用vc编译，在Android环境下使用Eclipse和gcc编译，在ios环境下使用xcode llvm-gcc进行编译；

所述格式处理模块，Windows平台兼容微软的DDS格式、Android平台兼容ETC压缩纹理格式以及ios平台兼容PVRTC压缩纹理格式，并使用预先制作的工具在编辑器内部对所述Windows平台、所述Android平台或所述ios平台需要的纹理格式进行自动转换发布导出；

所述脚本模块，使用脚本导出接口模式，并使用lua虚拟机进行接入。

其中，所述游戏引擎还包括音效库，所述音效库选用OpenAL库。

其中，所述游戏引擎还包括乘法指令集，所述乘法指令集采用ARM的NEON指令集。

其中，所述游戏引擎还包括字符编码模块，所述字符编码模块使用UTF-8统一字符编码集并使用asciib编码进行编码和解码。

其中，所述游戏引擎还包括字节处理模块，所述游戏引擎导出的引擎数据包括纹理数据、动画数据、mesh网格数据；

所述字节处理模块，使用二进制对所述纹理数据、所述动画数据或所述mesh网格数据进行保存，并采用4字节小端字节序对齐的方式对所述纹理数据、所述动画数据或所述mesh网格数据进行预处理。

其中，所述游戏引擎还包括网络库组件，所述网络库组件封装客户端socket库，同时采用脚本进行调用。

实施本发明实施例，KGMobile3D根据不同平台自身特性综合汇集了3D绘制模块使用Opengl ES驱动层适配重写代码，减少glsl shader的顶点着色器和像素着色器指令，使用0乘和1乘的方式去除条件分支结构；文件访问组件封装KGFOpen以及KGFRead的文件读取方法，并参照fopen和fread的接口参数和使用方法；编译构建模块在Windows环境下使用vc编译，在Android环境下使用Eclipse和gcc编译，在ios环境下使用xcode llvm-gcc进行编译；格式处理模块使用预先制作的工具在编辑器内部对Windows平台、Android平台或ios平台需要的纹理格式进行自动转换发布导出；脚本模块使用脚本导出接口模式，并使用lua虚拟机进行接入，完好的实现了覆盖PC和移动端跨平台特性的3D引擎，使得原有3D引擎不仅仅局限于windows平台3D游戏开发的应用，更适应了当下游戏多平台开发的特性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提出的一种游戏引擎的第一实施例的结构示意图；

图2是本发明提出的一种游戏引擎的第二实施例的结构示意图；

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1，图1是本发明提出的一种游戏引擎的第一实施例的结构示意图。如图所示，本发明实施例中的游戏引擎包括：

3D绘制模块101，使用Opengl ES驱动层适配重写代码，减少glsl shader的顶点着色器和像素着色器指令，使用0乘和1乘的方式去除条件分支结构。

具体的，原有3D引擎绘制部分的代码采用Opengl ES驱动层适配重写，并且适配移动平台的特性，简化原有绘制流程，去除了复杂的绘制流程，最大程度贴近原有引擎的绘制效果，精简glsl shader的顶点着色器和像素着色器指令，使用0乘和1乘的方式去除复杂的条件分支结构，优化绘制效率。例如：

If(condition)

    Result＝expression0；

else

    Result＝expression1；

优化成

    Result＝condition*expression0+condition*expression1；

condition传入0或1

文件访问组件102，封装KGFOpen以及KGFRead的文件读取方法，并参照fopen和fread的接口参数和使用方法。

具体的，不同平台的读取方法都不一样，引擎封装了统一的KGFOpen，KGFRead等方法，这些方法完全按照C库的接口进行封装模仿fopen和fread等方法的接口参数和使用方法，易于理解和使用，既能从不同平台的文件路径、assets路径加载数据，也能从自定义增量压缩包格式里面直接读取数据，从Api上层接口封装上消除了各平台的差异性。

编译构建模块103，在Windows环境下使用vc编译，在Android环境下使用Eclipse和gcc编译，在ios环境下使用xcode llvm-gcc进行编译。

具体的，构建了三套跨平台的编译环境，windows环境下使用vc编译，android下使用Eclipse和gcc编译，ios使用xcode llvm-gcc进行编译，同一套引擎代码在三个平台构建了3套编译环境，均能自动编译并链接输出为最终执行文件。

格式处理模块104，Windows平台兼容微软的DDS格式、Android平台兼容ETC压缩纹理格式以及ios平台兼容PVRTC压缩纹理格式，并使用预先制作的工具在编辑器内部对所述Windows平台、所述Android平台或所述ios平台需要的纹理格式进行自动转换发布导出。

具体的，为了兼容windows，android和ios三大平台的特性，采用了不同的压缩纹理格式，其中windows兼容微软的DDS格式，android兼容ETC压缩纹理格式，ios平台兼容PVRTC压缩纹理格式，并针对三种平台制作了专门的导出工具，在编辑器内部自动对不同平台需要的纹理格式进行自动转换发布导出，由于使用了不同平台的压缩纹理格式，大大降低显存带宽交换要求，提升了绘制效率，同时大大降低了实际运行环境中稀缺的内存资源占用。

脚本模块105，使用脚本导出接口模式，并使用lua虚拟机进行接入。

具体的，不同平台执行环境不统一，比如ios下原生使用Objective-C，android下原生使用java，为了消除逻辑开发的差异性，对于逻辑代码执行也需要一套跨平台的统一约定，引擎采用了脚本导出接口模式，具体实现方法是将移动引擎的逻辑接口进行脚本导出，使用lua虚拟机进行接入，逻辑程序员完全使用脚本进行项目开发，并且不需要了解引擎内部的复杂特性，而且脚本自身具有动态执行，开发效率高等特性，并且能根据平台特性能很好的支持热更新，KGMobile3D引擎完好的使用这种模式进行项目开发。

请参考图2，图2是本发明提出的一种游戏引擎的第二实施例的结构示意图。如图所示，本发明实施例中的游戏引擎包括：

3D绘制模块，使用Opengl ES驱动层适配重写代码，减少glsl shader的顶点着色器和像素着色器指令，使用0乘和1乘的方式去除条件分支结构。

具体的，原有3D引擎绘制部分的代码采用Opengl ES驱动层适配重写，并且适配移动平台的特性，简化原有绘制流程，去除了复杂的绘制流程，最大程度贴近原有引擎的绘制效果，精简glsl shader的顶点着色器和像素着色器指令，使用0乘和1乘的方式去除复杂的条件分支结构，优化绘制效率。例如：

If(condition)

    Result＝expression0；

else

    Result＝expression1；

优化成

    Result＝condition*expression0+condition*expression1；

condition传入0或1

文件访问组件，封装KGFOpen以及KGFRead的文件读取方法，并参照fopen和fread的接口参数和使用方法。

具体的，不同平台的读取方法都不一样，引擎封装了统一的KGFOpen，KGFRead等方法，这些方法完全按照C库的接口进行封装模仿fopen和fread等方法的接口参数和使用方法，易于理解和使用，既能从不同平台的文件路径、assets路径加载数据，也能从自定义增量压缩包格式里面直接读取数据，从Api上层接口封装上消除了各平台的差异性。

编译构建模块，在Windows环境下使用vc编译，在Android环境下使用Eclipse和gcc编译，在ios环境下使用xcode llvm-gcc进行编译。

具体的，构建了三套跨平台的编译环境，windows环境下使用vc编译，android下使用Eclipse和gcc编译，ios使用xcode llvm-gcc进行编译，同一套引擎代码在三个平台构建了3套编译环境，均能自动编译并链接输出为最终执行文件。

格式处理模块，Windows平台兼容微软的DDS格式、Android平台兼容ETC压缩纹理格式以及ios平台兼容PVRTC压缩纹理格式，并使用预先制作的工具在编辑器内部对所述Windows平台、所述Android平台或所述ios平台需要的纹理格式进行自动转换发布导出。

具体的，为了兼容windows，android和ios三大平台的特性，采用了不同的压缩纹理格式，其中windows兼容微软的DDS格式，android兼容ETC压缩纹理格式，ios平台兼容PVRTC压缩纹理格式，并针对三种平台制作了专门的导出工具，能在编辑器内部自动对不同平台需要的纹理格式进行自动转换发布导出，由于使用了不同平台的压缩纹理格式，大大降低显存带宽交换要求，提升了绘制效率，同时大大降低了实际运行环境中稀缺的内存资源占用。

脚本模块，使用脚本导出接口模式，并使用lua虚拟机进行接入。

具体的，不同平台执行环境不统一，比如ios下原生使用Objective-C，android下原生使用java，为了消除逻辑开发的差异性，对于逻辑代码执行也需要一套跨平台的统一约定，引擎采用了脚本导出接口模式，具体实现方法是将移动引擎的逻辑接口进行脚本导出，使用lua虚拟机进行接入，逻辑程序员完全使用脚本进行项目开发，并且不需要了解引擎内部的复杂特性，而且脚本自身具有动态执行，开发效率高等特性，并且能根据平台特性能很好的支持热更新，KGMobile3D引擎完好的使用这种模式进行项目开发。

进一步的，游戏引擎还可以包括：

音效库选用跨平台的OpenAL库，实现多平台的音效播放，此库在不同平台播放声音的底层给予自定义的实现比，上层接口保持一致性，比如：android具体实现了

BackendFuncs android_funcs＝{

    android_open_playback,

    android_close_playback,

    android_reset_playback,

    android_stop_playback,

    android_open_capture,

    android_close_capture,

    android_start_capture,

    android_stop_capture,

    android_capture_samples,

    android_available_samples

}这些函数回调，都是具体用原生java实现的，其他平台底层实现方法均不同。

乘法指令集，根据硬件特性，底层向量矩阵乘法采用ARM的NEON指令集进行优化，大大提高矩阵向量乘法运算效率。

字符编码模块，使用UTF-8统一字符编码集并使用asciib编码进行编码和解码。

具体的，原有3D引擎只支持GBK字符编码集，移动引擎修改成UTF-8统一字符编码集，消除平台字符差异性，中文路径为了兼容平台采用asciib编码进行编码和解码例如：“data/中文路径/纹理.mesh”被表示为data/％e4％b8％ad％e6％96％87％e8％b7％af％e5％be％84/％e7％ba％b9％e7％90.％86.mesh，这样中文路径能用英文标识出来进行自动编码和解码，能很好解决不同平台对中文“不适应”的问题。

字节处理模块，使用二进制对所述纹理数据、所述动画数据或所述mesh网格数据进行保存，并采用4字节小端字节序对齐的方式对所述纹理数据、所述动画数据或所述mesh网格数据进行预处理。从而确保资源数据在不同平台都能适配各自的cpu流水线处理结构，且兼顾效率与差异。

网络库组件，封装客户端socket库，同时采用脚本进行调用。此库上层API保持一致，底层实现根据平台底层不同有不同的实现，windows使用winsocket,android和ios使用linux/unix原生socket底层的实现。

在本发明实施例中，KGMobile3D根据不同平台自身特性综合汇集了3D绘制模块使用Opengl ES驱动层适配重写代码，减少glsl shader的顶点着色器和像素着色器指令，使用0乘和1乘的方式去除条件分支结构；文件访问组件封装KGFOpen以及KGFRead的文件读取方法，并参照fopen和fread的接口参数和使用方法；编译构建模块在Windows环境下使用vc编译，在Android环境下使用Eclipse和gcc编译，在ios环境下使用xcode llvm-gcc进行编译；格式处理模块使用预先制作的工具在编辑器内部对Windows平台、Android平台或ios平台需要的纹理格式进行自动转换发布导出；脚本模块使用脚本导出接口模式，并使用lua虚拟机进行接入，完好的实现了覆盖PC和移动端跨平台特性的3D引擎，使得原有3D引擎不仅仅局限于windows平台3D游戏开发的应用，更适应了当下游戏多平台开发的特性。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定是必须针对相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例以及不同实施例的特征进行结合和组合。本发明所有实施例中的模块或单元，可以通过通用集成电路，例如CPU(Central Processing Unit，中央处理器)，或通过ASIC(ApplicationSpecific Integrated Circuit，专用集成电路)来实现。

本发明所有实施例方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减；本发明所有实施例装置中的模块或单元可以根据实际需要进行合并、划分和删减。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

以上所揭露的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (6)

1.一种游戏引擎，其特征在于，所述游戏引擎包括3D绘制模块、文件访问组件、编译构建模块、格式处理模块以及脚本模块，其中：

所述3D绘制模块，使用Opengl ES驱动层适配重写代码，减少glsl shader的顶点着色器和像素着色器指令，使用0乘和1乘的方式去除条件分支结构；

所述文件访问组件，封装KGFOpen以及KGFRead的文件读取方法，并参照fopen和fread的接口参数和使用方法；

所述编译构建模块，在Windows环境下使用vc编译，在Android环境下使用Eclipse和gcc编译，在ios环境下使用xcode llvm-gcc进行编译；

所述格式处理模块，Windows平台兼容微软的DDS格式、Android平台兼容ETC压缩纹理格式以及ios平台兼容PVRTC压缩纹理格式，并使用预先制作的工具在编辑器内部对所述Windows平台、所述Android平台或所述ios平台需要的纹理格式进行自动转换发布导出；

所述脚本模块，使用脚本导出接口模式，并使用lua虚拟机进行接入。

2.如权利要求1所述的游戏引擎，其特征在于，所述游戏引擎还包括音效库，所述音效库选用OpenAL库。

3.如权利要求1所述的游戏引擎，其特征在于，所述游戏引擎还包括乘法指令集，所述乘法指令集采用ARM的NEON指令集。

4.如权利要求1所述的游戏引擎，其特征在于，所述游戏引擎还包括字符编码模块，所述字符编码模块使用UTF-8统一字符编码集并使用asciib编码进行编码和解码。

5.如权利要求1所述的游戏引擎，其特征在于，所述游戏引擎还包括字节处理模块，所述游戏引擎导出的引擎数据包括纹理数据、动画数据、mesh网格数据；

所述字节处理模块，使用二进制对所述纹理数据、所述动画数据或所述mesh网格数据进行保存，并采用4字节小端字节序对齐的方式对所述纹理数据、所述动画数据或所述mesh网格数据进行预处理。

6.如权利要求1所述的游戏引擎，其特征在于，所述游戏引擎还包括网络库组件，所述网络库组件封装客户端socket库，同时采用脚本进行调用。