實時陰影繪制技術研究

　　當然由于內部的工具開發，你需要某人來做所有那些不可避免的小的改變和修正。但這里真正的意義是這是可能的。使用現成的工具，工具開發者會很少因為你需要的一些特征而改變他們的輸出文件格式。這樣你的東西最后看起來更加通用一些，否則你必須采用額外的步驟使用另外的工具來得到想要的結果，當然會花費開發者更多的時間。

　　值得記住的是如今許多有名的3D工具已經有一段時間的歷史了，并且正在產生簡直沒有錯誤的產品，更重要的是，對他們所做的已經有一定程度的經驗了。

　　如果你選擇建造你自己的工具，多半你是，a） 重新創造車輪到某種程度 b） 陷入那些建造現成工具的人們已經遇到過的相同的問題之中，只是他們已經解決了這些問題。時常人們建造一個單一特定的工具花費了相當的時間和努力，并產生了一個遠遠超出你自己的個人需求的工具。還有，他們有代表性地收編了一些你或者認為是沒有用的，或者沒有時間自己實現的特征。加上他們典型地有吸收特征你或會沒有想有用,或沒有時間實現你自己. 這是第三方軟件無法爭辯的。


插件和目的建造工具
　　通常大多數的游戲開發過程最終都是這樣的混合，自己開發的文件轉換器工具，現成的內容創造工具，和通常那些要增加一些必須的特殊功能的工具的一些附加插件。現成工具在提供你不可避免會需要的功能方面有很長一段時間了，但是正如不可避免，總有一些很有用的，有幫助的，或者完全必須的東西你不能得到。一個小的插件可能是一個很好的替代品，而且時常那就是所走過的路。為特定目的建造的預處理程序也是可用的，比如把TGA文件轉換為一個對PS2友好的格式，或者那些相關的東西。

　　如果你或你的公司打算建造某種類型游戲的工具，那么這些工具一般是從一個項目到一個項目地演變發展，而不是每次都從頭重新建造。如果你變換游戲類型，很好，那些產生具有每個多邊形命中能力的高分辨率模型的工具明顯地不是一款RTS（即時戰略）風格游戲所必須的。

　　Gil Gribb，Rave Software的技術帶頭人，對‘現成的工具’和‘自己動手建造’的問題是這么說的：

　　"自己開發的工具有能夠根據自己產品的需要進行定制的優勢，你擁有代碼，可以修正任何錯誤或者增加任何的改進。

　　自制工具的缺點是建造和維護它們是非常昂貴的，通常成本要比現成工具高很多。在許多情況下，由于應用程序范圍的緣故，建立自己的工具是完全不可能的，比如說3D建模和動畫軟件包或者位圖編輯軟件。"

　　當然，如果你想要游戲玩家能夠修改你的游戲，而且你自己建立了所有的工具，那么你就必須要向世界發布這些工具。這可能會引起一點點疑惑，記住建立你自己的工具的部分原因是你可以領先你的競爭者。有時侯發布這些工具的源代碼甚至可能讓你獲益匪淺，這確實提供了一種創造內容的方法。再次，Gil Gribb闡述這個主題：

　　"我是支持發布幾乎所有的源代碼。我認為我們沒有任何來自我們的競爭者的害怕的事情，合法的業務不會想到竊取知識產權。游戲迷，業余游戲制作者，以及游戲的普及都能夠從發布的源代碼獲益。"

　　好，我們的游戲引擎剖析系列到這里，當然我們已經特別討論了許多和引擎相關的主題，下面讓我們繼續討論一些與游戲特定相關的部分。


游戲控制機制
　　控制機制能夠對開發中的游戲帶來巨大的差別，有時甚至表明你正在建立的游戲的種類或者風格。

　　嘗試在某個時候用gamepad玩一個即時戰略類游戲--它不只沒有樂趣。有時當你被限制在一個特定的輸入裝置的時候，例如鼠標和鍵盤，為你的游戲發明新的控制方法會是一個令人筋疲力盡的過程。當Raven開始開發Heretic II時他們決定做的第一件事情之一就是為用鼠標使用第三人稱照相機嘗試和找出一個直觀的方法。在這以前，大多數游戲采用的是Tomb Raider風格的照相機（第三人稱預兆的追逐）他們發現這時常不能正確地工作，在很多情形下會給玩家帶來挫折。照相機時常會得到任意的視角，如果可能的話移動相機，而且有時改變玩家的方向。

　　假定他們的目標對象是FPS游戲人群，Raven需要找到一個對FPS游戲玩家來說直觀的控制烏鴉座（Corvus）的方式。他們這樣做了，但確實花費了一些時間，和一些不同的方式—他們應當讓照相機固定在一個方向嗎，或者讓它是浮動的嗎？大多數游戲開發努力—除非一個確定類型游戲的一個沒有虛飾的實現—傾向于花費一些研發找出物理控制裝置和游戲需要的內部控制機制的最直接的合并。這里是一個暗示—一旦你發現一個方式很起作用，就堅持下去。用這種方式控制游戲內在的東西能把視野，直覺，甚至游戲的焦點完全改變成你從未想要過的東西。發現起作用的東西，證明它起作用，然后就別管它。過分設計控制會導致特征偏離和可察覺的游戲概念問題。

　　像這類特征偏離的一個很好的例子可以在Independence War中看到。這款游戲有著如此多的模式，按鍵，等等，僅僅熟悉和操縱游戲都不可能。

　　很明確這里的關鍵是簡單。一個好的經驗法則是，在正常的游戲中，如果你的游戲需要比在普通的gamepad的按鍵或者你手上的手指更多的按鍵，那么一些事情需要被重做。注意, 我不是說一款游戲不應該有靈活性—Soldier of Fortune必定有許多可能的按鍵設定。但通常，當你認為它們大多數實際上都是不需要的時候Quake引擎有一個很好的方式。是的，你可以選擇你想要使用什么武器，但你不是必須這樣。游戲將會自動地為你那樣做。這就是靈活性和過度設計之間的不同。如果游戲需要你按下某個鍵來選擇一個武器，那將會有問題。你理解這個了嗎？

　　控制機制不能被過高估價 -- 一款游戲時常將會根據玩家覺得他們對事件或者主要角色有多少控制而獲得成功或失敗。如果控制被改變，重新定向，或僅僅簡單地從他們哪兒移除，它能導致游戲自身缺乏參與，不用說，那是一件很糟糕的事情。在這上面花費時間并讓它保持簡單，將會有巨大的幫助。


實體和照相機
　　現在我們來到了引擎不太令人愉快的部份，也是定義得最少的部分。當游戲運行的時候，游戲在這個部分能變得極端地多出錯，耗時間，或僅徹底的極限。

　　在這里我們所談論的是游戲引擎的 "游戲" 部份。這個部分使用所有的其它技術讓一些事物顯示在屏幕上，到處移動，讓它對你產生反應并且讓你對一些事物產生反應。這個系統有許多方法，但現在我將緊扣Quake的方法因為那是我最熟悉的。

　　讓我們從實體開始。這些可以被定義為‘游戲對象’。現在那不僅僅意謂你在屏幕上看見的模型，雖然實體確定地控制這些 -- 實體也可能是其他的事物。基本上它是游戲在任何給定時間需要知道的任何事物，例如讓事情繼續進行的定時器，模型的碰撞檢測盒，特效，模型，游戲玩家，等等。

　　甚至照相機都可能是實體（在幾乎所有Raven的產品中都是這樣）。照相機在世界中被分配一個有角度的原點，它們每幀都被刷新并告知渲染器應該從哪里得到它的視野數據，and off we go。典型地實體是為了返回到游戲早先的狀態而被存儲和裝載的那些東西。通常在裝載過程中使用的方法是把游戲地圖裝載進來，好像你正在重新開始一個關卡一樣，然后裝載所有存儲的實體，這樣他們就返回到游戲存儲時它們的狀態。Voila，即刻返回一個存儲的游戲。當我理解Heretic II的方法時這并不是那么的容易—裝載/存儲幾乎比其他任何事情帶給我的問題還多，特別是在協作模式。

照相機有許多形式：

　　自由形式：照相機能去任何地方
　　腳本：照相機可以沿著一條設定的路徑前進
　　游戲時間：照相機有必須要遵循的定義的行為

　　僅僅說"嗯，我將僅僅跟隨主要的角色"是不夠的。這意謂你也可能需要讓照相機穿過墻壁，或讓它按一些方式移動以致甚至引起一些胃的惡心。讓它沿著一些定義的上下運動路徑前進也有益處，如同任何玩Descent游戲超過一小時的人可以告訴你的一樣。身體和頭部習慣于上下是一個靜態的變量，并當它不是時，他們不喜歡它。制作Quake 1的 Mike Abrash，曾經告訴我即使當它被定義，他仍然處理 的麥可 Abrash 地震 1,曾經告訴我即使當它被定義,他仍然從他們正制作的游戲感到運動惡心。他提到，對于他來說，離開制作Quake 1一年時間才讓他的胃安定下來。啊哈，我們所作出的犧牲。


武器系統
　　游戲模塊的另外一個部份是武器系統。大多數的游戲有武器系統或類似的東西。 這是在世界中影響其他的物體，而且使他們對給定情形產生反應的東西，--比如說被射擊。通常武器系統由許多不同的類型組成；攻擊掃描，基于飛彈的，以及范圍形式。

　　攻擊掃描是直接攻擊武器。在屏幕上他們產生的效果只是那樣，一個效果。當使用它的時候，和武器的實際操作沒有任何關系。當你用手槍開火時，子彈被認為立即穿過世界并直接擊中在它運動軌跡上的任何人/事物。

　　基于飛彈的武器有一個占用有限時間穿越世界的真實射彈，從而帶給對方一些可以躲避的時間。

　　讓我們說你已經把所有的刺激-響應部分準備好了—你已經掃描了世界，決定NPC應當對正在進行的一些事情作出反應—他聽到了玩家角色發出了聲響—并且你（游戲開發者）決定了他應當對這個做些什么—他將去調查。現在更加復雜的事情來了。他如何離開現在的位置，到達他認為發出聲音的地方，而不會想通常的數字傻瓜一樣跑到墻壁里面，碰到家具呢？繼續往下看…


有關正確的路徑 --- 世界導航
　　快速，準確的世界導航( 也叫做路徑-發現) 近來已經成為游戲開發者的圣杯。 讓它看起來非常信服是一件非常困難的事情。你需要有局部世界的地理知識—墻壁的位置，臺階，懸崖和建筑物等的邊緣。你也需要世界中的對象的知識—比如家具，汽車，尤其是其他人的位置。真正最后的因素是問題所在，一會兒我們將回到這一點上。

　　世界導航通常被分為兩個領域，世界導航和局部導航。二者實際上只是范圍上的區別，但大多數的程序員分別對待它們，因為這樣處理起來容易一些。世界導航例程處理理解房間，門和一般的地理學，并計算出讓玩家或者角色從世界中的A點到達B點的一條路徑。“它將讓你從A點到達B點”，這是一句很容易說的話，不是嗎？說起來容易，但做起來很困難。理解世界是一個非常復雜問題，我已經看到過許多嘗試過的解決辦法。QuakeIII的機器人遵照建造的預先處理過的地圖，一般的說法，使用原來地圖的地面。預處理器檢測地面元素，由地圖建造者作上標記，并自己建造一個只使用地面的世界簡化地圖。機器人并不關心墻壁，因為他們從不接近它們，就像他們遵照地面的地圖一樣，設計上已經把避免墻壁構造在里面了。

　　其他方法在地圖本身里面建造一些小的結點，AI可以追隨它們。這些結點通常被建造在彼此的視線里面，有從一個結點到其他所有結點的連接，角色AI能夠直接‘看見’，所以你就確保了從一個結點移動到另外一個結點時AI不會試圖穿越墻壁。如果有門或者降落物，你能夠事先用這些結點對路徑的信息編碼，于是NPC能夠采用適當的行為—等候電梯，打開一扇門，或者從一點跳到另外一點。這實際上是HereticII使用的系統，也是Raven在他們其他的大多數游戲中使用的系統。

　　關于這個主題，3D Realms的Jess Crable，現在為Duke Nukem Forever工作，如是說：

　　"導航在許多方面是個巨大的挑戰，主要是當游戲中有大量正在發生的事情和一些非計劃性的東西，比如障礙。為了避免和（或）真實地對非計劃性的障礙物導航（例如像另外的AI），AI需要很好地知道正在它周圍發生的事情。比較而言另外一個巨大的挑戰就是真實感。如果AI正在表現玩家在實際生活中看到的一些東西，比如說一個人，或者一條狗， 那么讓它看上去真實可信就更加困難。"

　　然后就是局部導航。我們可能有一條路徑讓我們的 NPC 從他在世界中的位置，移動到他認為聽到聲音的地方，但你不能盲目地按照這個執行并期望得到看起來不錯的結果。這種性質的路徑傾向于非常特定于一個給定的目的。當你沿著走廊從一個房間跑到另外一個房間時，它很好，但如果你試圖指導他穿越一個巨大的房間時，路徑結點方法容易最終得到一些看起來很奇怪的發現路徑。這些路徑也不是動態的。因為他們被預先建造，他們不容易考慮到世界的任何動態變化。桌子可能有被移動過了，椅子被破壞了，墻壁被摧殘，當然，人們會移動。這就是局部導航不同于世界導航的地方。它必須考慮局部世界并導航NPC在里面穿越。它必須知道周圍的環境，存在哪些可以選擇的路徑，并決定選擇哪一條。

　　在局部導航中最大的問題是其他的NPC。給定一個發現路徑的具體例程，如果你在相同的一般區域中有不止一個NPC，他們都試圖到達世界的同一地點，結果是他們都非常容易有相同的路徑。然后他們試圖沿著這個路徑行進，結果彼此遇到一起，然后花費他們所有的時間試圖將彼此分開，并且一旦成功地分開了，他們再次試圖到達目標，然后我們又再次看到同樣的事情發生。這一切看起來都是非常的愚蠢，這不是大多數人想要的效果。所以需要一些路徑發現中的變化來避免這種情形，需要一些妥善處理避免的代碼。有大量能夠幫助解決這種情形的算法。


人工智能和角色動畫問題
　　當然，當角色自己在世界中行走時你必須完全地決定你想要角色播放什么動畫。聽起來無足輕重？不是的。關于這個主題，Raven的 Chris Reed—Soldier of FortuneII使用名為LICH的AI系統的現在的負責人—如是說：

　　"此刻我能告訴你，我們在平滑移動上正有著最大的困難。在一個多丘陵的長滿草的叢林中試圖讓五個角色在彼此附近行走是一個非常困難的問題。讓底層系統完美是重要的，因為除非角色在較低層次上（避免墻壁，適當的動畫）看起來真實，他們不能夠有效地表達任何較高層次決定的智能。由于這個單獨的原因，動畫和底層的移動是最重要的和最難實現的。它確實需要完美。"

　　因此我們已經讓我們的角色從A點到達了B點，他自己穿越世界，在途中避免障礙物，正確播放動畫，現在到達了這里。他看見了你。接下來做什么呢？很明顯更多的是作出決策。他將向你射擊。太棒了。你回應射擊。現在干什么？當他試著逃走的時候，現在你再次經歷全部同樣的事情。

　　為了讓這些情形看起來令人信服，你看見了這里必須要處理的大量問題。如果你建立你的AI使用沒有動畫的行為讓NPC執行，這能被混合。一些Soldier of Fortune中的AI就是這樣的例子。他們受到了指責，因為壞家伙沒有以適當的方式對刺激作出反應。當他們明顯應該這樣做的時候，敵方NPC不掃射，或者不逃跑。部分問題是他們沒有掃射敵人NPC的動畫，或者讓他們往回跑，因為空間的問題。因此世界上所有最偉大的AI代碼都不能夠解決這個問題。這是所有要考慮的重要事情。

　　想知道隱藏的難點嗎？看看我前面所有的描述，然后試著將它應用到一組NPC上，這些NPC彼此必須說話，設定目標，彼此溝通，但不妨礙彼此的方式。一旦你這么做了，試試那些代碼，作為玩家的隊友做上面所描述的這些，然而不要在槍戰中妨礙他。現在這是復雜的。然后這成為樂趣。這是最困難的部分。Raven的 Chris Reed關于AI‘感覺’的一些評論：

　　"我認為反饋是AI的一個極大的問題。如果角色對于他周圍環境的變化不產生反應，游戲的真實感就被完全打破了。這有許多明顯的例子(聽見槍炮聲，看見同伴被擊中...)，以及一些更加微妙的事情(當兩個人通過門廳時看著彼此并點頭致意)。玩家是樂意接受一些生硬和可預測性的，但是這些事物容易把游戲帶到現實生活。"

　　并且Jess Crable 贊同：

　　"平衡是非常重要的… 對玩家將會有多大的樂趣至關重要，但還有其他的問題要平衡。游戲玩家時常說他們想在游戲中看見更加真實的人工智能。然而，太多的真實感開始把樂趣帶走。在這兩者之間必須要有一個好的平衡。變化和隨機同樣也很重要—行為的變化，和保持在可信范圍內的一定程度的不可預測性。"


游戲規則與自然發生的游戲
　　在我們關于AI的所有描述中，我們采用的是FPS的方式。有不止一種的AI。我們已經描述的是處理3D世界一組規則。AI遠遠不止這些。時常最好的AI實際上非常的簡單。它就是一組規則，玩家必須響應和處理的響應（或開始）動作的規則。

　　這里應當處理一個被稱為“自然發生的游戲”的專業術語。 自然發生的游戲本質上創造游戲將遵守的規則，那將會造成游戲程序員不能預見的情形。

　　舉例來說，象棋能被認為是自然發生的游戲。有一組規則，但游戲能夠陷入各種程序員不能夠以個別方式處理的情形。你不能為每一種可能的棋局情形編碼規則。很清楚，游戲玩家每次不會總是面臨相同的游戲情景。一定程度上，進行中的游戲情形會根據他的行動而發生變化。Black and White是這種情形的一個完美的例子，和The Sims一樣—游戲有它自己的規則，但你如何運用和調和他們是你自己的事情。實際上，你在玩游戲的過程中創造著游戲，而不是照著游戲設計者/程序員已經為你定義的路線進行。

　　有可能把基于規則的，自然發生的游戲方式和FPS環境混合在一起。Half Life中的一些海軍陸戰隊士兵的行為就是這樣做的—壓制火力和側翼攻擊從設定的規則中動態完成。它看起來是動態的，而且一定程度上它是這樣。然而，在FPS世界中僅僅有一組規則時常是不夠的。幾何和其他AI時常能夠打敗簡單的規則，這讓保持正確并依然有趣變得更加困難。所以對那些可憐的AI程序員有一些同情心吧。他們的工作不容易。


　　好吧，下面還有一個章節，僅僅還剩下一個章節了。在最后的章節里，我們將討論頭頂顯示，菜單系統，游戲定制和配置，游戲引擎版權與建造，最后是游戲“mods”。
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第11部份: 最后的章節


前端
　　你已經看到了菜單系統，你可能理解游戲內的頭頂顯示（HUDs）時常是游戲經歷中被忽視和誹謗的部分。最近，這個領域開始被給人印象非常深刻的Black and White所關注，這款游戲實際上沒有HUD。在Peter Molyneux經歷了Dungeon Keeper以后，它在屏幕上大量的圖標，他決定游戲的大部分被這些圖標占用了，主要的屏幕沒有被足夠利用。因此他決定廢除所有這些東西。Peter邁了大膽的一步，我們為你喝彩。很不幸，這種方式適用于B&W這類風格的游戲，但它并不總是對其他種類的游戲有用。