三維遊戲設計

三維遊戲設計主要面向三維遊戲的設計與製作，通過一個基於Virt00ls軟體的三維遊戲原型開發實例詳細講解相關的程式與方法，同時也介紹了三維遊戲與互動娛樂技術的相關知識與理念。

基本介紹

• 書名：三維遊戲設計
• 又名：Three Dimensional Game Design by Virtools Dev 4.0
• 作者：付志勇
• ISBN：7302183945/9787302183945
• 頁數：206 頁
• 定價：33.00元
• 出版社：清華大學出版社
• 出版時間：2008年
• 裝幀：平裝
• 開本：16

內容簡介

三維遊戲設計中介紹的方法和技能不僅適用於快速開發遊戲原型，也可以滿足製作線上的三維互動內容、三維界面設計以及三維虛擬展示設計的需要。清華大學美術學院藝術設計(數字娛樂設計方向)校內第二學士學位的教材，適合數字遊戲設計、互動設計、數字媒體藝術和藝術設計等專業的本科生、研究生學習，也可作為遊戲設計愛好者的自學用書。

序言

隨著文化創意產業的發展，數字娛樂設計正在成為一個新興的專業方向。數字娛樂設計是以大眾的娛樂和休閒方式為主要研究對象，基於數位化和網路化的平台，通過多媒體的互動手段，創造具有參與性、互動性和娛樂性的產品或環境。具體的設計內容以數字遊戲設計為主，同時也與移動內容設計、網路藝術設計、數字影音設計、數字動畫及周邊產品設計、虛擬現實技術套用、主題娛樂公園體驗設計等領域有著密切的關聯。

數字娛樂設計是資訊時代的媒體藝術、設計、影視、音樂與數位技術融合產生的新興交叉學科領域，相關的教學和研究在國內還處於起步階段。為了更好地探索該領域的人才培養模式，清華大學美術學院在2006年設立了藝術設計(數字娛樂設計方向)校內第二學士學位，同時也在信息藝術設計專業方向開展了相關的數字娛樂設計教學實踐。《數字娛樂設計》系列叢書的推出正是為了滿足教學實踐的需要，在總結現有教學經驗的基礎上，進一步規範和推動數字娛樂設計教學的發展。在內容編排上，本叢書以培養複合型數字娛樂和遊戲設計人才為目標，既注重培養學生的數字遊戲設計創意和評價能力，同時也強調培養學生在遊戲開發與製作表現方面的實踐技能。

本書內容包括數字遊戲的理念、三維遊戲的基礎知識與代表作品、三維遊戲引擎的介紹、數字遊戲的設計流程、三維遊戲原型製作的技巧、遊戲作品的評價與發布、虛擬現實和互動技術在遊戲中的套用等。在教學方面偏重於對遊戲設計和製作流程的講解，即如何利用一款三維遊戲引擎以及各種遊戲製作素材(三維模型、二維貼圖等)實現遊戲的核心玩法((ore Gameplay)。本書在遊戲原型製作方面選擇了“達索”Virtools Dev 4．0軟體，它具有“可視化編程”以及“實時運行調試”的功能，使學習者能夠迴避複雜的遊戲程式問題，而將更多的精力放在三維遊戲的關卡設計與實現上。

本書強調知識點的連貫和循序漸進，主要通過一個三維遊戲原型的開發實例來講解三維遊戲設計與製作的知識和技能，以遊戲研發團隊中“關卡設計師”的工作為主要側重，便於學習者充分理解和把握三維遊戲設計的流程和方法，並為今後使用其他遊戲引擎製作三維遊戲奠定基礎。

目錄

第1章　三維遊戲設計概論1

1．1三維遊戲的基礎知識1

1．1．1數字遊戲的概念與特性1

1．1．2三維遊戲的概念2

1．1．3二維與三維遊戲的比較3

1．1．4遊戲中的時空元素5

1．2　三維遊戲的類型與範例7

1．2．1動作類遊戲8

1．2．2冒險類遊戲8

1．2．3角色扮演類遊戲9

1．2．4解謎類遊戲10

1．2．5模擬類遊戲ll

1．2．6體育類遊戲12

1．2．7策略類遊戲13

1．3　三維遊戲的基本構成要素14

1．3．1遊戲引擎14

1．3．2圖形用戶界面15

1．3．3模型15

1．3．4材質與渲染16

1．3．5動畫18

1．3．6腳本、特效與人工智慧20

1．3．7聲音與音樂22

1．3．8基礎支持22

1．4　常用的商業遊戲引擎23

1．4．lidTech4引擎23

1．4．2CryENGINE2引擎24

1．4．3RAGE引擎24

1．4．4彎刀引擎25

1．4．5起源引擎25

1．4．6虛幻引擎26

1．5　三維遊戲設計的基本流程27

1．5．1遊戲製作的基本流程27

1．5．2遊戲美工部門的具體分：E30

1．6本章回顧32

1．7課後思考32

第2章　Virtools使用入門33

2．1　VirtoolsDev4．0簡介33

2．1．1Virtools的開發流程34

2．1．2使用Virtools開發遊戲34

2．2　Virtools使用初步35

2．2．1軟體界面概覽35

2．2．23DLayout窗H36

2．2．3工具面板37

2．2．4腳本模組資源庫38

2．2．5資源面板39

2．2．6狀態欄41

2．2．7層級管理器42

2．2．8腳本流程圖43

2．3　快速原型製作43

2．3．1打開Virtools．Dev4．043

2．3．2放置地板和角色44

2．3．3為角色添加簡單的互動操作51

2．3．4測試53

2．4　本章小結53

2．5　課後練習54

第3章　遊戲原型製作55

3．1　遊戲原型製作初步55

3．1．1導出NMO檔案格式55

3．1．2導入Virtools並進行調整57

3．2　Virtools腳本初步67

3．2．1設定直接的繼承屬性67

3．2．2設定飛機的初始狀態69

3．2．3編寫第一個腳本72

3．3　腳本書寫進階78

3．3．1旋轉的浮空山78

3．3．2旋轉的隕石90

3．4　本章回顧93

3．5　課後練習93

第4章　完善遊戲原型94

4．1　粒子94

4．1．1浮空山火箭噴射器94

4．1．2隕石星塵99

4．1．3飛機爆炸效果101

4．2　添加核心互動要素105

4．2．1碰撞檢測106

4．2．2設定飛機生命數量108

4．3　本章回顧113

4．4　課後練習114

第5章　遊戲界面製作115

5．1　遊戲二維主選單製作115

5．1．1製作前的準備工作115

5．1．2添加遊戲開始界面背景116

5．1．3添加startgame按鈕119

5．1．4添加about按鈕124

5．2　遊戲內部界面製作129

5．2．1製作前的準備工作129

5．2．2添加顯示“剩餘生命數量”的2DFrame130

5．2．3添加動態顯示文字的互動腳本：130

5．2．4動態顯示生命剩餘數量133

5．3　本章回顧138

5．4　課後練習139

第6章　其他常用製作技巧140

6．1　碰撞檢測140

6．1．1LayerSlider模組140

6．1．2PreventCollision模組145

6．1．3ObjectSlider模組147

6．1．4SphereSlider模組149

6．2　三維環境下滑鼠單擊物體151

6．3　攝像機軌道漫遊155

6．3．1繪製漫遊軌道155

6．3．2添加漫遊互動腳本157

6．4　本章回顧161

6．5　課後練習162

第7章　遊戲後期製作與最佳化163

7．1　豐富遊戲的視覺效果163

7．1．1光照技巧163

7．1．2簡單陰影167

7．1．3高級陰影169

7．1．4Pre．1it模式171

7．1．5Shader效果172

7．2　遊戲最佳化建議176

7．3　發布遊戲為VMO格式176

7．4　本章回顧178

7．5　課後練習178

第8章　互動娛樂技術的發展及套用179

8．1　互動娛樂技術的發展179

8．1．1遊戲控制技術發展概述179

8．1．2主要的遊戲控制技術181

8．1．3數字遊戲技術的擴展186

8．2　虛擬現實技術的發展187

8．2．1虛擬現實的發展及特徵187

8．2．2虛擬現實環境的現實度188

8．2．3虛擬現實與互動娛樂的結合190

8．3　三維界面與混合現實技術的套用191

8．3．1多通道界面192

8．3．2三維界面技術與套用192

8．3．3網路虛擬環境193

8．3．4增強現實技術的套用194

8．4　互動技術在遊戲中的套用195

8．4．1創新性的遊戲互動方式195

8．4．2常用的遊戲互動設備200

8．5　本章回顧205

8．6　課後思考206

參考文獻207

軟體

目前常用三維遊戲設計軟體很多，不同模組有不同的軟體。比較流行的三維遊戲設計軟體有如：Rhino（Rhinoceros犀牛）、Maya、3ds Max、Softimage/XSI、Lightwave 3D、Cinema 4D、PRO-E等。

1. Maya。Maya是目前最受歡迎的一款三維高端軟體。具有強大的功能、完善的系統。最先進的建模、數位化布料模擬、毛髮渲染、運動匹配等技術，都能與Maya軟體完美地結合。但是對新手來說繁雜而細緻?具有一定的難度?需要經過一段時間的熟練過程。
2.3dMax。3dMax是一款中端軟體。結合了ActiveShade及Rend er Elements功能的渲染能力，比較常用在廣告、影視、多媒體製作、遊戲、工業設計、建築設計、輔助教學以及工程可視化等領域。學習門檻比較低，比較受到初學者的歡迎。
3.Lightwave。Lightwave能夠將建模與布局分開?特別是通過光線跟蹤、光能傳遞等渲染技術，將建模和角色動畫等方面功能發揮非常強大。電影《RED PLANET》中的絢麗特效以及遊戲《恐龍危機2》都是通過此款軟體處理而成。
4.Rhinoceros　Rhino?。Rhino軟體可以保存obj、STL、DXF、IGES、3dm等多種格式。軟體結合了3DSMAX 與Softimage的模型功能?能夠製作精細而又複雜的模型作品。

5.Bryce。Bryce擁有流暢的網路渲染、光源效果和樹木造型等功能。軟體大量的物理材質以及物體紋理?在網路的狀態下可以創作獨特的圖片以及動畫。

發展前景

國內遊戲市場卻仍然處於非常火熱的狀態中，眾多網遊產品如同雨後春筍層出不窮，經典遊戲不斷出現。據不完全統計，我國動漫、遊戲人才缺口達到60萬！由於部分學校仍然保留傳統教學模式，內容更新緩慢，教學設備落後，實戰操作匱乏等，使得畢業學生在面對用人單位時無法立即上崗操作、獨立製作。動漫遊戲企業發展嚴重受人才匱乏制約。報告顯示，自2008年開始，國內主要城市動漫、遊戲類有效職位供給較年前增長42%，政策扶持力度加大，動漫、遊戲產業不斷的壯大，對於動漫、遊戲人才的需求更將呈爆炸式增長。

目前，我國遊戲市場正處於快速發展階段，但市場上的遊戲軟體主要來自日本、美國、韓國等地，完全由本土遊戲製作人開發創作的遊戲正在高速增加，國產原 創的遊戲即將成為遊戲中的主流；但是，中國遊戲專業人才的缺口高達60萬，這將嚴重阻礙國內遊戲產業的發展，所以中國遊戲產業正處於“市場增長迅速，人才 極度匱乏”的局面。
從市場規模來看，2009年中國網路遊戲市場規模達到258億元人民幣，同比增長39.5%。其中：國產網路遊戲市場規模達到157.8億元人民幣，比2008年增長41.9%，占總體市場規模的61.2%。
從主要細分遊戲市場來看：大型多人同時線上角色扮演遊戲(MMORPG)是市場的主導力量，2009年MMORPG占整體網路遊戲市場的比例約為79%，市 場規模達到203.8億元，較2008年增長35.2%；高級休閒遊戲(ACG)的增長速度在加快，2009年高級休閒遊戲占總體網路遊戲市場規模的比例 約為13.8%，市場規模達到35.5億元，較2008年增長49.7%；信息產業部、國家科技部已將遊戲產業列為IT領域重點扶持的支柱產業之一，目前已經得到政策上的大力扶持與推動。可以說三維遊戲設計的發展前景還是非常不錯的。