[发明专利]一种三维游戏引擎系统

说明书

[技术领域]

本发明涉及一种三维游戏引擎系统。

[背景技术]

随着计算机硬件、三维图形技术、虚拟现实技术的发展，逼真的三维视觉世界正在逐步走入人们的生活，它给人们呈现的梦幻般的境界，正在引起人们的广泛关注，建立三维视图体系并进行推广和发展已经成为当前技术的热门领域。三维游戏是目前市场开发的重点领域，三维游戏引擎是三维游戏设计的基础，三维游戏侧重交互和三维动画的实时性，因此三维游戏引擎系统结构的组织方法成为技术的核心问题，好的系统组织方法不仅有利于内存的管理，而且能够加速场景绘制，同时还方便实时交互的实现。特别是当场景越来越复杂时，系统组织方法就显得更加重要。

目前虽然有一些比较成熟的三维游戏引擎可以满足大部分用户的需求，比如virtools软件，但是如果采用这些游戏引擎开发三维游戏进行商业运营时，需要交纳较高的版权费，同时软件本身功能强大，对于开发较小规模三维游戏时不需要涉及如此复杂的功能，却占用系统资源高且影响运算速度，又需要承担较多的使用费，从成本角度和使用便利性角度考虑，自主开发三维游戏引擎系统就成为必要，本发明正是基于此出发点，自主设计了一套三维游戏引擎的组织结构，既满足上层用户需求，同时降低了成本和软件资源开销。

[发明内容]

本发明克服了上述技术的不足，提供了一套三维游戏引擎系统结构，将三维引擎与窗口设计通过场景管理器的中间层进行功能关联，实现界面和渲染功能的关联，完成三维游戏引擎系统结构的设计，并且系统各层设计模块分别进行独立设计和封装，具有较好的扩展性，便于后期的维护和开发扩展，降低软件使用的成本。

为实现上述目的，本发明采用了下列技术方案：

一种三维游戏引擎系统，包括有用于显示三维模型场景视图窗口、提供人机交互操作的上层设计界面1，划分封装了三维引擎底层各子算法、实现三维游戏引擎底层渲染的引擎功能模块2，以及作为中间控制层用于实现上层设计界面1与引擎功能模块2之间界面和底层渲染的信息交互的场景管理器3，所述上层设计界面1包括有用于接收并随时更新底层渲染信息、实时再现用户操作所产生的三维模型场景视图窗口效果的场景视图窗口单元11，用于显示场景内所有三维模型节点层级关系和节点属性的节点层次窗口单元12，以及用于列出与引擎功能模块2底层渲染各子功能对应的引擎子功能目录窗口单元13，所述场景管理器3包括有与上层设计界面1连接的用于完成上层设计界面1渲染窗口注册的窗口场景管理单元31，用于把上层设计界面1接收到的用户操作映射为基本命令序列后提交给底层引擎功能模块2的命令序列管理单元32，以及用于上层设计界面1与引擎功能模块2进行信息交互、并且提供上层设计界面1中场景视图窗口单元11与节点层次窗口单元12之间的双向拾取功能、以及记录场景视图窗口单元11中的三维模型的执行操作记录和状态以提供给窗口场景管理单元31、命令序列管理单元32执行操作的重复和撤销功能的拾取及操作模式管理单元33，所述窗口场景管理单元31、命令序列管理单元32分别与拾取及操作模式管理单元33连接。

所述上层设计界面1还包括有用于方便用户使用界面功能的命令控制键单元14，所述命令控制键模块14包括菜单栏子单元141、操作快捷键子单元142、动画预览键子单元143。

所述引擎功能模块2包括有实现底层渲染功能的几何体绘制单元201、3D文件读取单元202、光源节点添加单元203、材质功能添加单元204、渲染功能添加单元205、粒子系统节点单元206、矩阵变换功能单元207、摄像机漫游单元208、拾取交互功能单元209、模型动画功能单元210、碰撞检测单元211、以及脚本设计单元212。

本发明的有益效果如下：

1、将三维引擎与窗口设计通过中间层的场景管理器进行功能关联，实现界面和渲染功能的关联，完成三维游戏引擎系统结构的设计，方便用户设计使用。

2、系统各层设计模块分别进行独立设计和封装，具有较好的扩展性。

3、将三维游戏引擎基本子算法进行划分封装，实现低成本高效执行相应功能的三维游戏引擎系统。

[附图说明]

图1为本发明三维游戏引擎系统结构示意图。

图2为本发明上层设计界面结构示意图。

图3为本发明引擎功能模块结构示意图。

[具体实施方式]

下面结合附图与本发明的实施方式作进一步详细的描述：