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基于OpenGL的3D动作游戏设计研究

作　者: 张皓
导　师: 戎宁
学　校: 河北大学
专　业: 设计艺术学
关键词: 动作游戏 OpenGL 游戏引擎物理模拟粒子系统
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

随着科学技术与信息技术的进步,运用数字科技与艺术创作手段,进行数字化技术与艺术创作,已经成为当今社会的发展趋势。而结合具有创意休闲娱乐功能与服务的数字娱乐产业,已经成为现实。随着这种科学技术与艺术相结合的新的创作手段,正在随着时代潮流不断向前迈进,而电子游戏产业和产品已经成为家庭休闲娱乐新的选择与发展趋势。OpenGL是一个3D图形API,英文全称“Open Graphics Library”,即开放的图形程序接口技术,它广泛的应用与数字化应用技术以及娱乐领域,它具有开放性的图形库,良好的可移植性,是跨平台的计算机工业标准应用程序接口,它主要应用于专业3D图形设计领域。现在多数游戏都对OpenGL有很好的支持本文分为四个部分,第一部分以分析动作游戏为出发点,首先阐述了动作游戏的概念,并通过分析多款经典动作游戏,以玩法不同对动作游戏进行分类,并依此分析3D动作游戏的核心机制、可玩性及人机交互等特点,其次简单介绍OpenGL图形编程的函数说明与工作原理;第二部分,根据游戏基本制作框架分析3D动作游戏设计方法,并以此探寻科学技术与艺术结合的游戏设计;第三部分通过编程原理深入分析OpenGL图形编程在第一人称射击游戏制作中的应用,诸如3D游戏建模与贴图效果、场景设计、模型动画、摄像漫游、实时阴影及动画特效中的物理检测和粒子系统等,并以此研究数字技术在游戏艺术设计中的应用;第四部分对经典第一人称射击游戏《反恐精英》进行实例分析,研究基于OpenGL下的游戏MOD设计。游戏MOD既是对游戏的修改,通过改变游戏角色、声音、地图、物品等,并配合以少量修改的代码,即可把游戏修改成一款新的游戏。最后为结论部分,通过以上的论述,指出研究基于OpenGL的动作游戏设计能使我们更深刻的认识三维游戏设计的本质,基于OpenGL的设计研究不仅可以应用到游戏领域,在影视、建筑、产品设计、医学、军事、地球科学、流体力学等领域都有涉及。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-11
引言  11-12
第1章 3D动作游戏设计的技术与艺术设计分析  12-27
  1.1 3D动作游戏的基本概念与艺术设计  12-24
    1.1.1 动作游戏的概念与分类  13-17
    1.1.2 3D动作游戏设计特色分析与艺术研究  17-24
  1.2 3D游戏可视化技术与艺术设计概述  24-27
    1.2.1 OpenGL简介  24-25
    1.2.2 OpenGL函数说明  25-27
第2章科学技术与艺术结合的游戏设计  27-43
  2.1 基于OpenGL的3D动作游戏结构设计分析与研究  27-33
    2.1.1 构建游戏引擎的设计分析  27-29
    2.1.2 游戏脚本设计与技术实现方法  29-30
    2.1.3 游戏数据库编程与图形设计分析  30-33
  2.2 基于OpenGL的3D游戏中的艺术设计与图形关系  33-34
    2.2.1 模型设计与制作  33-34
    2.2.2 动画设计与制作  34
  2.3 游戏的世界观和虚拟历史背景  34-37
    2.3.1 游戏的世界观及其设计目的  35
    2.3.2 游戏世界的维度表现方法分析  35-36
    2.3.3 游戏世界的虚拟历史背景设计  36-37
  2.4 游戏风格设计分析与比较  37-39
    2.4.1 游戏角色和道具风格设计分析  37-38
    2.4.2 游戏世界的艺术风格设计分析  38-39
  2.5 虚拟社会环境与艺术设计分析  39-43
    2.5.1 历史环境虚拟  39-40
    2.5.2 现代环境虚拟  40-41
    2.5.3 未来（科幻）环境虚拟  41-42
    2.5.4 幻想环境虚拟  42-43
第3章基于OpenGL的3D动作游戏设计与技术应用  43-84
  3.1 OpenGL的3D图形处理流程与设计  43-45
  3.2 OpenGL的造型与材质贴图效果设计  45-54
    3.2.1 OpenGL的基本图形与组合图形设计分析  45-49
    3.2.2 OpenGL的材质与纹理设计  49-52
    3.2.3 3D模型的制作与载入技术流程  52-54
  3.3 基于OpenGL的场景设计方法  54-63
    3.3.1 天空的构造设计  55-56
    3.3.2 地形的构造设计  56-58
    3.3.3 特殊平面建模场景构造设计  58-61
    3.3.4 地图设计与路径结构设计  61-63
  3.4 基于OpenGL的动画设计与程序运算及应用  63-76
    3.4.1 坐标转换与应用  63-66
    3.4.2 游戏中的摄像漫游技术应用  66-68
    3.4.3 游戏中的实时阴影技术应用  68-71
    3.4.4 基于OpenGL的3D模型动画设计应用  71-76
  3.5 基于OpenGL的特效与特技设计  76-84
    3.5.1 游戏中的物理模拟技术  77-80
    3.5.2 OpenGL游戏设计中的粒子系统  80-84
第4章经典案例分析研究  84-89
  4.1 《半条命》与《反恐精英》游戏概述  84-86
  4.2 基于《反恐精英》引擎下的游戏MOD制作  86-89
结语  89-91
参考文献  91-92
致谢  92

基于OpenGL的3D动作游戏设计研究

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