游戏引擎是计算机图形学领域的热点研究方向。近年来,随着WebGL技术的不断发展和GPU图形渲染能力的不断提高,图形学相关的研究和应用从PC客户端逐渐转向了Web端。如何实现一款Web端游戏引擎,引起了企业界和学术界的广泛关注。游戏引擎的架构是引擎开发的基础。传统的游戏引擎架构主要针对PC端与移动原生平台的单机游戏开发。游戏的数据和行为封装在一起,存在耦合度较大、影响功能扩展等缺点。因此如何设计一款基于Web的网络游戏引擎架构,成为了引擎研发的首要问题。网络多用户功能是实现网络游戏的关键,如何让各个玩家的游戏状态保持一致,是网络多用户功能开发的核心问题。场景管理是引擎最基础也最重要的功能之一,可以提高渲染效率,为用户提供流畅的画面展示。目前针对Web端的游戏引擎大多缺乏对3D场景的有效组织,仅仅提供单一的场景管理方法。但3D游戏场景类型具有多样性,如何根据不同场景,提供不同的场景管理方法,也是Web端游戏引擎需要研究的重点问题。针对上述问题,本文首先分析总结了传统游戏引擎架构设计的优缺点。在此基础上,本文针对Web端网络游戏开发,设计了游戏引擎的架构。并提出以网络多用户为核心的功能划分思想,将引擎功能分为客户端管理、服务端管理和游戏逻辑管理三个模块。客户端与服务端用于网络通信和数据传输,游戏逻辑管理则专门处理游戏逻辑,实现了游戏数据与游戏逻辑间的解耦。此外,本文研究了网络游戏的实现机制,利用网络通信、状态同步、序列化等技术,完成了网络多用户功能的封装,并实现了功能与性能的测试。同时,本文实现八叉树和K-D树两种3D场景管理算法,并提出了一种基于K-D树与八叉树相结合的场景管理优化方法,解决了不同3D场景的管理优化问题。最后,本文完成引擎各个功能的封装,实现了一款基于Web的适合中小型网络游戏开发的3D游戏引擎WNetEngine。为了更好地展示WNetEngine引擎,本文实现了一款Web端的“识车”3D网络小游戏。经过验证,游戏运行流畅,展示了引擎架构的合理性和引擎自身的实用性。