经过不断的进化,如今的游戏引擎已经发展为一套由多个子系统共同构成的复杂系统,从建模、动画到光影、粒子特效,从物理系统、碰撞检测到文件管理、网络特性,还有专业的编辑工具和插件。而随着对游戏真实性要求的不断提高,对作为三维游戏引擎最重要的部分的实时渲染系统的要求也越来越高,而一个三维游戏技术水平的高低,往往是体现在它的渲染引擎上。 本文先通过对图形流水线的研究,再引出三维游戏渲染系统的基本架构,最后设计实现了系统的几个核心模块包括底层渲染系统的抽象,资源管理系统和场景管理系统。这三者中最重要的部分是场景管理系统,场景数据的组织是三维游戏中非常重要的部分,它决定了这个三维游戏的速度,同时也决定一个三维游戏的质量(因为速度越快就能加入更多的特效)。场景数据的组织形式还决定了系统的很多其它特性,如内存的动态平衡,可视剪裁,LOD计算,碰撞检测,通信等一序列对于游戏来说最重要和最根本的东西,所以,设计一个有效的数据结构来保存我们的三维场景是非常重要的。本文致力于研究和设计一个设计良好的三维FPS游戏渲染系统的整体架构,并且研究和设计了针对FPS游戏较为合理的室内和室外场景管理器以及渲染队列算法。 另外,对系统的设计采用了面向对象的方法,并且在设计的过程考虑了很多系统的可扩展性和可维护性的问题,以及如何更方便地定制系统的问题。