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随着3d虚拟场景技术应用的深入,人们对虚拟场景的真实感和复杂程度都有了更高的要求,虚拟场景建模技术研究也成为近年来国内外的一个热点,有很广泛的实用价值以及应用前景。凭借虚拟现实技术人们可以进入这个由计算机模拟的虚幻世界并可以像对待真实世界那样去操纵和改变它。所有这些应用都是以实时绘制技术的研究突破为背景,只有提高了系统的实时性,用户与虚拟场景才能在进行互动和交流时产生沉浸感[1]
网络游戏首次正式纳入国家“863”计划,登上“大雅之堂”,此举标志着网络游戏产业开始得到了政府扶植,为国内游戏厂商搭建起一个核心技术平台,保护我国网络游戏软件的自主知识产权。国家政策的倾斜,将拉动本土企业的自主知识产权创造能力的提高。
与一般的电脑游戏相比,网络游戏具有信息双向交流、速度快、不受空间限制等优势,从根本上提高了游戏的互动性、仿真性和竞技性,使游戏玩家在虚拟世界里可以发挥现实世界无法展现的潜能,改变了单机版游戏固定、呆板、与机器对话的状况。因此,网络游戏在近几年里异军突起并以惊人的速度蚕食着单机版游戏的地盘,并且成为网络业三大赢利且利润优厚的领域之一(网上金融、网上教育和网络游戏)。
本文深入研究探讨了当前主流的多人在线虚拟场景的实现技术,然后就自己学习的心得体会制作了一个简单的基于LOD的室外场景demo。
在对当前主流的多人在线虚拟场景的实现技术的讨论中,本文主要从三个部分进行介绍。这三个部分分别是:3D引擎技术的研究,多人在线虚拟场景网络通信引擎技术的研究,多人在线虚拟场景的同步性问题的研究。在3D引擎技术的研究中,介绍了DirectX,3D虚拟场景的数学基础,输入处理,Xfile网格的应用与骨骼动画的实现,Lod地形渲染与虚拟场景的生成技术;在多人在线虚拟场景网络通信引擎技术的研究中,介绍了当前大型多人在线虚拟场景中主要使用的两种通信体系结构,分别介绍了各自的优点、缺点,以及适用对象,然后主要介绍了C/S模式的通信体系,包括传统的二层C/S模式和三层C/S模式,另外还介绍了多人在线虚拟场景通信协议的选择,主要是对TCP协议以及UDP协议进行对比,选择。最后介绍了IOCP机制的研究与应用,主要对IOCP机制的功能原理进行了阐述。在多人在线虚拟场景的同步性问题的研究中,首先阐述了什么是同步性问题,然后就两类主要的同步算法—保守同步算法和乐观同步算法进行了对比,接着介绍了几种主要的同步算法。最后重点介绍了Dead Reckoning算法。
在应用实践中,本文就通过学习研究,自我实现的一个虚拟室外场景的实现过程进行了分析介绍。包括算法的选择与改进,程序模块的组成,重点模块的功能实现等。
下一步的工作包括:
(1)进一步完善设计的3D虚拟室外场景。包括加载人物模型,完善地形与天空的渲染效果。
(2)进一步深入研究虚拟场景技术,主要的方向是,人工智能技术在三维虚拟场景中的应用。下一步应该研究如何在游戏中加入人工智能,能让虚拟场景中的对象像现实中对象一样有智能。