游戲最吸引人的地方，莫過于它為玩家構建了一個全新的世界。——但有沒有人想過，這些豐富飽滿的世界是怎樣建構起來的呢？又是經過怎樣的加工最終呈現在玩家的面前呢？

MG大賽加油包還不夠滿足大家？

今日份的萌新資源，你不容錯過！

就讓我們來探索一下3D世界的秘密，

深入到游戲引擎的層面，

從數學原理到實際的畫面呈現，

3D入門課，就決定是你啦！

講師介紹
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鄭毅 技術中心??軟件設計專家

一. 3D開發與游戲引擎的基本概念

3D游戲相信大家都玩過，那一個很重要的問題就來了，游戲引擎是怎樣在3D游戲的開發中發揮作用呢？其實，游戲引擎包括了很多個方面，它就像是一個工具包，包括一個核心，以及由核心延展出來的眾多工具。
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越成熟的引擎提供的工具越是豐富，這可是大家以后制作游戲必不可少的“好朋友”呀~有意向參與游戲研發的同學可要認真聽啦。
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客戶端游戲引擎功能眾多，包含渲染、模型動畫、粒子效果、網絡環境模擬、植被系統、交互系統等。通俗來說，在游戲開發過程中，將各類功能模塊拼湊一起，二手手游拍賣便組合成了游戲引擎。而游戲渲染則是3D游戲開發中非常重要的一環，雖然渲染可能只占到總代碼的30%，但是它能給用戶和玩家帶來最直觀的體驗。這是一個顏值當道的時代，一款游戲的賣相往往能迅速吸引到玩家的注意。

3D渲染另一個重要之處，也是開發者容易忽視的地方——大多數開發者認為其他模塊與渲染不相關，例如碰撞、物理、聲音模塊。但這些模塊在制作過程中是與真實環境密切聯系的，這就需要開發者對于所生活的三維世界有深刻的理解。運用渲染技術來創建豐富的三維模型，從而構筑出虛擬的三維游戲世界。

有一句話說得好，“在進行游戲3D開發賦能的過程中，可以不會3D代碼，但是必須掌握3D渲染的基本原理。”

二.關于3D成像的基本原理

3D游戲需要給玩家身臨其境的感受，而人在感知世界的過程中，最敏感的感官先是眼睛，之后是耳朵，最后是感知觸覺的雙手。因此雙眼的成像是玩家最直觀的感受。3D游戲的成像與人眼的成像原理相似：將人眼看作是一架攝像機在三維空間里移動，模擬人的移動方式，把在不同空間中的畫面投影在屏幕上。就如影像投在視網膜被神經感知一般。這一個過程被計算機反復模擬。

游戲的渲染，其實就是在計算機里模擬人眼成像的過程。首先模擬出三維空間，對虛擬的游戲空間進行模型建立。之后用攝像機來模擬人的眼睛，游戲進行的過程中會根據玩家的行為（如戰斗、奔跑、飛行等）移動攝像機的位置，模擬玩家在場景可能發生的所有行為，并記錄行為之下所看到的圖像，最終呈現在屏幕上。
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簡單來說，就是一個 Model Space→World Space→Camera Space→Clip Space的過程。現在讓我們跟著視頻，具體了解下這個變換的過程。
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三. 3D成像的渲染過程

對于一個游戲而言，渲染部分主要是顯卡而非CPU的任務，因為顯卡更適合進行這個任務；渲染是一個運算量非常大，但是并行性很好的一個任務，因此會有專門的顯卡并行處理這些任務。
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我們剛剛講了3D成像的基本原理，這些原理在顯卡架構下實際要如何應用呢？這就不得不提到“渲染管線”的概念了。渲染管線較為復雜，最開始是元素組裝。元素組裝將游戲元素數據化，提供給顯卡處理。另外，游戲3D世界是由無數三角形構建成的，游戲中的模型坐標即為三角形模型坐標系的頂點坐標，之后參與處理的vertex shader便可以將這些坐標進行靈活轉化。渲染管線還涉及到很多單元，同學可以從視頻中了解到。

簡單來說，這就是顯卡工作的流水線，刻畫出了渲染的整個流程。
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講師金句：

“掌握了今天這些基本的概念和原理，無論是調用引擎接口、實現引擎功能，還是查找游戲的BUG，思路都能變得清晰許多。

只要基本原理在腦海中，那么定位一些問題什么的，都會方便很多。”

總結

以上是生活随笔為你收集整理的萌新资源 | 3D基础——渲染基本原理介绍的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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