用C++实现跨平台游戏引擎开发

你是否梦想写一部格斗游戏但却无从着手呢？是否你只因游戏开发好玩而对之感兴趣？本文我们将分析一个通用的跨平台游戏引擎，每个游戏开发新手都可以自由地使用它。

　　1. 3D游戏引擎的简短历史

　　在游戏开发中，从一开始就确定正确的开发平台是很重要的。是否你的游戏支持Windows，Linux和OS X?是否你的游戏开发只使用OpenGL就足够了？OpenGL是十九世纪九十年代初期设计的，起初只运行于价值约$25，000的Unix CAD工作站上，后来移植到Windows和其它一些低端平台上。与此同时，随着游戏工业的发展，图形加速器价格从$2,000剧跌到你今天看到的价值约$150的大众市场价格。

　　确实，许多人都会援引在1996年用OpenGL开发成功的革命性的游戏Quake，作为以上急速发展现象的直接的原因。然而，成功的Quake级的游戏开发标准要求更多：世界级音频支持，网络连接，用户输入设备支持，以及实时的管理能力等。既需要实现跨平台支持又能使游戏效果激动人心，要实现这样的解决方案最好建立一个体面的游戏开发站台。

　　2. 用于C++，Java和其它开发语言的简单DirectMedia层

　　对，历史就是这样有趣，但并不是每一部游戏都要做成Quake的克隆品。一直被业界许多人吹捧有着许多优点的选择是简单DirectMedia层(SDML)。这是一套跨平台的多媒体库，它提供对于音频，键盘，鼠标，游戏杆，OpenGL和2D视频帧缓冲的低级存取。SDML支持几乎我能想像出的每一个平台，包括Linux，Windows，所有的MacOS变异物，WinCE，Dreamcast还有另外一些操作系统。它被广泛应用于开发MPEG播放器，硬件仿真器，和许多流行的游戏，包括获奖的运行于Linux平台的Civilization:Call to Power。

　　SDML用C写成，但生来就与C++一起工作，已经绑定到了另外许多语言，包括Ada，Eiffel，Java，Lua，ML，Perl，PHP，Pike，Python和Ruby。SDML的应用环境简直就没有什么限制，而且它碰巧是我最喜爱的开源飞行模拟器GL-117(见图1)的开发引擎。事实上，513游戏的当前开发已经基于SDML引擎而且被注册到了SDML的主页。

图1.GL-117中的一个视图

　　3. 通道视觉效果演示程序

　　研究游戏引擎的最好方法是看一些示例程序代码。简单地看一下图2中用SDML实现的2D通道类型演示图，你就能发现你仅用几行代码所能完成的工作。你可以使用该实例作为一个保护屏程序，音乐可视化动画效果，等等。篇幅所限，我已经整理了实际的绘制代码。请跟随我的注释分析下面对SDML的工作原理的描述:

#include "Tunnel.h"
// SDL 相关变量定义
SDL_Surface *screen,*bBuffer,*Image;
SDL_Rect rScreen,rBuffer;
int main (int argc, char **argv)
{
　int flag = SDL_SWSURFACE;// 请求一个软件表面.
　//软件表面处于系统内存中，
　// 一般不如硬件表面速度快
　#ifdef WIN32
　int fullscreen = MessageBox(NULL, "Show Full Screen (y/n):","Screen Setting", MB_YESNO);
　if (fullscreen==IDYES) {
　　flag |= SDL_FULLSCREEN; // 如果用户需要，接管整个屏幕
　}
　#endif
　Tunnel_Timer(); // 读取起始的系统时钟值
　SDL_Init( SDL_INIT_VIDEO ); // 初始化视频子系统
　//把屏幕设置到 320x240，32位颜色
　screen = SDL_SetVideoMode( 320, 240, 32, flag);
　// 如果可用的话，为屏幕表面请求硬件缓冲
　bBuffer = SDL_CreateRGBSurface( SDL_HWSURFACE, screen->w,screen->h,screen->format->BitsPerPixel,
　　　　screen->format->Rmask,
　　　　screen->format->Gmask,
　　　　screen->format->Bmask,
　　　　screen->format->Amask);
　// 这是种子图像，一旦开始它就会盘旋起来
　Image = SDL_LoadBMP( "tunnel_map.bmp" );
　Image = SDL_ConvertSurface(Image, screen->format, SDL_HWSURFACE);
　rBuffer.x = 0;
　rBuffer.y = 0;
　rBuffer.w = bBuffer->w;
　rBuffer.h = bBuffer->h;
　// 忽视大多数事件, 包括鼠标动作，并取消光标
　SDL_EventState(SDL_ACTIVEEVENT, SDL_IGNORE);
　SDL_EventState(SDL_MOUSEMOTION, SDL_IGNORE);
　SDL_ShowCursor( SDL_DISABLE );
　Tunnel.Set( 320, 240 ); // 通道将填充整个的缓冲区
　Tunnel.Precalc( 16 ); //内部的圆圈直径
　while (SDL_PollEvent(NULL)==0) {
　　float fTime = Tunnel_GetTime();
　　//在修改前，必须锁定表面，特别当缓冲区处于图形硬件内存中时
　　SDL_LockSurface(bBuffer);
　　SDL_LockSurface(Image);
　　Tunnel.Draw(bBuffer, Image, 180*sin(fTime), fTime*100);
　　SDL_UnlockSurface(bBuffer); // 在更新以后你可以开锁
　　SDL_UnlockSurface(Image);
　　// 把缓冲区中的数据输出到屏幕绘图区域并强迫进行重画
　　SDL_BlitSurface( bBuffer, NULL, screen, &rBuffer );
　　SDL_UpdateRect( screen, 0, 0, 0, 0 );
　}
　Tunnel.Free();
}

图 2. 演示旋转和扭曲的2D通道

　　4. 对另外一些游戏引擎的探索

　　让我们看一下另外一些开源的游戏引擎。

　　a) ALLEGRO(Allegro低级游戏开发例程)

　　Allegro是一个开源的可移植的库，主要针对视频游戏和多媒体编程。Allegro由Shawn Hargreaves(近来称为Climax)创建，现在成长为一个能够跨越许多操作系统如Linux，Windows，MacOS，MS-DOS和许多另外的流行平台等的游戏系统。

　　除了具有一个高级的2D图形库，它能容易地存取鼠标，键盘，游戏杆和高精度定时器中断。Allegro并没有包装或替换OpenGL，但是通过参观他们广阔的开发站点(http://www.allegro.cc/)，你能学习怎样把OpenGL集成到Allegro游戏程序中。

　　大约有700种不同的游戏工程，与Allegro一起发行，其中最为杰出的两类是街机游戏和谜题游戏。我特别地喜欢经典的街机游戏Zaxxon(见图3)的重制品。

图3.酷毙的Zaxxon的重制品

　　b) Irrlicht:点燃快速实时的3D引擎

　　这个Irrlicht 引擎是一个跨平台，高性能实时引擎，用C++写成。你可以选择Direct3D，OpenGL或基于软件的着色技术。高端特点包括动态阴影，粒子系统，人物动画，进门和出门技术和碰撞检测(见图4)。Irrlicht支持Windows和Linux并提供到语言Java，Perl，Ruby等的绑定。业界先驱Nikolaus Gebhardt在他的朋友的少部分帮助下完成的这个引擎工。

图4.在Irrlicht中的一个十分逼真的场景

　　c) ClanLib:为多玩家游戏设计的引擎

　　ClanLib提供了一个平台独立的接口来书写游戏-它们有一个共同的到低级库如DirectX和OpenGL的接口。借助于ClanLib，你只需编写少量代码即可在Windows，Linux和OSX系统上开发游戏程序。ClanLib包括一个广泛的声音库，2D碰撞检测，动画，GUI框架和网络库。图5显示了游戏XenoHammer中的一个场景。

补充：综合编程 , 安全编程 ,