20220516 - GAMES104 - Lecture 1：游戏引擎导论

Lecture 1：游戏引擎导论

• GAMES104——现代游戏引擎：从入门到实践笔记

Topic 1 Why we need to learn

如果把做游戏比作会开车，会做游戏引擎就是会造车。游戏引擎就是 the diamond on the crown。

游戏引擎的未来应用：

• Game
• 虚拟人
• 电影动画
• 军事模拟
• 数字孪生
  • 真实世界的虚拟化呈现/表达

Topic 2 History of game engine

• 早期
  • 红白机（Famicom, FC）
  • 游戏引擎之父
    • John Carmack，卡神
    • Wolfenstein 3D (1992)
    • Doom
    • Doom 引擎授权后做出了 ShadowCaster
• 早期现代游戏引擎
  • 背景：Voodoo 显卡出现
  • 游戏：Quake
  • 硬件发展推动游戏行业发展
    
• 现代游戏引擎生态
  
  • Middlewares, 中间件
    

Topic 3 What is game engine

• Technology Foundation of Matrix
• Productivity Tools of Creation
• Art of Complexity

荐书：The complexity of system，系统复杂之美

Complexity of Simulation by 0/1

现代计算机本质：图灵机（01 变换）

Game engine is way beyond rendering

荐书：game engine architecture

游戏引擎的挑战：有限算力，实时处理

Toolchain for creators

做引擎要先学会做面向广大用户（程序员，艺术家/设计师）的工具

• 对于程序员
  • 提供可扩展接口
  • 是否具有二次开发能力也是评判引擎的标准
• 对于艺术家/设计师
  • 提供多人协作功能

Update the engine on the fly

热更新

Topic 4 How to study

A study path for game programmer

本课只关心主干道，建立知识体系结构，在未来在碰到问题的时候知道从何下手

Topic 5 Course content

Basic Elements

• Engine Structure and Layer
• Data Organization and management

take away: 打开游戏引擎，从 Update 函数开始看起，就能顺藤摸瓜看到架构

Rendering

• Model, material, shader, texture
• light and shadow
• render pipeline
• sky, terrain, etc.

Animation

• Basic concepts of animation
• Animation structure and pipeline

动画间的融合

Physics

• basic concepts of physics system
• gameplay applications
• performance optimization

前面的是视觉表达，这里要负责物理表达

Gameplay

• event system
• scripts system
• graph driven

如何让模拟世界变为“可玩”的游戏

take away: 编程不意味着 scripts coding，所有逻辑构建其实在某种程度上都可以算是编程

Misc. systems

• effects
• navigation
• camera

Tool set

• c++ reflection
• data schema

如何构建工具

Online gaming

• lockstep synchronization
• state synchronization
• consistency

预告令人头疼的拜占庭算法和爱斯基摩人小屋再次出现！

Advanced technology

• motion matching
  • 动作融合匹配让其自然
• procedural content generation (PCG)
  • 游戏内容自动生成
• data-oriented programming (DOP)
• job system
• Lumen
  • 虚幻 5 的光照系统
• Nanite
  • 虚幻 5 的虚拟几何系统

Topic 6 Course logistics

References

• no required textbooks
• most recommended reference
  • Game Engine Architecture, Jason Gregroy

Mini Engine

• mini runtime framework
• mini editor
• building basic knowledge system of game engine

Assignments

野心：最后能做个小小的联网对战游戏

course contributor

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