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手機(jī)游戲?qū)で笤O(shè)計(jì)突破

袁揚(yáng)智 曾獻(xiàn)君 2009/03/18

　　目前，圖形游戲已成為手機(jī)上最受歡迎的功能之一。手機(jī)游戲經(jīng)歷了從短信游戲、Wap游戲、內(nèi)嵌游戲到Java、Brew、Uni-Java平臺(tái)游戲，從文字游戲到圖形游戲的發(fā)展過(guò)程，不但游戲界面變得更加華麗，設(shè)計(jì)理念也發(fā)生了巨大的變化。如何突破傳統(tǒng)思維，改進(jìn)已有的手機(jī)游戲設(shè)計(jì)方式，使手機(jī)游戲更具活力和競(jìng)爭(zhēng)力，也成為手機(jī)游戲設(shè)計(jì)人員關(guān)注的焦點(diǎn)。

　　引擎——設(shè)計(jì)的心臟

　　所有的游戲都是基于2D和3D這兩種基本的技術(shù)實(shí)現(xiàn)的，不論是角色扮演、即時(shí)策略、冒險(xiǎn)解密還是動(dòng)作射擊游戲，都有一段用于控制游戲功能的代碼，即游戲引擎。

　　手機(jī)游戲設(shè)計(jì)如同賽車，引擎是賽車的心臟，決定著賽車的性能和穩(wěn)定性，賽車的速度、操縱感這些指標(biāo)也都建立在引擎的基礎(chǔ)上。在手機(jī)游戲中，玩家所體驗(yàn)到的劇情、關(guān)卡、美工、音樂(lè)等內(nèi)容都是由游戲的引擎直接控制的。引擎是游戲的核心技術(shù)，擁有一款好的引擎能使游戲研發(fā)達(dá)到事半功倍的效果。

　　作為游戲設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，游戲引擎也是游戲和一些交互式實(shí)時(shí)圖形應(yīng)用程序設(shè)計(jì)的核心組件，它的主要工作是設(shè)計(jì)游戲中的物體成像、物理演算、碰撞運(yùn)算、玩家角色的操作以及播放正確的音量和聲音輸出等必要功能。大部分游戲引擎都是由圖形引擎、音效引擎、物理引擎、輸入模塊、網(wǎng)絡(luò)模塊、引擎腳本等部分組成。圖形引擎用于產(chǎn)生游戲里的角色及周邊場(chǎng)景的圖形，把讀取的所有數(shù)據(jù)即時(shí)轉(zhuǎn)化成屏幕顯示的圖形，即可視化; 音效引擎用于控制游戲中各種音樂(lè)效果輸出的部分; 物理引擎用于在游戲中準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)物理模擬，讓游戲更逼真地展現(xiàn)物體的碰撞、翻滾、反彈等效果; 輸入模塊負(fù)責(zé)游戲中與玩家交互部分的設(shè)計(jì); 網(wǎng)絡(luò)模塊負(fù)責(zé)讓玩家通過(guò)聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行對(duì)戰(zhàn)任務(wù); 引擎腳本的功能非常強(qiáng)大，它可以讓用戶對(duì)游戲引擎的代碼進(jìn)行修改。

　　在這些引擎模塊中，圖形引擎是游戲引擎的關(guān)鍵，其性能直接影響游戲的可玩性和可操作性，決定了游戲整體質(zhì)量的層次和今后的市場(chǎng)走勢(shì)。其中2D圖形引擎主要使用在2D游戲中，是繪制圖形并向外部表達(dá)圖形的系統(tǒng)。在3D游戲中，也會(huì)使用2D圖形引擎來(lái)繪制界面以及一些二維元素。因此，在手機(jī)游戲的開(kāi)發(fā)中，針對(duì)2D圖形引擎技術(shù)的研究尤為迫切。

　　設(shè)計(jì)的短板

　　目前手機(jī)游戲主要針對(duì)SUN公司的J2ME CLDC/MIDP環(huán)境和高通公司的BREW(Binary Runtime Environment for Wireless) 平臺(tái)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，Symbian等平臺(tái)在手機(jī)游戲的開(kāi)發(fā)中也得到廣泛的應(yīng)用。世界范圍內(nèi)比較知名的引擎包括BigWorld系列、Unreal系列、LithTake等，還有很多免費(fèi)的開(kāi)源或半開(kāi)源引擎。在手機(jī)游戲設(shè)計(jì)引擎選擇方面，國(guó)內(nèi)公司的可選余地不多，而且國(guó)內(nèi)目前并沒(méi)有成熟的、自主研發(fā)的商用引擎，國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)手機(jī)游戲的開(kāi)發(fā)都是基于國(guó)外的引擎展開(kāi)的。很多手機(jī)游戲內(nèi)容相同或相似，在目前的手機(jī)游戲設(shè)計(jì)平臺(tái)上，想要取得進(jìn)一步的突破已很難。

　　作為手機(jī)游戲發(fā)展的最大優(yōu)勢(shì)，便攜性同時(shí)也為手機(jī)游戲設(shè)計(jì)帶來(lái)許多限制，例如功耗方面，手機(jī)的電池資源有限，不能運(yùn)行能耗大的游戲; 由于硬件限制，目前大部分手機(jī)設(shè)備的運(yùn)算速度也不盡如人意，導(dǎo)致游戲動(dòng)畫不夠流暢，動(dòng)畫幀數(shù)甚至達(dá)不到10幀/秒，在實(shí)際游戲中容易造成玩家視覺(jué)疲勞; 色彩數(shù)量、明亮度和聲音支持有限，屏幕大小直接導(dǎo)致游戲中各種角色造型的大小及表現(xiàn)力，影響玩家的感受和游戲的可玩性; 內(nèi)存空間大小受限; 此外，手機(jī)游戲還受到網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)速度等因素的限制。

　　從總體上看，目前的手機(jī)游戲引擎基本上都是由軟件完成繪圖、音效播放等全部的功能設(shè)計(jì)。用軟件實(shí)現(xiàn)繪圖的全部操作，特別是便攜式設(shè)備中游戲的繪圖操作，速度慢、完成相應(yīng)任務(wù)所需消耗的能量高，很難達(dá)到游戲?qū)π阅艿囊蠹氨銛y式設(shè)備對(duì)低功耗的要求。而且，在手機(jī)游戲設(shè)計(jì)中，為了追求透明光影的效果，通常都會(huì)使用到Alpha混合、馬賽克、淡入淡出、縮放旋轉(zhuǎn)等顏色特效，處理這些顏色特效需消耗大量CPU資源，功耗過(guò)大會(huì)導(dǎo)致電池使用時(shí)間短，給使用者帶來(lái)很大的不便。同時(shí)，功耗的增加還會(huì)帶來(lái)一系列問(wèn)題，例如電路參數(shù)漂移、可靠性下降、芯片封裝成本增加等。雖然在手機(jī)游戲設(shè)計(jì)中進(jìn)行了軟件代碼優(yōu)化，改進(jìn)了游戲引擎的質(zhì)量，但是面對(duì)當(dāng)今手機(jī)等便攜式設(shè)備對(duì)顯示性能日益提高的要求，僅對(duì)軟件作優(yōu)化處理是不夠的，還必須提供硬件加速引擎。

　　GBA帶來(lái)的設(shè)計(jì)機(jī)會(huì)

　　與手機(jī)游戲相比，日本任天堂公司開(kāi)發(fā)的GBA游戲在畫面、游戲腳步等方面都更勝一籌，可玩性更高。GBA游戲不但畫面豐富，而且支持多圖層顯示和各種顏色特效處理，對(duì)引擎性能要求較高，提供硬件加速引擎可以減輕CPU的負(fù)荷，提高圖形的處理和顯示效率，將使游戲運(yùn)行更為順暢、更具可玩性。

　　目前還沒(méi)有任何一款手機(jī)能支持GBA游戲，如果手機(jī)游戲設(shè)計(jì)人員能夠通過(guò)GBA模擬器VisualBoy Advance(簡(jiǎn)稱VBA)，分析出GBA游戲運(yùn)行的整個(gè)過(guò)程，并最終得到圖形引擎等關(guān)鍵部分的工作原理。在對(duì)VBA的繪圖算法進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)的基礎(chǔ)上，使針對(duì)VBA的繪圖方法在手機(jī)游戲設(shè)計(jì)中支持GBA等2D游戲的圖形加速引擎，開(kāi)發(fā)支持GBA等高質(zhì)量游戲的手機(jī)游戲引擎，必將使手機(jī)游戲設(shè)計(jì)獲得全新的突破，使手機(jī)游戲更具活力和競(jìng)爭(zhēng)力。

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