对2D游戏引擎设计的一些思考|游戏开发|中国IT实验室

对2D游戏引擎设计的一些思考

来源：ChinaITLab 收集整理　作者：　时间：2004-12-23

　　前不久用模拟器玩了SFC上的一个经典SLG——圣龙战记后，突然对它出色的表现有了浓厚的兴趣，尤其是在那种硬件平台下，仅仅3M的游戏竟然能够有如此出色的表现！不仅是画面表现得极致，而且整个游戏的系统，情节相对当今的大多数游戏来说，实在是有过之而无不及！~实在是佩服万分~！
　　
　　确实,现在的硬件条件都比以前好多了，做一个游戏也越来越简单了(虽然我没有在DOS下写过程序，但是经过两年多的编程，对各个方面都有些了解，仍能体会到在DOS下写游戏的痛苦:))，现在各种各样的游戏开发包也越来越多了，不说别的，就直接用DirectX SDK吧，做一个小的游戏比如飞机类也不会花几天时间(以前我花了3天做过一个^_^)，开发简单了，自然有些东西就不那么讲究了，比如说现在的商业游戏的容量，无论是什么都先比光盘多少，你的3CD，我来5CD，除去里面"免费赠送"的一些"原声大蝶" 阿，"官方资料"阿之类的东西，一个游戏至少也有1个G，(大概是现在的硬盘在大家的眼中不怎么值钱了吧，可能商家是这么认为的，也可能是大众心理：东西越多越好嘛:))，真正有用的数据有多少？估计也只有商家才清楚~先不说某些游戏连压缩都没压缩过就裸用一大堆的24Bit BMP( 没错，就是标准的位图)来做游戏中的资源(仅仅做了一个未压缩的资源包，很轻松就能提取出全部资源:))，画面看起来效果好么？确实，不过那没有什么，反正就是美工的表现嘛!还对机器要求至少有PIII 500、128M以上的RAM~真是Faint！
　　
　　赫赫，也许大多数人不在乎上面提到的东西~可是作为一个游戏开发者，一个游戏程序设计者，就要在能力范围内对游戏程序做尽可能的优化(先不提商业制作的一些"无奈"的原因的阻碍)，就比如说星际，大概是我所见到的PC上的商业游戏中做的最好的一个了:)
　　
　　好了,废话了一大堆,下面来谈谈点正式的。
　　如今2D PC游戏上，最流行的就是16位色的显示方式(主要是从速度和内存消耗以及显示质量这些方面上来综合)，16位色上基本上是565的显示方式(我到现在还从来没有见到一台555显示的机器或一块555的显卡)，所以我只讨论16bit下565 模式。
　　
　　下面的方法是由于'调色板'而来的灵感~
　　(先申明,这种方法绝对不适合主流技术,基于上面我所说的游戏----圣龙战记，可以做类似的游戏~不适合基于象素的游戏,对TILE类游戏比较实用)
　　
　　由于TILE类游戏用到的TILE颜色相对都比较固定，颜色种类比较少，所以我们可以选取一个固定的调色板，里面能容纳大部分的TILE颜色，这样所有TILE的数据都可以用这个调色板的索引来表示，当然为了方便，256种颜色最好不过，这样每个点只占8位(也许有人会说，这样不就干脆创建一个8位色的游戏不就行了？嘿嘿，稍安勿躁，马上解释)，在内存消耗上就有了很大的优势~如果再压缩一下，嘿嘿........
　　
　　从速度上来说，由于游戏里面需要大量的特效，比如最常用的半透明效果，色彩饱和效果、阴影效果、灰度化等等效果，所以从这方面来考虑。
　　
　　由于只用到了256色，混合后的颜色也在256种颜色内，所以考虑用查表方式，
　　这256种颜色从16Bit 565模式共65536种颜色的色彩空间中提取出来，这样就算是32级的Alpha混合也就只占用256*256*32*8bit=2M的内存。
　　但是用16级或者12级我就觉得够了，这样就有 256*256*16*8Bit = 1M 或者 256*256*12*8Bit = 768K
　　色彩饱和表就只需要 256*256*8Bit = 64K
　　
　　阴影表也就只要 256*256*8Bit = 64K
　　灰度表只要 256*8Bit = 0.256K
　　一共加起来也就1M左右,呵呵够少吧!
　　如下:
　　static unsigned char BDI_AlphaBlendTable[16][256][256]; //16级Alpha混和表
　　static unsigned char BDI_AdditiveTable[256][256];　　　 //Additive表
　　static unsigned char BDI_SubTable[256][256];　　　　　　//阴影表
　　static unsigned char BDI_GrayTable[256];　　　　　　　　//灰度表
　　
　　那么，哪256种颜色可以很好的描述大部分图片的颜色呢？
　　尝试过几个不同的调色板后，最后发现下面这个调色板效果最好（并且还有附加的优势！稍后看到）
　　如下，
　　unsigned short wPal[256];
　　for(int i=0;i<256;i++)
　　{
　　wPal[i]=i|(i<<8);
　　}
　　
　　也就是说这个调色板的高8位和低8位是相同的，嘿嘿，想到什么了？（赶快用10秒钟猜猜，下面回答）
　　
　　当然这样一来也就不能直接用DirectDraw里面的Blt之类的东西啦~，另外，由于我们的数据保留的是调色板的索引，所以，不能直接Blt到BackSurface上，自己分配一个缓冲区，大小和BackSurface一样大，不过用byte类型就够啦~
　　
　　自己写几个Blt吧：
　　
　　比如一个Alpha混合的操作：（代码取自我给出的Demo)
　　void GBDI::DrawToScreenAdditiveSrcColorKey(unsigned char*pBufDest,int nDestWidth,unsigned char*pBufSour,int nLine,int nRow)
　　{
　　unsigned char*pDestAddr = pBufDest;
　　unsigned char*pSourAddr = pBufSour;
　　for(register int i=0;i　　{
　　for(register int j=0;j　　{
　　if(*pSourAddr != m_byColorKeyIndex)
　　{
　　*pDestAddr = GBDI::BDI_AdditiveTable[*pSourAddr][*pDestAddr];
　　//这个地方极大的节省了大量的数学运算
　　}
　　pDestAddr++;
　　pSourAddr++;
　　}
　　pBufDest += nDestWidth;
　　pBufSour += m_nWidth;
　　pDestAddr = pBufDest;
　　pSourAddr = pBufSour;
　　}
　　}
　　
　　上面的操作是经过裁减过后的显示，裁减代码如下：
　　
　　RECT rtDest = {m_position.x,m_position.y,m_position.x+pScreen->GetWidth(),m_position.y+pScreen->GetHeight()};
　　RECT rtSour = m_rtShowArea;
　　if(rtDest.top<0)
　　{
　　rtSour.top -= rtDest.top;
　　rtDest.top = 0;
　　}
　　if(rtDest.left<0)
　　{
　　rtSour.left -= rtDest.left;
　　rtDest.left = 0;
　　}
　　if(rtDest.left+rtSour.right-rtSour.left>pScreen->GetWidth())
　　{
　　rtSour.right = rtSour.left+pScreen->GetWidth()-rtDest.left;
　　}
　　if(rtDest.top+rtSour.bottom-rtSour.top>pScreen->GetHeight())
　　{
　　rtSour.bottom = rtSour.top+pScreen->GetHeight()-rtDest.top;
　　}
　　
　　unsigned char*pBufDest = pScreen->GetBuffer()+pScreen->GetWidth()*rtDest.top+rtDest.left;//目标地址
　　unsigned char*pBufSour = m_pData+m_nWidth*rtSour.top+rtSour.left;//源地址
　　int nLine = rtSour.right-rtSour.left;
　　int nRow = rtSour.bottom-rtSour.top;
　　
　　各种参数的含义都比较明显，了解E文的并且写过代码的应该都能看懂，看不懂的如果有兴趣的话，自己去看完整源代码，好了，如何才能在屏幕上正确的显示呢？　这个问题就很简单了，当然最最直接的方法就是：
　　
　　for(缓冲区上的每一个点)
　　BackSurface上的每一个点 = 缓冲区上的每一个点所代表的调色板的值
　　
　　嘿嘿,别忘记了,上面说过用到的调色板是什么来的?
　　低8位和高8位相同!
　　如果了解mmx的话,就应该知道这一条指令:punpcklbw
　　哈哈!如何?知道优化的方法了吧?
　　
　　下面是我的Demo中的代码：
　　DDSURFACEDESC2 ddsd;
　　ZeroMemory(&ddsd,sizeof(ddsd));
　　ddsd.dwSize = sizeof(ddsd);
　　hr = m_pDSBack->Lock(NULL,&ddsd,DDLOCK_WAIT,NULL);
　　while(DD_OK!=hr)
　　{
　　if(DDERR_SURFACELOST==hr)
　　RestoreSurface();
　　else
　　return;
　　hr=m_pDSBack->Lock(NULL,&ddsd,DDLOCK_WAIT,NULL);
　　}
　　unsigned char*pSourBuf = (unsigned char*)m_pBuffer;
　　
　　if(m_bDefaultPal)//如果是采用了默认的调色板(高8位==低8位)
　　{
　　//由于初学mmx,还不会作mmx指令的优化~代码见笑了~
　　unsigned long dwResPitch = ddsd.lPitch-(m_nWidth<<1);
　　unsigned char*pBuf = (unsigned char*)ddsd.lpSurface;
　　unsigned long dwHeight = m_nHeight;
　　unsigned long loopTime = m_nWidth>>5; //一次处理32个索引点
　　{
　　_asm
　　{
　　mov esi,pSourBuf;
　　mov edi,pBuf;
　　mov edx,dwHeight;
　　rowLoop:
　　cmp edx,0;
　　je end;
　　mov ecx,loopTime;
　　mmxdraw:
　　movq mm0,[esi]; //8个索引点
　　movq mm2,[esi+8]; //后8个索引点
　　movq mm4,[esi+16];
　　movq mm6,[esi+24];
　　movq mm1,mm0;
　　movq mm3,mm2;
　　movq mm5,mm4;
　　movq mm7,mm6;
　　punpcklbw mm0,mm0; //0-3个索引的值
　　punpckhbw mm1,mm1; //4-7
　　punpcklbw mm2,mm2; //8-11
　　punpckhbw mm3,mm3; //12-15
　　punpcklbw mm4,mm4;
　　punpckhbw mm5,mm5;
　　punpcklbw mm6,mm6;
　　punpckhbw mm7,mm7;
　　
　　movq [edi],mm0;
　　movq [edi+8],mm1;
　　movq [edi+16],mm2;
　　movq [edi+24],mm3;
　　movq [edi+32],mm4;
　　movq [edi+40],mm5;
　　movq [edi+48],mm6;
　　movq [edi+56],mm7;
　　
　　add esi,32;
　　add edi,64;
　　loop mmxdraw;
　　dec edx;
　　add edi,dwResPitch;
　　jmp rowLoop;
　　end:
　　emms;
　　}
　　}
　　}
　　else
　　{
　　unsigne

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