畢業論文-基于opengl的3d游戲設計-資料下載頁

　　

【正文】 else { velocity = CVector(, , )。 modelState = MODEL_RUN。 //模型狀態：跑動 } 如果敵人與其它敵人發生碰撞，那么它將進入 AI_UNCARING 狀態，并停止移動。如果與地形發生了碰撞，則需要獲取其當前位置相應的高度值，并檢測此時的 x 與 z 分量，確保其不超過邊界。如果敵人與火箭發生碰撞，那么敵人則進入 AI_DEAD 狀態。 場景中還有一種敵人 sod，與 Ogro 基本相同，只是更加智能一些。當玩家距離其有西安石油大學畢業設計（論文） 23 125 個場景單位時，它就會進入逃跑，如圖 44： 圖 44 sod智 能示意圖圖 3D 模型 在實際的 3D 圖形程序，構建 3D 模型一般來說都比較復雜。 OpenGL 雖然提供了一些已經生成的 3D 圓柱體、球體和立方體等實體模型的輔助函數，但是這些函數都無法滿足建立復雜 3D 實體的需要，因此 OpenGL 的建模功能并不是十分強大。想單純利用OpenGL 實例庫提供的幾何體構建就非常困難，而且也不可能一次性在內存中編寫繪圖語句，在效率上和模型逼真度上都比較低。因此我們常利用專門的建模工具（如 3D MAX、 Maya）來建立高逼真度的模型，再將模型導出為特定的格式，然后再將模型導入三維場景 中實現繪制與控制。 目前在計算機平臺上，常用的 3D 模型有 3DS、 OBJ、 MD MS3D 等多種格式。3D 模型又分為靜態模型（如 3DS、 OBJ）和動態模型（如 MD MD MS3D） 。在動態模型中除了保存模型的定點和表面數據外，還有與動畫相關的信息，這些動態模型渲染起來比較復雜。 下面主要介紹了游戲用到的 MD2 模型： Quake2 模型格式由著名游戲公司 ID 公司自主設計，廣泛應用于 ID 公司開發的各種三維游戲中，其文件擴展名為 MD2。由于模型的文件格式相對比較簡單，容易實現，所以應用很廣，是一種經典的動畫模型格 式，在其它一些三維圖形程序中也逐漸得到了應用。這兩種模型都由兩部分組成，如圖 45： 西安石油大學畢業設計（論文） 24 圖 45 模型的組成 MD2 模型的紋理是隔離出來的，不包括在 MD2 文件內部。一個 MD2 模型在同一個時刻只能有一種紋理。在存儲結構上， MD2 文件建模的原理是用三角形來描述復雜的物體，即所有的物體都是三角形組成的。因此要從文件中讀取各三角形的點的位置、紋理坐標來顯示圖形。 MD2 文件組成分為五部分：紋理坐標集合、組成三角形的點的索引集合、文件頭、三維對象組成點集合、三角形的紋理坐標的索引集合。 文件信息頭部分包括 17 種數據，其具體定義 如下 所示 ： 文件信息頭的定義 ，下面是 MD2 的文件頭定義： // md2 header typedef struct { int ident。 //文件標識 . 必須是 IPD2 int version。 // md2 的版本 . int skinheight。 //紋理的高度 int skinwidth。 //紋理的寬度 int numSkins。 //紋理的數目 int framesize。 // 每一幀占的字節數 int numXYZ。 // 三維空間中點的個數 int numST。 // 紋理的坐標數 int numGLcmds。 // OPENGL 命令的個數 int numFrames。 // 文件包含的幀數 int numTris。 //三角形的的個數 頭文件 文件主體 包含 ID 號，版本號，和有關模型的各種數據的起始地址等 有關文件的各種數據，如頂點數據、紋理數據、法向量數據等。 西安石油大學畢業設計（論文） 25 int offsetSkins。 // 紋理名稱的偏移量 (每個 64 字節 ) int offsetST。 // 存儲紋理坐標偏移量 int offsetFrames。 //存儲幀的地址偏移量 int offsetTris。 // 存儲三角形地址偏移量 int offsetGLcmds。 // 存儲 OPENGL 命令的地址偏移量 int offsetEnd。 // 文件結尾的偏移量 } md2_t。 利用以上這些信息，就可以編制相應算法，定位到需要的地方。 編程原理是： 在坐標集合中，三角形的每個頂點都一個索引值，利用這些索引值可以得到組成三角形的頂點的位置，三角形的紋理坐標獲取方法同理。在進行三角形的繪制時，要事先準備好 存放紋理坐標集合的緩存 、 存放三角形紋理在紋理集合中索引的緩存、存放點集合的緩存、存放三角形組成點在點集合中索引的緩存 ，準備好緩存后，通過索引指向點集合中的紋理坐標集合中的相應位置，得到 數據后，在進行三角形的繪制，進行渲染。 如要 使 動畫 得以 顯示，就要求每隔一定時間就對畫面進行刷新 操作。這就需要 在程序中 先定義一個 定時器， 然后在一個 時間 間隔時進行 頁面刷新，讀入下一幀的數據 就是頁面 刷新時 所需要做 的 操作 ， 讀取后 進行顯示，從而實現連續的動畫效果。 定義合理的數據結構和使用優秀的算法 是 讀取 MD2 文件的關鍵 所在 。 首先要從MD2 文件中得到文件頭信息。先用二進制方式打開一個文件 “ ” 。然后把整個文件一股腦讀到一個 buffer 緩存區去。文件一開始就是頭信息，利用頭文件信息得到點數據到文件頭的偏移 量，定位到點數據開始的地方。然后定義數組。接著再根據各三角形的點的索引值把在 pointList[]查到三角形組成點的坐標，就可以畫出復雜三維場景了。載入 MD2 文件的重要函數為： bool CMD2Loader::ImportMD2(t3DModel *pModel, char *strFileName, char *strTexture)。讀 取文件的流程圖，如圖 46： 圖 46 md2讀 取文件的流程圖 由于文件中是關鍵幀的數據，如果每隔一定時間顯示一個關鍵幀的圖像，動畫會極不連續，為此我們引入一個比例因子 ，目的在于在兩個相鄰關鍵幀之間線性插值插入若干幀，使畫面流暢。 繪制插值點流程，如圖 47： 打開文件 檢查文件指針 讀取文件頭 檢查版本號 讀取MD2文件 將MD2數據轉換為模型結構 西安石油大學畢業設計（論文） 26 圖 47 繪制插值點流程圖 3D 音效 一款 3D游戲，除了需要有游戲模型與系統引擎外，音效也是其組成的一部分，尤其是 3D音效。向游戲中加入 3D音效，可以極大的增強游戲的真實感，使玩家沉浸其中。優良的 3D音效，往往可以給游戲帶來意想不到的效果。 在 3D 音效應用之前，必須要了解 3D 聲音坐標。 3D 聲音坐標，是一個擁有 x、 y、 z軸的笛卡爾坐標系統，以此定義了聲源和聽者的位置、速度以及方向。這些坐標軸是相對于視點或 者攝像機的，與 OpenGL 中所使用的坐標，除了 z 軸的方向相反是指向屏幕內部不同之外，其它完全相同。 要確定聲音的位置，要輔助于人感知聲音的一些因素，如總響度、耳間強度差、耳間時間差、消聲等因素。總響度：當聲源逐漸遠離聽者時，聽者所聽到的音量會以一個固定的速率減小，被稱為衰減。耳間強度差：對于一個位于聽者左側的聲源，該聽者左指定紋理坐標 檢查是否具有紋理 獲得該面中頂點和紋理索引 下面開始進行幀插值 遍歷所有面 遍歷面的所有頂點 利用公式 : p(t) = p0 + t(p1 p0),得到插值點 西安石油大學畢業設計（論文） 27 耳聽到的聲音音量要比右耳所聽到的音量要大。耳間時間差：對于一個位于聽者左側的聲源，聲音到達左耳比到達右耳的聲音要早，通常為 1毫秒。消聲等因素：由于耳朵的形狀和朝向，肯定會使來自聽者前方的聲 音比后方的要強。 創建的 3D聲音效果不僅會受到聲源的位置、方向和速度耳朵影響，還會受到聽者的位置、方向和速度的影響。默認情況下聽者是位于世界坐標系的原點，其方向指向世界坐標系 z軸正向。根據對者的位置、方向和速度的改變，可以有效的控制聲音環境的參數，其中包括多普勒頻移以及音量相對于距離的衰減率。 聽者的方向是由兩個以聽者頭部中央為其起點的矢量所定義的；向前矢量與向上矢量。向前矢量從聽者的面部向外指出，與向上矢量成直角，向上矢量則是直指聽者的頭頂方向。如果所定義的向前矢量與向上矢量的夾角不為 90176。，那么會自動改 變向前矢量。 為了獲取一個聽者對象，必須調用 IDirectMusicAudioPath8::GetObjecyInpath()函數 //從 audiopath 獲取聽者對象 if （ FAILED(dmusic3DAudioPathGetObjectInPath(DMUS_PCHANNEL_ALL, DMUS_PATH_BUFFER, 0, GUID_NULL, 0, IID_IDirectSound3DBuffer, (void**)amp。buff))) return NULL。 在 SetAllParameters（）函數定于中，我們需要為 3D 聽者設置 DSDLISTENER 數據結構中的數據項： HRESULT SetAllParameters（ LPCDS3DLISTENER pclistener。 //包含 3D 聽者信息 DWORD dwApply //應該何時進行設置 ）； DS3DLISTENER 數據結構定義則如下： Typedef struct{ DWORD dwSize。 //以字節數表示的 DS3DLISTENER 數據結構大小 D3DVECTOR vPosition。 //聽者的位置 D3DVECTOR vVelocity。 //聽者的速度 D3DVECTOR vOrientFront。 //聽者向前指向 D3DVECTOR vOrientTop。 //聽者的向上指向 D3DVECTOR glDistanceFactor。 //當前的距離因子 D3DVECTOR flRolloffFactor。 .//衰減因子 D3DVECTOR flDopplerFactor。 //多普勒因子 }DS3DLISTENER, *LPDS3DLISTENER。 在得到這些后，我們只要從 IDirectSoundDListener 接口設置 DS3DLISTENER 中的數據西安石油大學畢業設計（論文） 28 項，并將其傳遞給 SetAllParameter()函數，就設置好了聽者對象的 3D 參數。 游戲場景隨機地形 在游戲中，游戲設計的是 一個地形隨機的場景，定義為 CTerrain 類，地形本身就是一組高程值所定義的，其取值范圍從 0 到 1。游戲用一個高度比例值與這些高程值相乘從而保證地形與其寬度保持合適比例。如果想要一個地形起伏比較大的地形，那么設置一個較大的高度比例值即可。具體類定義如下 class CTerrain : public CObject { private: int width。 // 地形尺寸為 width x width ， width 最好為 2 的冪 float terrainMul。 //地形比例值 float heightMul。 //高度比例值 float scanDepth。 //掃描深度 float textureMul。 //地形紋理比例 float RangedRandom(float v1,float v2)。 void NormalizeTerrain(float field[],int size)。 void FilterHeightBand(float *band,int stride,int count,float filter)。 void FilterHeightField(float field[],int size,float filter)。 void MakeTerrainPlasma(fl