目 录
摘 要 .............................................................................................................................................................. I ABSTRACT .................................................................................................................................................... II 一、 绪论 .......................................................................................................................................................1 （一） （二） （三）
研究背景和研究意义 .............................................................................................................. 1 国内外研究现状 ...................................................................................................................... 1 论文组织结构 .......................................................................................................................... 2
二、 3D游戏技术的知识系统 .....................................................................................................................2 （一） （二） （三）
3D图形库 ................................................................................................................................ 2 物理引擎 .................................................................................................................................. 5 UNITY3D .................................................................................................................................. 8
三、 车辆驾驶游戏的设计 ......................................................................................................................... 11 （一） （二） （三）
游戏创意 ................................................................................................................................. 11 游戏框架结构设计 ................................................................................................................ 13 游戏层次结构设计 ................................................................................................................ 14
四、 车辆驾驶游戏的实现 ......................................................................................................................... 15 （一） （二） （三） （四） （五）
场景渲染实现 ........................................................................................................................ 15 场景物理仿真实现 ................................................................................................................ 21 汽车动力学模拟 .................................................................................................................... 22 用户图形界面实现 ................................................................................................................ 24 网络联机模块实现 ................................................................................................................ 27
五、 游戏展示与性能分析 ......................................................................................................................... 28 （一） （二）
游戏展示 ................................................................................................................................ 28 性能分析 ................................................................................................................................ 30
六、 项目总结 ............................................................................................................................................. 32 （一） （二）
总结 ........................................................................................................................................ 32 下一步工作的展望 ................................................................................................................ 33
参考文献 .......................................................................................................................................................... 34
华东师范大学学士学位论文 基于Unity的车辆模拟游戏的设计与实现
摘 要
随着计算机技术的发展，电子游戏的形式越来越丰富，用户对于电子游戏的娱乐性需求也越来越高，追求更加真实的感官体验成为电子游戏的一条发展趋势。作为虚拟现实领域的一项的综合应用，3D游戏已经在电脑、手机、机顶盒等多平台得到了普及，相对于传统的2D游戏，3D游戏让用户感觉更融入，更加享受，但所依赖的计算机技术也更加复杂，计算机图形学、物理仿真等都成为3D游戏开发所需要的重点研究方向。我国在电子游戏领域的发展与领先国家还具有一定的差距，为了振兴本国电子游戏行业，对这一项综合应用所涉及的技术进行整体的梳理是完全有必要的。
论文按照从设计到实现，从理论到应用。首先介绍了3D游戏的一般技术框架，之后围绕一款基于Unity3D的小型的汽车驾驶游戏，使用Unity3D支持多个平台，可方便引入各方面插件。在游戏设计和实现阶段，先简单介绍了游戏的创意，接着设计了整个游戏的的整体结构，并将游戏系统主要分为图形渲染、物理仿真、网络同步等模块，图形渲染使用Unity3D中OpenGL插件，使得游戏可以运行到手机平台，为了更精确、更快速处理汽车的物理仿真，使用了PhysX来对车身及场景进行物理设计，着重涉及到碰撞检测、车身刚体及轮胎的悬挂系统的概念及算法，并且增加界面设计及网络模块使得用户增加互动性。论文的最后对游戏做了一定的分析，在执行效率及可玩性做出了改进展望。
整个游戏系统各模块之间接口灵活且耦合性低，且运行效率高，虽然属于小型游戏，但涉及的技术点较为全面，可以为同类问题提供参考。
关键字：Unity3D，游戏，图形引擎，物理引擎，PhysX，汽车驾驶
I
华东师范大学学士学位论文 基于Unity的车辆模拟游戏的设计与实现
Abstract
With the development of the electronic science,forms of electronic games are becoming richer and
richer,meanwhile that users need to more real sense judgment has been an important progress trend.As an application of the virtual reality,3D games is available on all the major computer,mobile platforms, set-top boxes and so on.3D games make users easier immerse in enjoying it compared with 2D games,but require more complex technique,so that Computer Graphic and Collider detection have been key research fields.The industry level of 3D games falls behind in China at present,it is a meaning work to go through the technology of the comprehensive application.
The thesis is order from theory to application.Firstly this paper introduces the base framework of
3D games,and then develop a vehicle game by Unity3D,which supports multiple platforms and easier to develop by the plugin.In the specific game,introduce the idea of this game and discuss the overall design of the integral structure.This game is broken down into modules such as graphic rending,physical simulation and network.Graphic rendering uses OpenGL plugin in Unity3D,which makes game run in mobilephone. Physical simulation depends on PhysX which can obtain more accurate results to design the rigid body of the car,the suspension of the wheels and the scene.In order to add interactivity we add network and UI module.In the end,this paper analysis this game to put forward the next improvement.
This vehicle game is mini,but owns some advantages such as flexible module interfaces,low coupling and fast executing.Most importantly this paper refers to most aspects of a 3D game and provide a reference for developers who has a similar requirement.
Keywords: Unity3D, game,graphic engine, physical engine, PhysX, automobilism
II