3d Games

3D 游戏开发

> 3D 游戏系统的原则。

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1. 渲染管线（Rendering Pipeline）

阶段

1. Vertex Processing -> Transform geometry
2. Rasterization -> Convert to pixels
3. Fragment Processing -> Color pixels
4. Output -> To screen

优化原则

| 技术 | 用途 | |-----------|---------| | 视锥裁剪（Frustum culling） | 不渲染屏幕外区域 | | 遮挡裁剪（Occlusion culling） | 不渲染被遮挡部分 | | LOD（Level of Detail） | 距离远时降低细节 | | 批处理（Batching） | 合并绘制调用 |

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2. 着色器原则（Shader Principles）

着色器类型

| 类型 | 用途 | |------|---------| | 顶点（Vertex） | 位置、法线 | | 片元/像素（Fragment/Pixel） | 颜色、光照 | | 计算（Compute） | 通用计算 |

何时编写自定义着色器

• 特效（水、火、传送门）
• 风格化渲染（Toon、Sketch）
• 性能优化
• 独特视觉风格

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3. 3D 物理（3D Physics）

碰撞体形状

| 形状 | 使用场景 | |-------|----------| | 盒体（Box） | 建筑、箱体 | | 球体（Sphere） | 球、快速检测 | | 胶囊体（Capsule） | 角色 | | 网格（Mesh） | 地形（成本高） |

原则

• 碰撞体用简单形状，视觉用复杂模型
• 分层过滤（Layer-based filtering）
• 视线检测用射线（Raycasting）

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4. 相机系统（Camera Systems）

相机类型

| 类型 | 用途 | |------|-----| | 第三人称（Third-person） | 动作、冒险 | | 第一人称（First-person） | 沉浸、FPS | | 等距（Isometric） | 策略、RPG | | 轨道（Orbital） | 检视、编辑器 |

相机手感

• 平滑跟随（lerp）
• 碰撞回避（Collision avoidance）
• 运动前瞻（Look-ahead）
• 用 FOV 变化体现速度

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5. 光照（Lighting）

光源类型

| 类型 | 用途 | |------|-----| | 方向光（Directional） | 太阳、月亮 | | 点光（Point） | 灯、火把 | | 聚光（Spot） | 手电、舞台 | | 环境光（Ambient） | 基础照明 |

性能考量

• 实时阴影开销大
• 尽量烘焙（Bake）
• 大场景用级联阴影（Shadow cascades）

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6. 细节层级（LOD）

LOD 策略

| 距离 | 模型 | |----------|-------| | 近 | 全细节 | | 中 | 50% 三角形 | | 远 | 25% 或看板（billboard） |

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7. 反模式（Anti-Patterns）

| [FAIL] 不要 | [OK] 要做 | |----------|-------| | 到处使用网格碰撞体（Mesh colliders） | 使用简单形状 | | 移动端全开实时阴影 | 选择烘焙或投影（Blob）阴影 | | 所有距离只用一个 LOD | 按距离分级 LOD | | 未优化的着色器 | 性能分析（Profiling）后简化 |

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> 提示： 3D 追求的是错觉，营造细节的印象，而非细节本身。

Source & license

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• Author: MisonL
• Source: MisonL/Ling
• License: MIT
• Homepage: https://www.npmjs.com/package/@mison/ling

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