3D网络游戏场景构件的研究和实现

论文摘要

随着网络的发展,3D网络游戏作为一种新型的娱乐产业受到越来越多的关注。3D网络游戏通常需要支持成千上万的并发玩家,导致了游戏服务端高负载的问题,如何有效解决服务器的高负载已经成为3D网络游戏开发的瓶颈。因此,我们以场景为单位划分游戏世界,并把场景包装为场景构件,通过场景构件在不同场景服务器上的动态迁移来解决游戏服务端的负载问题,本文重点研究了对游戏场景的抽象,以及游戏场景构件的包装,并给出了场景构件的体系结构,该体系结构包括：服务端场景构件、客户端场景构件、客户端构件环境。服务端场景构件负责维护其管辖范围内、组成游戏场景的对象集合,接收和处理客户端传来的动作请求,处理管辖范围内的游戏逻辑等。客户端场景构件将服务端场景构件映射到客户端,并以一种玩家可以感知的方式渲染到屏幕上,接收和处理服务端场景构件传来的仿真事件,以及玩家的输入命令。客户端场景构件环境是3D网络游戏客户端的核心和基础,负责加载游戏客户端场景构件、组织和协调各个场景构件之间的交互。本文设计了基于场景构件的3D网络游戏体系架构,给出了客户端场景构件、服务端场景构件的规格说明、接口设计,以及客户端环境的设计。在Crystal Space 3d游戏引擎的共享类工具SCF和WinSock库的基础上,实现了服务端场景构件、客户端场景构件、客户端构件环境和通信模块,并最终整合得到基于场景构件的3D网络游戏原型系统,以此来验证本文论点的可行性。3D网络游戏场景构件,一方面使服务器端实现以场景构件为单位的游戏世界在不同游戏服务器上的动态迁移成为可能,简化了游戏世界动态划分的复杂性；另一方面由于每个场景构件都具有较为独立的处理能力,因此,通过连接不同的场景构件就能形成各种不同的游戏世界,减少3D网络游戏开发过程中的重复开发。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 研究背景
• 1.1 网络游戏概述
• 1.1.1 网络游戏的定义
• 1.1.2 网络游戏的特点
• 1.2 当前网络游戏服务端的负载问题及解决方案
• 1.3 课题研究内容
• 1.4 本章小结
• 第二章 相关技术
• 2.1 构件技术简述
• 2.1.1 构件的定义
• 2.1.2 基于构件的软件工程
• 2.2 CRYSTAL SPACE 3D游戏引擎概述
• 2.2.1 游戏引擎概述
• 2.2.2 Crystal Space游戏引擎介绍
• 2.2.3 SCF简介
• 2.2.4 CEL简介
• 2.3 本章小结
• 第三章 总体设计
• 3.1 相关名词定义
• 3.2 3D网络游戏的场景构件的体系架构
• 3.3 客户端与服务端的协同工作过程
• 3.4 本章小结
• 第四章 场景构件设计
• 4.1 服务端场景构件设计
• 4.1.1 服务端场景构件规格说明
• 4.1.2 服务端场景构件的接口设计
• 4.2 客户端场景构件和构件环境的设计
• 4.2.1 客户端场景构件规格说明
• 4.2.2 客户端场景构件的接口设计
• 4.2.3 客户端构件环境功能描述
• 4.3 场景构件中仿真对象设计
• 4.3.1. 服务端仿真对象设计
• 4.3.2. 客户端仿真代理设计
• 4.3.3 仿真代理的行为的设计
• 4.4 通信模块的设计
• 4.5 本章小结
• 第五章 原型实现
• 5.1 基本数据类型
• 5.1.1 消息和消息类型的实现
• 5.1.2 玩家列表（PlayerList）的实现
• 5.2 服务端构件实现
• 5.2.1 定义服务端场景构件的API
• 5.2.2 服务端场景构件的实现
• 5.2.3 在SCF中注册服务端场景构件
• 5.2.4 场景构件连接关系表的实现
• 5.2.5 服务端场景构件中的仿真对象的实现
• 5.3 客户端实现
• 5.3.1 定义客户端场景构件的API
• 5.3.2 客户端场景构件的实现
• 5.3.3 在SCF中注册客户端场景构件
• 5.3.4 客户端场景构件中的仿真对象的实现
• 5.3.5 仿真代理实体的行为实现
• 5.3.6 客户端构件环境实现
• 5.4 3D场景构件中游戏场景的建模
• 5.5 本章小结
• 第六章 论文总结与展望
• 6.1 3D网络游戏场景构件的单元测试
• 6.2 原型系统的集成测试
• 第七章 论文总结与展望
• 7.1 论文总结
• 7.2 进一步工作
• 7.3 本章小结
• 致谢
• 参考文献
• 附录A （攻读学位期间发表论文目录）