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游戏脚本引擎设计与实现

2020-11-23阅读(229)

游戏脚本引擎设计与实现

论文摘要

游戏脚本是计算机游戏逻辑的载体,游戏脚本引擎则是游戏脚本的运行支撑环境。将游戏脚本引入到游戏编程之后,可以避免游戏逻辑的硬编码化,从而大大提高计算机游戏的开发效率。目前国外已有多款适合作为游戏脚本引擎的动态编程语言(例如Python、Ruby、Lua等)被开发出来,而国内的游戏开发公司也开始逐步将这些游戏脚本引擎应用到自己的游戏产品开发之中。本文介绍了一个简单的游戏脚本引擎系统(XtremeScript脚本系统)的设计与实现,其核心的设计思路为:将计算机游戏逻辑写入到脚本文件(而不是硬编码到计算机游戏主应用程序中),虚拟机软件负责执行这些脚本文件,并将执行的结果通过特定的函数调用接口返回给计算机游戏主应用程序。XtremeScript脚本系统主要由三部分组成:XtremeScript编译器、XVM虚拟机、XVM汇编器。XtremeScript编译器可以将XtremeScript语言(C语言的一种子集)编译成XVM汇编语言(一种类似INTEL汇编语言的低级语言);XVM汇编器可以将XVM汇编语言汇编成XVM虚拟机可以识别并执行的字节码;XVM虚拟机是一个模拟XVM汇编语言CPU行为并嵌入在宿主程序(如游戏主应用程序)中运行的软件,它能识别并执行由XVM汇编语言汇编而成的字节码,并向宿主程序返回相应的运行结果。本文分析研究了一个简单的游戏脚本引擎(XtremeScript脚本系统)的工作原理和实现机制,构建了一个初步可用的脚本引擎系统,给出了脚本系统设计与实现的一条可行之路。在消化吸收原有工作的基础上,对相关的算法和程序实现进行了分析和优化,以语法制导的规则重写了编译器和汇编器的核心程序,使得程序结构变得清晰可读;以基于栈原则的简单寄存器分配算法和基于硬编码的决策树法等高效算法去替代原有算法,使得脚本系统生成的代码更加简洁,较大地提高了它的运行速度。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 绪论
  • 1.1 选题意义
  • 1.2 国内外研究现状
  • 1.3 本文工作及章节安排
  • 1.4 本章小结
  • 第二章 XtremeScript脚本系统总体介绍
  • 2.1 XtremeScript脚本语言和虚拟机
  • 2.2 XtremeScript脚本系统工作流程介绍
  • 2.3 本章小结
  • 第三章 XVM汇编器的设计与实现
  • 3.1 XVM汇编器的设计
  • 3.1.1 XVM汇编器的功能概述
  • 3.1.2 汇编器词法分析部分的DFA图
  • 3.1.3 指令的汇编
  • 3.1.4 变量的汇编
  • 3.1.5 标签处理的要点
  • 3.2 XVM汇编器的实现
  • 3.2.1 汇编器中的主要数据结构
  • 3.2.2 主程序结构分析
  • 3.2.3 错误处理策略
  • 3.2.4 语法分析
  • 3.2.5 Assemble（）函数说明
  • 3.2.6 程序实际运行界面截取
  • 3.3 本章小结
  • 第四章 XVM虚拟机的设计与实现
  • 4.1 XVM虚拟机的设计
  • 4.1.1 XVM虚拟机的功能概述
  • 4.1.2 装载字节码文件
  • 4.1.3 从入口点开始执行
  • 4.1.4 执行周期
  • 4.1.5 关于函数调用的说明
  • 4.2 XVM虚拟机的实现
  • 4.2.1 XVM虚拟机中的主要数据结构
  • 4.2.2 RunScript函数分析
  • 4.2.3 双目运算ADD的实现
  • 4.2.4 CALL的实现
  • 4.2.5 程序实际运行界面截取
  • 4.3 本章小结
  • 第五章 XVM虚拟机与宿主程序的集成
  • 5.1 XVM虚拟机与宿主程序的集成概述
  • 5.2 XVM虚拟机与宿主程序的集成的实现
  • 5.2.1 XVM虚拟机的接口概述
  • RegisterHostAPIFunc的实现'>5.2.2 XSRegisterHostAPIFunc的实现
  • GetParamAsInt的实现'>5.2.3 XSGetParamAsInt的实现
  • ReturnIntFromHost的实现'>5.2.4 XSReturnIntFromHost的实现
  • 5.2.5 XVM虚拟机与主应用程序的集成的一个例子
  • 5.2.6 程序实际运行界面截取
  • 5.3 本章小结
  • 第六章 XtremeScript编译器的设计与实现
  • 6.1 XtremeScript编译器的设计
  • 6.1.1 编译器的功能概述
  • 6.1.2 利用硬编码的决策树算法提取token
  • 6.1.3 语法制导的递归下降翻译
  • 6.1.4 表达式的翻译
  • 6.1.5 标签的生成与回填
  • 6.1.6 中间代码的生成
  • 6.1.7 目标代码的生成
  • 6.2 XtremeScript编译器的实现
  • 6.2.1 编译器中的文件结构介绍
  • 6.2.2 编译器中的主要数据结构
  • 6.2.3 错误处理策略
  • 6.2.4 主程序结构分析
  • 6.2.5 程序实际运行界面截取
  • 6.3 本章小结
  • 第七章 结束语
  • 7.1 研究工作总结
  • 7.2 下一步研究的方向
  • 致谢
  • 参考文献
  • 附录A 硕士期间发表的论文
  • 附录B XtremeScript语言定义
  • 附录C XVM汇编语言定义

    • 相关论文文献

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