Crazy Engine 3.0（又名盘古引擎）的技术特性

零、概述

“盘古引擎”是我2013.4-2015.12年间，在“远明山水网络科技有限公司”担任引擎部部门经理期间，带领9人团队研发的第三代大型3D游戏引擎。

这代引擎使用Ogre 3D作为框架，使用C++、D3D 9.0c、HLSL 3.0、OpenAL、PhysX3.2和MyGUI作为开发语言或者中间件。研发团队研究了大量国际上顶尖的论文，借鉴和吸收了大量的高端算法和设计模式，同时也借鉴了其它世界闻名的游戏引擎，如CryEngine 3和Frostbite。同时，我们也花费了大量时间，研究出了一些自己原创的算法。

一、通用

面向数据的设计模式（DOD）

能大幅减少cache miss，从而大幅提高了引擎的运行性能。

多线程渲染

将图形API的调用全部移到主线程之外的一个线程（称为渲染线程）里，并且这个线程只用于调用图形API。这样就能利用多核CPU的性能，大幅提升帧率。

Job system

将主线程里特别耗时的操作都封装成不同的Job，在主线程之外的线程池里处理。从而提升性能，也能避免主线程帧率不稳定。

内存池和对象池

集中处理小对象的内存申请，能够避免内存碎片，从而提升性能，避免内存申请失败造成的崩溃。

二、图形

渲染效果分级

渲染效果具有可伸缩性（纹理分辨率、采样类型、材质等级、可视距离、渲染算法的分级），支持各种性能的硬件，甚至支持集成显卡流畅的玩游戏。

高性能渲染管线

采用了Hybrid deferred shading，可以达到deferred lighting 的效果，并且和deferred shading 的效率一样。支持数以千计的点光源，并且支持阴影。

进行了深度优化，最小化状态切换，从而减少CPU开销。

材质系统

高性能的材质系统，以及大量材质算法（可以表现任何材质、视差映射和法线贴图、次表面散射、各向异性高光、菲涅尔效果、过程式植被动画）。

全实时的动态光影

由于项目要求实现24小时动态光影、动态天气和场景可破坏，所以不能使用预烘焙Lightmap和Light Probes，场景里的光源全部是实时渲染的。

那么全局光照怎么实现呢？支持了LPV，用于模拟间接光照。

SSDO用于模拟环境遮挡，可以弥补低频的间接光导致的几何细节里的AO效果缺失。https://www.bilibili.com/video/BV1rf4y147cP/

IBL（基于图像的光照）用于模拟镜面反射环境物体，支持环境立方体贴图动态产生。

新手村视频：https://www.bilibili.com/video/BV1av4y1f7md/。

24小时动态光影

太阳方位连续24小时变换，也叫TOD（Time Of Day）。

视频：https://www.bilibili.com/video/BV1qZ4y1P7aR/。

动态天气

在延迟着色的基础上，使用后期处理实现下雨和下雪效果。编辑器里录制的下雨视频：https://www.bilibili.com/video/BV1Ah41117qM/。

上线游戏里的下雨和下雪截图：

开放大世界和超大视距

支持开放式大世界，地图大小不受限制。运行时，资源加载使用异步流式方案，这样就不用在加载场景时一次性加载场景的所有资源了，从而避免了加载时间过长以及内存占用过大的问题；异步加载避免了卡顿。

超大场景视距。地形支持16公里。

远景使用Imposter技术来提升性能。

超大规模角色渲染

支持“千人同屏，万人国战”，在使用不同的模型时，支持同屏渲染1000人左右。如果使用相同的模型，采用了VTF和LOD两个技术，支持渲染10万-100万角色。

捏脸

主角的脸部（包括眼睛、眉毛、瞳孔、胡须、刺青等等）都可以自定义。

抗锯齿（改进的MLAA）

软粒子

HDR（线性光照、Bloom、Tone mapping）和颜色色阶

软阴影（CSM和PCF）

体积雾

体积光

海水渲染

基于FFT。编辑器里录制的视频：https://www.bilibili.com/video/BV1i54y1a7Wx/。

游戏里的截图：

运动模糊

景深

支持脚部跟地面高度之间的吻合，也支持眼睛凝视的身体姿态调整。

其它

主角独立的光照系统，保证了不同光线下角色脸部的美观。
道路。
延迟贴花。

三、物理

支持PhysX 3.2

碰撞

布料

破碎

布娃娃

四、声音

3D声音

环境音效

DSP

材质声音

不同的物体指定不同的材质，用于播放不同的声音。例如人走在或者子弹击中沙地上、雪地上、石板上等的声音是不同的。

五、GUI

支持MyGUI

六、工具链

场景编辑器

角色编辑器

材质编辑器

特效编辑器

过场动画编辑器

质保工具

帧分析工具（GPA plus）

可以强力截取绝大部分加壳的MMO端游。

七、正在开发的技术

基于物理的渲染

流体动力学

Impostor

过程式植被

八、待开发

声音遮挡

声音实时合成

TOY（四季轮回）

3D或者基于flash的UI

嘴唇动作和声音过程式同步

脸部动画

九、注意

公司刚成立时，本打算只做一个传统的MMO项目，画面上过得去就行。所以美术资源制作标准上较老，甚至漫反射贴图里还带有光照信息。后来随着自研引擎的进步，公司打算将美术品质提升到“天刀”和“天谕”的水平，这个两个游戏是当时MMO端游的标杆。但是美术的工作量太大，所以一度法线贴图是使用CrazyBump批量生成的。

后来有一小部分资源是按照标准流程制作，例如，使用ZBrush制作法线贴图，还有高光贴图和材质参数经过了仔细调整等等，才将引擎的渲染能力基本上呈现了出来。

本文里的视频和截图大部分都是从2015年开发的MMO项目《战秦》里面的场景截取的，一小部分是从2014年开发的MMO项目《项羽》里面截取的。正是上述原因，视频和截图里的画面品质会出现跳跃。

如有疑问，请与我联系，QQ：463038758。

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