“游戏引擎”知识了解与发展漫谈！（2）

游戏引擎始祖―《Wolfenstein 3D》]

谈及游戏引擎，有一家游戏公司最应该被提起，也有一个人最不应该忘记，那就是ID software和它的创始人之一约翰•卡马克（John D. Carmack）。据说这家公司仅有13名固定员工，而且停车场也只停13辆法拉利跑车，从这一八卦中可以看出大家都很关注这家公司是如何的盛产富翁，但是这群狂人开发的游戏技术更为傲人。
　　1990年，卡马克和id的另一巨头罗梅洛制作了一款小游戏《Commander Keen》（《指挥官基恩》），在PC机上首次实现了卷轴类游戏背景的流畅效果，后来他们又花了一个晚上的时间把当时的街机游戏《超级玛丽》移植到PC机上，实现了流畅的横板效果。他们把PC版《超级玛丽》发给任天堂，希望借此吸引任天堂的兴趣。当然，任天堂也确实很有兴趣，夸奖了他们几句，不过并无下文（大人物未成名之前总是被另一个大人物无视）。1991年，卡马克和罗梅洛成立了ID Software，开始自主创业。
　　后面的事就很简单了，凭借着过人的技术和狂热的信念，id公司创造了一个又一个技术巅峰。没多久，他们推出了《Wolfenstein 3D》（德军总部3D）。这款游戏的画面在现在看来不值一提，但是却是3D射击游戏之祖，卡马克也因此获得了“FPS游戏之父”的称号。
《重返德军总部3D》成了游戏引擎的始祖

作为最早的3D游戏引擎之一，《Wolfenstein 3D》（德军总部3D）使用了一种射线追踪技术来渲染游戏内的物体（严格来说，《Wolfenstein 3D》还是一种伪3D）。游戏中每个像素会发射一道光束，如果这道光束碰到了障碍物形成反射，游戏就会按照设定好的程序在障碍物的相应位置创建单维深度缓存（dimensional depth buffer），建立纹理图像。
游戏图像
《Wolfenstein 3D》开创了3D射击游戏时代，其独创性的3D技术也为其他游戏所采用，Blake Stone， Corridor 7，Operation Body Count、Super Noah's Ark 3D（超级诺亚方舟3D）、 Rise of the Triad（算是《Wolfenstein 3D》的续作，增加了跳跃和低头抬头等动作），还有一直未发售的 Hellraiser（养鬼吃人）等游戏都沿用了卡马克这一技术。


《DOOM》问世―Id系列引擎之Id Tech 1
《Wolfenstein 3D》只是ID小试身手，1993年ID公司推出的DOOM（毁灭战士）游戏引擎才是引擎技术的代表。DOOM引擎改善了《Wolfenstein 3D》引擎中的一些缺陷，如所有房间的高度都是相同的，所有墙壁都是垂直的，运动也只能直线前进或后退等，并且加入了许多新效果。

DOOM
在DOOM中，角色与游戏中的物品的互动性进一步增强，楼梯、楼梯上的花朵以及路桥已经可升可降。游戏中的光照效果也不再单一，不同的单位也有了不同的亮度，此外DOOM引擎还支持立体声音效，环境的定位感更真实。这些效果在3D显卡都没有问世的1993年毫无疑问是非常激动人心的进步

DOMM一代的画面
凭借自身的过人之处，DOOM获得了350万的销量，为ID公司带来了滚滚财源。更重要的是，DOOM成了ID公司第一款用于商业授权的引擎，从DOOM开始，游戏公司又多了一条创收之路。当时使用过DOOM引擎的游戏主要有：Raven公司的《ShadowCaster》（投影者）、《Heretic》（1994）、《Hexen》（1995）、Rogue Entertainment公司的《Strife》、《HacX》(免费)以及美国 Marine 公司的《Marine Doom》等等。这些游戏全都使用了DOOM引擎，其中Raven公司于ID公司的合作最为紧密，出品的三款DOOM引擎游戏也较为知名。
　　DOOM发售一年之后，ID又推出了DOOM系列的第二部作品《DOOM：Hell on Earth》。凭借id的号召和一代的影响力，DOOM II获得了94年度的最佳原创幻想/科幻电脑游戏大奖，在销量和口碑上再创新高。

DOOM II游戏
不过，从技术角度来讲，DOOM II上并没有什么创新之处，使用的DOOM，也没带来新颖的图形技术，就连游戏中的怪物和武器也没有新增多少。虽然id公司在1995年发布了一款扩展包《Master Levels for Doom II》，但是人们还是更期待《DOOM III》，只是这个期待要很长时间，《DOOM III》在10年后的2004年才正式发布。
雷神问世―ID系列引擎之《Quake》
就在DOOM系列热火朝天的时候，Id公司又于1996年发售了另一款新型游戏《Quake》，相比《DOOM》使用的将拥有高度信息的二维地图渲染成3D图像的伪3D引擎，Quake引擎是实实在在的3D引擎。

真正3D模式的Quake引擎
Quake引擎是当时第一款完全支持多边形模型、动画和粒子特效的引擎，而在技术之外，《Quake》的游戏操控方式也树立了FPS游戏的标准。游戏采用流动控制方案（fluid control scheme ），它使用鼠标来观看/瞄准/定向以及用键盘前进/后退/侧移，这也成了FPS游戏最普遍的操控模式，直到今日仍没有变化。

Quake的出现为FPS游戏建立了经典的操控方式
使用《Quake》引擎的主要是Id自己的《Quake》和《Quake World》系列、《HeXen II》（异教徒）、MageSlayer、Nexuiz（鏖战废土）、Day of Defeat（胜利之日），还有大名鼎鼎的《Half life:》（半条命）以及《Half life》扩展出来的《反恐精英》。

大名鼎鼎的CS使用的便是Quake引擎
多彩光影效果―ID公司系列引擎之Id Tech2
90年代的Id公司相当勤奋，几乎是每年推出一部新游戏，而且每次都能或多或少地带给人们不少惊喜。《Quake》一年之后，Id又发售了《Quake II》，采用的引擎也升级为Id Tech2。

《Quake II》
1997年的时候，当时3D加速卡（显卡那是都叫3D加速卡）已经兴起，《Quake II》引擎已经支持硬件3D加速，当时较为知名的3D API是OpenGL，《Quake》也因此重点优化了OpenGL性能，这也奠定了Id公司系列游戏多为OpenGL渲染的基础。

Quake II》首次实现了彩色光影效果
Id Tech2引擎添加了256色材质贴图，首次实现了彩色光影效果，使得游戏中的物体在反射光影时候能展现出不同样的色彩效果，另外一个技术特性则是通过支持DLL（dynamic-link libraries，动态链接库）文件实现了对软件渲染和OpenGL渲染的支持。
　　基于Id Tech2引擎的游戏有《Quake II》、《Anachronox》（时空传奇）、《大刀》（Id另一强人罗梅洛离开Id之后开发的游戏）、《Soldier of Fortune》（命运战士）、《半条命》（Quake和Quake II的代码都有）。

《大刀》是罗梅洛离开Id之后使用《Quake II》引擎制作的一款游戏
3D加速卡时代来临―ID系列引擎之Id Tech3
1999年，Id又发布了《Quake III:Arena》，这是《Quake》系列的第三步，也标志着Id的引擎技术到了Id Tech3时代。在这一时代，Id Tec3已经不再支持软件渲染，必须要有一款支持硬件加速的显卡才能运行。

《Quake II》引擎需要一款硬件加速卡才能玩转
《Quake III》引擎增加了32Bit 材质的支持，还直接支持高细节模型和动态光影。同时，引擎在地图中的各种材质、模型上，都表现出了极好的真实光线效果。《Quake III》使用了革命性.MD3格式的人物模型，模型的采光使用了顶点光影(vertex animation)技术，每一个人物都被分为不同段（头、身体等），并由玩家在游戏中的移动而改变实际的造型，游戏中真实感更强烈。

《Quake III:Team Arena》
《Quake III》拥有游戏内命令行的方式，几乎所有使用这款引擎的游戏都可以用`键调出游戏命令行界面，通过指令的形式对游戏进行修改，增强了引擎的灵活性。
　　《Quake III》一款十分优秀的游戏引擎，即使是放到今天来讲，这款引擎仍有可取之处，即使画质可能不是第一流的了，但是其优秀的移植性、易用性、和灵活性使得它作为游戏引擎仍能发挥余热，使用《Quake III》引擎的游戏数量众多，比如早期的《使命召唤》系列、《荣誉勋章》、《绝地武士2》、《星球大战》、《佣兵战场2》、《007》、《重返德军总部2》等等。




第一代的《使命召唤》使用了《Quake III》引擎
《DOOM3》震撼问世―ID系列引擎之Id Tech4
时间很快就到2004年，这一时代已经是DX9显卡的时代，但是人们关注的年度3D大作仍是基于OpenGL渲染的《DOOM3》，这也是Id公司的第四代引擎―Id Tech 4的代表作。《DOOM3》命运多舛，03年的源码泄露事件使得《DOOM3》很受伤，但是也因此使得其强悍面画和要求为人所知。

DOOM3引擎的开山作
当时的《DOOM3》到底强到什么程度？id自家人恐怕最清楚，《Doom3》的首席程序员罗布•达菲曾经说过：“Doom3从任何角度而言都是最完美的，而且它几乎完全追随并引导了硬件的发展。以id software的经验来看，Doom3估计又会被追捧至少5年，而在这5年里测试显卡FPS的基准估计都会是它了。”（你这话太大了点，至少07年发布的《Crysis》就超过了）。
　　在《DOOM3》中，即时光影效果成了主旋律，它不仅实现了静态光源下的即时光影，最重要的是通过shadow volume（阴影锥）技术，《DOOM3》引擎实现了动态光源下的即时光影在游戏中大规模的使用。
shadow volume（阴影锥）关闭（左）与开启（右）的效果对比
当然了，除了shadow volume（阴影锥）技术之外，《DOOM3》中的凹凸贴图、多边形、贴图、物理引擎和音效也都是非常出色的，可以说04年《DOOM3》一出，当时的显卡市场可谓一片哀嚎，GeForce FX 5800/Radeon 9700以下的显卡基本丧失了高画质下流畅运行的能力，强悍能力也只有现在的《Crysis》能与之相比了

《Quake 4》是Id公司目前最高级的引擎
由于DOOM3引擎的优秀，后续有一大批游戏都使用了这款引擎，包括《DOOM3》资料片《Resurrection of Evil》（邪恶复苏）、 Id自家的《Quake4》（实际是由Raven公司捉刀）、Human Head Studios的《Prey》、Splash Damage 的《Enemy Territory: Quake Wars》（敌占区：雷神战争）和《Brink》、Raven的《Wolfenstein》（重返德军总部）等等。



Id Tech 5引擎能否让Id公司站在引擎技术最前端？
现在，Id公司还在进行着《DOOM4》的开发，引擎也升级到Id Tech5，虽然详细的技术规格仍然是迷，但是卡马克已经放言：“Doom4是一款为30帧而拼搏的作品，就像是应用了全新的引擎，它基于我们这四年来的研发成果。”如果他指的是游戏发布时的硬件水平，那么Id Tech5引擎恐怕又是高端显卡的坟墓了。

不错不错。受教了

路过，收藏，不知道什么时候看。。。