3D游戏引擎架构与数学基础教程

知识点概述： 本资源集包含了关于3D数学基础和三维游戏引擎架构的专业知识，旨在帮助学习者深入理解3D数学原理，并掌握构建和封装3D游戏引擎的实用技能。资源包含以下两个文件： 1. 《手把手教你架构3D游戏引擎 姜雪伟.pdf》： 此文件详细介绍了3D游戏引擎架构的各个方面，从基础概念到高级实现，涵盖了引擎的核心组件如渲染系统、物理引擎、声音系统、动画系统等。作者姜雪伟通过“手把手”的教学方式，引导读者理解3D引擎的工作原理，并展示了如何从零开始构建一个功能完备的3D游戏引擎。 2. 《3D数学基础：图形与游戏开发.pdf》： 本书是学习3D游戏开发的数学基础的入门读物。它详细讲解了3D空间中的向量和矩阵运算、线性代数、几何变换、光照和材质等数学概念，并将其与图形和游戏开发中的实际应用紧密结合。通过阅读此书，读者可以掌握游戏开发中不可或缺的数学知识，并能将其应用于实际问题的解决中。 详细知识点： 1. 3D引擎架构基础： - 渲染管线（Rendering Pipeline）：了解3D图形从建模到最终显示在屏幕上的整个过程。 - 场景图和层级结构：学习场景中实体的组织方式，以及如何高效地进行场景管理。 - 资源管理：掌握资源的加载、管理和卸载，包括纹理、模型、声音等。 - 动画系统：实现3D模型的骨骼动画、混合动画以及状态机管理。 - 物理引擎：了解如何在3D环境中实现碰撞检测、响应和模拟物理现象。 - AI和导航网格：涉及游戏中的非玩家角色(NPC)的行为逻辑和路径寻找。 2. 3D数学在游戏开发中的应用： - 向量运算：向量的基本概念，包括点积、叉积、向量加减法，及其在3D空间中的应用。 - 矩阵变换：矩阵在3D空间中的变换作用，如旋转、平移和缩放。 - 几何体与视图：学习如何利用3D数学构建和变换几何体，以及实现摄像机的视角转换。 - 光照模型：掌握不同的光照模型，如冯氏光照模型(Phong Lighting)，以及材质对光照的反应。 - 投影：了解投影变换，包括正交投影和透视投影，以及它们对3D场景视觉效果的影响。 3. 实践技能的提升： - 工具和技术的选择：了解常用的3D引擎开发工具和编程语言，例如Unity、Unreal Engine、DirectX或OpenGL。 - 编码和封装：学习如何将游戏引擎的各个组件封装成模块，并实现代码重用。 - 性能优化：探索如何在确保渲染效率的同时优化游戏性能。 通过这两本书籍的学习，读者不仅能够掌握3D游戏引擎开发的核心知识，而且能够将理论知识应用于实践中，从而在3D游戏开发领域达到更高的技术水平。