小游戏开发 | 青训营笔记

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这是我参与「第四届青训营 」笔记创作活动的的第15天

游戏发展历史

广泛意义上的游戏

一种有组织的玩耍,一般是以娱乐为目的,有时也有教育目的在英语中,体育比赛(Game)也是游戏,只要其活动本质带有目的、规则、挑战和互动,我们都可以把其归为游戏。

狭义上的游戏

狭义上的游戏即通过游戏引擎制作的电子游戏 游戏的分类:根据玩法进行大类分,再经过小类细化 CleanShot 2022-08-17 at 14.27.53.png 现在的游戏可能是多个分类的重合,但是会有一个主标签那么,一个小问题 前几年比较热门的MOBA属于哪类游戏呢? 多人在线战术竞技游戏 (编出來的),即时战略游戏(RTS)的一个子类。

前端场景下的游戏开发

开发链路

游戏开发的团队分工

组建一个最小但最完整的游戏开发团队只需要3个人:策划、程序、美术。当然,能力足够强的话可以作为独立开发者。 CleanShot 2022-08-17 at 14.36.46.png 游戏开发的基本链路 image.png

游戏引擎

为什么要用游戏引擎

游戏引擎最大的游戏:渲染 引擎的诞生就是因为一家公司做了一款游戏,做下一款游戏时复用了上一款游戏的代码,后来发现这些代码几乎每个游戏都会用到,抽离出来就成了一个引擎。如果不使用引擎,你可以做复杂的动效渲染和交互吗?当然可以。方便吗?不一定。所以游戏引擎更像是一套解决方案,让你在制作某一类型的产品的时候能够提高你的开发效率。

  • 你要做多平台移植?React Native、 Weex、Cordova等方案也可以做到。
  • 你要做物理效果?Matter JS、ammo.js等物理引擎可以用。
  • 你要做动画?CSS实现又不是不行。复杂点?封装一个动画库。

那为什么要用游戏引擎呢? 因为你想要的它能够给你一套完整的实现方案,不需要你再自己去拼凑、封装,让你花更少的时间做出更好的效果,特别是关于渲染效率和性能优化。它提供游戏开发时需要的常见功能:引|擎会提供许多组件,使用这些组件能缩短开发时间,让游戏开 发变得更简单:专业引擎通常会能比自制引擎表现出更好的性能。游戏引擎通常会包含渲染器,2D/3D 图形元素,碰撞检测,物理引擎,声音,控制器支持,动画等部分。

从前端开发过度到游戏开发

需要先有一个明确的认知:前端开发和游戏开发不是相斥的。 现在市场上很多H5游戏、小游戏都是Web前端开发制作的,而不是专门的游戏开发团队、专业的游戏研发同学开发。 其原因可能在于:

  • 接触前端开发的研发数量远大于接触游戏开发的数量(招聘成本高)
  • 2d游戏引擎的上手门槛已经足够低(易上手)
  • 活动H5中的游戏玩法的实现方式比较模糊(开发界限模糊)

现在很多主流的2d游戏引擎都支持使用 Javascripi进行开发同时使用相关的工程化能力,也是游戏开发向web前端开发靠拢的一种表现。 因此,以web前端开发的视角看2d游戏引擎,无非是一套框架、一套解决方案而已。但是开发理念上还是有差别的:游戏开发更关注内容。

游戏引擎

市面上常见的游戏引擎

我们暂且不讨论一些端游的引擎,比如

  • Unreal (虚幻引擎,代表作《PUBG》、《GTA5》)
  • Source(起源引擎,代表作《CS》 《Dota2)
  • Frostbite Engine(寒霜引擎,代表作《战地》、《极品飞车18》:
  • Unity3D (代表作《炉石传说》、《王者荣耀》)。

路要一步一步走,我们先看看我们作为前端开发最容易上手的引擎

Web 游戏引擎

利用 Canvas 和 WebGL 为底层技术抽象的图像绘制库(往往还附带一些其他的功能) Web游戏引擎的通用能力:

  • 预加载:游戏中往往存在大量的静态素材,包括场景、元素.声音、动画、模型、贴图等,如果以原生 JS进行请求,并统筹请求时间和加载的时机,将会非常麻烦。游戏引擎中的预加载引擎将加载时机、加载过程加以抽象,解决加载编码中的效率问题。
  • 展示与图层、组合系统:对手 Web游戏编程而言,往往选择 Canvas 或 WebGL 作为渲染方式(大家可以想想为什么不用 DOM 作为渲染方式?)。而 Canvas 和 WebaL 作为底层的API,接口非常基础,需要用大量的编码来编写简单的展示。而且图形之间没有组合和图层,很难处理元素组合和图层问题。渲染引擎和图层、组合系统应运而生。
  • 动画系统:动画往往被分为缓动动画和逐帧动画,这里讨论缓动动画系统。缓动动画系统在原生 JS中需要搭配帧渲染进行考量而进行书写,代码量和思考量巨大,抽象程度低,所以需要游戏引擎动画系统。
  • 音效和声音系统:游戏相较于普通的 Web 前端而言需要更加立体、及时的反馈,声音和音效是反馈的重要组成部分。所以声音和音效系统往往包含了声音的播放、音量、截止、暂停等功能的集成。

Cocos

优势

  • 平台支持能力好
  • 完善的游戏功能支持
  • 生态较好

缺点

  • 3D能力仍在建设中
  • 版本迭代过快

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Laya

优势

  • 3D能力比较成熟,号称市场占有率90%
  • 支持JS、 TS、AS
  • 引擎体积小

缺点

  • 界面能力不友好
  • 生态很差

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Egret

优势

  • 工具链比较完善
  • 第三方库支持好
  • 企业定制能力强

缺点

  • 更新迭代遭瓶颈
  • 生态较差

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CreateJS & Phaser

这两个游戏引擎没有可视化界面。 以Create JS为例: CleanShot 2022-08-17 at 14.53.51.png 它是多个库的集合,EASELJS(控制素材展示与组合)、TWEENJS(控制素材缓动动画)、SOUNDJS (控制声音)、PRELOADJS(控制加载),通过预加载后的素材展示、动画、声音构成游戏。 Phaser 游戏引|擎,除了 Create JS 为基础的展示、声音、动画、加载系统,还设计了摄像机、物理引擎、内置浏览器、插件系统等高级功能。

功能引擎

大型游戏引擎往往是由小的功能引擎组装成的,一个大型游戏引擎往往包含渲染引擎、物理引擎、UI 系统、声音系统、动画系统、粒子系统、骨骼系统、网络系统等组合而成。其中最重要的便是渲染引擎和物理引擎。 功能引擎是专注某个方向能力的引1擎,其特点是体积小、功能完善。特别是Pixi.js和Three. js这两个渲染引擎,通常被误以为是一个完整的游戏引擎,但它们是专注渲染能力的渲染引擎。 下面介绍几种可能会经常接触的功能引擎: CleanShot 2022-08-17 at 14.55.55.png

2D 引擎的技术架构

以Cocos的引擎架构为例子 CleanShot 2022-08-17 at 14.58.47.png

Web游戏引擎的渲染原理

以Pixi的渲染流程为例子 大致流程如下

  1. 创建一个Renderer渲染器,获取它的view(一个canvas对象),添加到Dom Tree中。(或者指定Dom Tree中已经存在的canvas对象作为view)
  2. 在MainLoop(主循环)中调用Renderer.render()并传入一个DisplayObject作为根节点开发渲染。
  3. 从场景树的根节点开始,以zIndex为序从小到大进行深度优先遍历,对每个节点进行渲染操作,由后往前把整个场景绘制一次。(CanvasRenderer)
  4. WebGL的render方法执行过程
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  5. Canvas的render方法执行过程
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游戏开发的技能树

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小游戏“小”在哪里

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