現(xiàn)代游戲開(kāi)發(fā)引擎解析

劉為

摘 要：隨著游戲產(chǎn)業(yè)的不斷壯大，游戲開(kāi)發(fā)引擎及工具開(kāi)始變得免費(fèi)和易用。文章介紹并分析了當(dāng)下在中國(guó)應(yīng)用最為廣泛的幾款商用游戲開(kāi)發(fā)引擎和工具，對(duì)各個(gè)引擎特性進(jìn)行了闡述，并從多個(gè)方面對(duì)這幾款引擎進(jìn)行了對(duì)比，為開(kāi)發(fā)者選用合適引擎提供了參考。

關(guān)鍵詞：游戲引擎；虛幻；unity；cocos2d；LayaAir；Egret

中圖分類(lèi)號(hào)：TP311.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2016）30-0064-03

1 概 述

中國(guó)的游戲市場(chǎng)在近五年得到了飛速發(fā)展，除了一直保持穩(wěn)定增長(zhǎng)的傳統(tǒng)電腦游戲市場(chǎng)外，被解禁的電子游戲機(jī)，電子競(jìng)技，網(wǎng)絡(luò)游戲和移動(dòng)游戲市場(chǎng)均出現(xiàn)大幅提升，成為推進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的助力之一。

據(jù)相關(guān)報(bào)告顯示，截止2016年上半年，中國(guó)游戲市場(chǎng)實(shí)際銷(xiāo)售收入達(dá)到787.5億元人民幣，同比增長(zhǎng)30.1%。其中，移動(dòng)游戲依然保持了高速增長(zhǎng)，達(dá)到374.8億元人民幣，同比增長(zhǎng)79.1%。相應(yīng)的，2016年前6個(gè)月我國(guó)游戲用戶達(dá)到了4.89億人，同比增長(zhǎng)6.7%。

隨著游戲產(chǎn)業(yè)的不斷擴(kuò)大，相應(yīng)的游戲開(kāi)發(fā)公司和從業(yè)者數(shù)量不斷增加，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)也非常激烈，絕大多數(shù)游戲的生命周期都被大大壓縮，不斷推出新的游戲，更短的開(kāi)發(fā)周期，更低的資金投入都是各個(gè)游戲公司關(guān)注的重點(diǎn)。

為了達(dá)到最大的開(kāi)發(fā)效率，幾乎所有公司都會(huì)選擇游戲引擎進(jìn)行開(kāi)發(fā)；同時(shí)一些個(gè)人創(chuàng)業(yè)者也可以通過(guò)使用游戲引擎，快速的將自己的創(chuàng)意實(shí)現(xiàn)為產(chǎn)品。本文將對(duì)市場(chǎng)上主流的游戲引擎的特點(diǎn)進(jìn)行分析，并提出了不同引擎的適用環(huán)境。

2 游戲引擎解析

游戲引擎是指專(zhuān)業(yè)軟件廠商推出的游戲開(kāi)發(fā)工具，這類(lèi)型工具實(shí)現(xiàn)了游戲開(kāi)中最底層的一些技術(shù)，并將其打包成為函數(shù)庫(kù)，內(nèi)置于工具中。

這些底層的實(shí)現(xiàn)往往也是游戲開(kāi)發(fā)中最難的一部分。例如圖形圖像效果的實(shí)現(xiàn)，物理效果的實(shí)現(xiàn)，動(dòng)畫(huà)的實(shí)現(xiàn)以及多硬件平臺(tái)的發(fā)布等。

游戲開(kāi)發(fā)者獲得工具后，能夠借助工具提供的圖形化開(kāi)發(fā)環(huán)境專(zhuān)注于游戲邏輯的實(shí)現(xiàn)，對(duì)于游戲效果等部分，可以借助調(diào)用函數(shù)庫(kù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，大大減少了開(kāi)發(fā)的復(fù)雜度；同時(shí)在后期發(fā)布時(shí)，也無(wú)需擔(dān)心硬件平臺(tái)的不同，游戲引擎往往能實(shí)現(xiàn)多平臺(tái)發(fā)布。

2.1 虛幻引擎（Unreal engine）

虛幻引擎最初版本發(fā)布于1998年，是該領(lǐng)域歷史較悠久、知名度最高的商業(yè)游戲引擎，由美國(guó)公司Epic Games開(kāi)發(fā)。該引擎發(fā)布以來(lái)，一直為高端游戲廠家所選用，無(wú)數(shù)3D游戲大作基于該平臺(tái)，例如早期的《時(shí)空之輪》《細(xì)胞分裂》，以及后來(lái)的《戰(zhàn)爭(zhēng)機(jī)器》、《質(zhì)量效應(yīng)》等。

虛幻引擎的底層采用C++編寫(xiě)完成，其圖形特性能夠支持最新版本的DirectX。

虛幻引擎很早就能夠支持PC和游戲機(jī)的上的開(kāi)發(fā)，該引擎第一代在1998年發(fā)布，之后在2002年發(fā)布了虛幻二，在2006年發(fā)布了第三代產(chǎn)品。虛幻引擎在2013年發(fā)布了第4個(gè)版本，并且?guī)?lái)了很多變化。

首先，前三代虛幻引擎是一個(gè)純商業(yè)化產(chǎn)品，使用者必須付費(fèi)購(gòu)買(mǎi)，并且價(jià)格不菲。而虛幻4則采用了一種完全免費(fèi)使用的產(chǎn)品發(fā)行方式，用戶只需在官網(wǎng)上注冊(cè)，就可以下載該引擎進(jìn)行游戲開(kāi)發(fā)。僅當(dāng)用戶將游戲商業(yè)化并創(chuàng)造收入時(shí)，虛幻引擎才收取收入的5%作為引擎費(fèi)用。

其次，虛幻4能夠很好的支持多平臺(tái)，除了傳統(tǒng)的Windows，MACOS以及Xbox和PlayStation外，新引擎還強(qiáng)化了對(duì)移動(dòng)設(shè)備的支持，涵蓋了IOS和安卓?jī)纱笠苿?dòng)平臺(tái)以及HTML5的頁(yè)面平臺(tái)。

第三，虛幻4采用了新的代碼編輯語(yǔ)言和編輯方式，早期虛幻用的是unreal script語(yǔ)言，現(xiàn)在采用了更加常用的C++，并且增加了Blueprint可視化編輯環(huán)境。

第四，虛幻4增加了應(yīng)用商城，能夠讓普通用戶將自己開(kāi)發(fā)的插件在商城中售賣(mài)，從而大幅提升該引擎的實(shí)際應(yīng)用能力。

虛幻引擎由于其早期的高價(jià)和高技術(shù)含量，針對(duì)的開(kāi)發(fā)對(duì)象也是PC和游戲機(jī)，使得該引擎的用戶往往是專(zhuān)業(yè)程序員。其優(yōu)勢(shì)依然在PC和游戲機(jī)領(lǐng)域，在移動(dòng)平臺(tái)方面還處在開(kāi)拓階段。

2.2 Unity引擎

Unity引擎是近幾年使用非常廣泛的新游戲引擎。其特點(diǎn)首先是免費(fèi)使用，其次是學(xué)習(xí)門(mén)檻較低，同時(shí)具有龐大的用戶商城支持。

可以說(shuō)，Unity的技術(shù)以及運(yùn)營(yíng)模式更加適合當(dāng)前這個(gè)快銷(xiāo)費(fèi)和免費(fèi)使用的時(shí)代，很快就占據(jù)了大量用戶，也倒逼虛幻引擎放棄了以前的收費(fèi)策略，走上了和Unity一樣開(kāi)放的道路。

Unity最早發(fā)布于2005年，適用于MAC平臺(tái)，早期其名為Unity 3D，主要是為實(shí)現(xiàn)基于Web的3D和虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）項(xiàng)目而開(kāi)發(fā)。

直到2008年，Unity支持Windows平臺(tái)后，其知名度才大幅提高。之后隨著Unity相繼支持移動(dòng)平臺(tái)、PlayStation和Xbox，在2011年就完成了其跨平臺(tái)的生態(tài)的構(gòu)建，成為了多平臺(tái)3D游戲和互動(dòng)設(shè)計(jì)的高人氣引擎。

Unity的優(yōu)勢(shì)在于強(qiáng)大3D效果和虛擬現(xiàn)實(shí)，2D方面則從Unity4之后開(kāi)始加強(qiáng)。迄今為止，Unity是使用者最廣泛的游戲引擎，其原因首先是免費(fèi)使用，只有專(zhuān)業(yè)版才收取一定的收費(fèi)。

其次是該引擎使用的編程語(yǔ)言也是非常易學(xué)習(xí)的C#和JavaScript，學(xué)習(xí)成本較低，上手非?？?，并且在國(guó)內(nèi)有很多用戶，能夠找到豐富的網(wǎng)絡(luò)資源。

第三，該引擎提供一個(gè)非常強(qiáng)大且易用的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境，適用于不同開(kāi)發(fā)人員（程序員，設(shè)計(jì)人員和策劃人員）共同工作，其基于組件的游戲快速開(kāi)發(fā)流程也非常令人容易理解；同時(shí)該引擎提供資源商城，用戶間可以很方便的交易資源和工具，可以說(shuō)，Unity是當(dāng)今效率最高的3D游戲開(kāi)發(fā)引擎。

第四，全平臺(tái)打包支持，該引擎對(duì)幾乎所有的移動(dòng)和游戲機(jī)平臺(tái)都能提供支持，除此之外，對(duì)知名的虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備也有非常好的支持。

不過(guò)該引擎早期版本對(duì)界面設(shè)計(jì)及2D設(shè)計(jì)的支持比較弱，如果是開(kāi)發(fā)小型HTML5游戲，可以考慮用其它引擎。在Unity5之后，加入了對(duì)WebGL的支持，對(duì)HTML5方面的支持再上一個(gè)臺(tái)階，使其成為了開(kāi)發(fā)大型2D/3D網(wǎng)頁(yè)游戲（無(wú)插件）的重要選擇之一。

2.3 Cocos 2d-x引擎

Cocos 2d-x是由中國(guó)公司觸控科技開(kāi)發(fā)的，基于Cocos 2d開(kāi)源引擎的國(guó)產(chǎn)游戲引擎，其特性主要集中在2D游戲和移動(dòng)平臺(tái)，甚至打出了為移動(dòng)而生的口號(hào)。

Cocos 2d的原型出現(xiàn)在2005年的阿根廷，創(chuàng)始者當(dāng)時(shí)使用python語(yǔ)言開(kāi)發(fā)該引擎，后來(lái)在2008年率先支持蘋(píng)果的IPhone平臺(tái)，成為眾多開(kāi)發(fā)者的選擇。Cocos 2d-x作為Cocos 2d的國(guó)產(chǎn)引擎，主要部分由C++開(kāi)發(fā)完成，早期版本的Cocos 2d-x提供Cocos Studio作為開(kāi)發(fā)工具，能夠同時(shí)支持C++，Lua和JavaScript三種開(kāi)發(fā)語(yǔ)言進(jìn)行邏輯設(shè)計(jì)。

目前，基于Cocos 2d-x引擎開(kāi)發(fā)的游戲非常多，多數(shù)2D游戲開(kāi)發(fā)者都會(huì)首選該引擎，日本游戲公司基于該引擎開(kāi)發(fā)的《怪物彈珠》成為2014年日本付費(fèi)游戲第一名。

Cocos 2d-x最大特性是跨平臺(tái)部署，能夠一次編寫(xiě)，發(fā)布到IOS，Android和HTML5頁(yè)面平臺(tái)。同時(shí)其作為專(zhuān)業(yè)2D游戲引擎，圖形部分基于OpenGL ES進(jìn)行渲染，引擎中附帶一些3D的效果。

經(jīng)過(guò)幾年發(fā)展，Cocos 2d-x在2016年推出了全新Cocos Creator集成開(kāi)發(fā)工具，該工具是以內(nèi)容創(chuàng)作為核心的游戲開(kāi)發(fā)工具，實(shí)現(xiàn)了一體化、可擴(kuò)展、可自定義工作流的編輯器，并形成了組件化編程方式，極大簡(jiǎn)化了游戲開(kāi)發(fā)工作流中的場(chǎng)景編輯、UI設(shè)計(jì)、資源管理、游戲調(diào)試和預(yù)覽、多平臺(tái)發(fā)布等工作。不過(guò)該開(kāi)發(fā)工具放棄了C++和Lua語(yǔ)言，僅僅支持JavaScript作為開(kāi)發(fā)語(yǔ)言。

2.4 LayaAir引擎

由中國(guó)公司Layabox打造的基于HTML5協(xié)議的跨平臺(tái)游戲開(kāi)發(fā)的開(kāi)源免費(fèi)引擎。該引擎除了能開(kāi)發(fā)HTML5的游戲以及一些富媒體應(yīng)用外，還能夠?qū)⒆罱K的應(yīng)用發(fā)布成為APP和Flash頁(yè)面。

該引擎圖形部分從一開(kāi)始便基于WebGL渲染，能夠直接調(diào)用硬件GPU進(jìn)行加速，故在游戲性能上有一定優(yōu)勢(shì)。該引擎提供集成化開(kāi)發(fā)工具LayaAir IDE，支持ActionScript3、Typescript、JavaScript三種開(kāi)發(fā)語(yǔ)言，其中AS3主要應(yīng)用在Flash應(yīng)用的發(fā)布上。

LayaAir引擎支持開(kāi)發(fā)2D、3D及VR的網(wǎng)頁(yè)產(chǎn)品（HTML5），同時(shí)能夠發(fā)布IOS、Android和Flash（處于淘汰中）應(yīng)用，最為主要的是，該引擎在H5游戲的性能方面優(yōu)化較好，大型H5游戲能夠在不需要runtime的情況下達(dá)到較高流暢度（該引擎同時(shí)提供LayaPlayer作為運(yùn)行器，該運(yùn)行器也被多個(gè)主流瀏覽器預(yù)裝）。

該引擎現(xiàn)在歸屬與觸控科技。

2.5 Egret引擎

Egret引擎是在2014年由國(guó)內(nèi)公司設(shè)計(jì)的基于HTML5的開(kāi)源、免費(fèi)游戲引擎，可以說(shuō)該引擎與LayaAir引擎比較相似，都和早期的Flash有一定的淵源，脫胎于HTML5。

該引擎提供名為Egret Wing的可視化開(kāi)發(fā)環(huán)境，只能使用Typescript作為開(kāi)發(fā)語(yǔ)言，基于組件的編程設(shè)計(jì)，能夠極為快速的開(kāi)發(fā)小型HTML5游戲，同時(shí)能夠打包作品到移動(dòng)平臺(tái)APP及HTML5頁(yè)面。

該引擎圖形部分早期基于HTML5的Canvas模式，兼容性較好，但性能較差，基本無(wú)法開(kāi)發(fā)大型的H5游戲。

2016年，該引擎在3.0.8版加入了基于WebGL渲染支持，圖形方面有較大改善，能夠勝任大型H5游戲的開(kāi)發(fā)，同時(shí)在3D效果方面支持較好，提供功能包含模型，骨骼動(dòng)畫(huà)，光照系統(tǒng)，粒子系統(tǒng)等。Egret作為國(guó)內(nèi)3大游戲引擎之一，可以說(shuō)在各個(gè)方面都表現(xiàn)的很均衡，隨著幾乎所有主流瀏覽器支持WebGL后，該引擎與LayaAir形成了HTML5引擎的國(guó)內(nèi)第一梯隊(duì)。

3 主流游戲引擎間的比較

現(xiàn)在的游戲引擎格局和早些年有很大不同，最主要的變化是普通開(kāi)發(fā)者也能夠免費(fèi)的使用、學(xué)習(xí)和開(kāi)發(fā)自己的游戲，而游戲引擎公司也都開(kāi)始了平臺(tái)化運(yùn)營(yíng)，即通過(guò)引擎網(wǎng)羅優(yōu)質(zhì)游戲內(nèi)容（CP）公司，并通過(guò)在引擎內(nèi)提供平臺(tái)接入（廣告、渠道、支付、社區(qū)）、聯(lián)合運(yùn)營(yíng)等方式，幫助游戲公司快速發(fā)行游戲獲得收入。當(dāng)然，依然有些公司選擇自己開(kāi)發(fā)游戲引擎，這些不屬本文討論范圍。雖然游戲引擎的運(yùn)營(yíng)方式大同小異，但引擎本身的差異還是很多的，本文列舉了上一章中各個(gè)引擎的不同地方，見(jiàn)表1。

4 結(jié) 語(yǔ)

對(duì)于現(xiàn)在比較流行的中小型HTML5游戲而言，Cocos2d-x、LayaAir和Egret引擎相對(duì)來(lái)說(shuō)比較合適。而對(duì)于開(kāi)發(fā)大型3D游戲，虛幻引擎則更加適合，但對(duì)開(kāi)發(fā)者的要求也比較高。

Unity相對(duì)來(lái)說(shuō)比較均衡，也很容易學(xué)習(xí)，但是其不開(kāi)源的問(wèn)題可能會(huì)讓一些開(kāi)發(fā)者選擇其它引擎?？傮w而言，免費(fèi)和易用的浪潮已經(jīng)行程，對(duì)于廣大開(kāi)發(fā)者和愛(ài)好者而言，都是好事一件。

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