记录GAMES课程中的学习笔记
GAMES001 图形学中的数学
几何代数、数值方法、微分方程(物理模拟)、优化拓扑(场景模拟)
基础概念
世界模拟器
物理模拟
刚体、可变性固体(橡胶、肌肉、雪、奶油)、薄壳类(布料、纸)、流体(水、烟雾、液膜)、流固耦合、磁流体、基于点云估算动力学模型、基于视频的物理场景重建(密度场、速度场)
人体运动
单目视频重建人体骨骼运动、骨骼重定向、动作捕捉、仿真控制、高级控制、语音转手势
仿真模拟
自动驾驶训练、机器人训练、虚拟现实示教、智能体大任务
向量
低维向量
物理空间
Mesh、曲线、点云坐标及导数
颜色空间
RGB、CMYK
高维向量
灰度数字图像上像素组成的向量
二维或三维图形的所有自由度组成的向量
线性映射
缩放、旋转。平移不为线性映射。
仿射变换=缩放、旋转+平移
矩阵
转置
行列式
坐标的拉伸转换
矩阵运算
逆矩阵求解
伴随矩阵、高斯消元
线性变换
2D变换
$$
scale=()
$$
几何代数
数值方法
微分方程
优化拓扑
GAMES101
GAMES104 现代游戏引擎
游戏引擎架构
引擎架构分层
Tool Layer 工具层
Digital Content Creation 数字资产生成
类似于MAYA、Blender 将数字资产导出与导入
Function Layer 功能层
Tick 时钟周期
TickLogic 逻辑
TickLogic 渲染
线程
将任务分解成子任务job，使用多核进行计算
Resource Layer 资源层
composeAsset 资产合集 类似于Unity的Prefab，拥有唯一GUID(全局唯一编号)
实时资源管理器 生命周期管理，类GC
Core Layer 核心层
数学库
旋转、放缩 使用线性变换
SIMD 单指令多数据流，SSE 向量计算
数据结构、容器
C++提供的标准化容器高频存取会导致内存碎片化，单纯扩大两倍容量
内存管理
Memory Pool/Allocator 内存池
Reduce cache miss 缓存命中
Memory alignment 内存对齐
Platform Layer 平台层
Render Hardware Interface(RHI)
包装各个平台的图形API
Hardware Architeture
兼容平台、PC的游戏需要考虑硬件结构
构建游戏世界
组成
Dynamic Game Objects 动态物
Static Game Objects 静态物体
Environments 环境
地形系统
植被
天空
Other
Rule 规则
Air wall 空气墙
TriggerArea
Navigation Mesh
GameObject
property 属性
Behavior 行为
组件化
Interact 交互
使用Event
Scene Management 场景管理
query 查询场景物体
unique game object ID
object position
Spatial Data Structures/Hierarchical Segmentation Method 空间数据结构/多层分割
BVH
Binary Space Partitioning
Octree
Scene Graph
引擎绘制系统
渲染概述
四大难题
多类型物体集中绘制
显卡的复杂结构
稳定帧率
硬件计算资源占用