GAMES104-1&2：课程介绍、游戏引擎的层级
前言
GAMES104-1:介绍
GAMES104-2：游戏引擎的层级结构
这节课介绍了什么
- 游戏引擎的基础结构：有几层结构？为什么要这样做？
- 渲染：我们拿模型、材质、光照、渲染管线……去干些什么？
- 动画
- 物理
- 游戏逻辑（Gameplay）
- 其它：特效、寻路、镜头
- 工具集：C++ Reflection
- 在线游戏
- 前沿技术
游戏引擎的结构
由上而下，我们可以简单做如下分层：
- 工具层：使用引擎的时候，我们就在不断调用各种编辑器：动画编辑器、关卡编辑器、资源管理器……
- 功能层：物理计算、动画计算、渲染、脚本、镜头、输入……让游戏能看得见、动起来、可以玩
- 资源层：数据与资源的加载处理。
不同的资源格式不同需要统一、存储方式对于游戏引擎并不一定是最高效的
- 核心层：内存管理、线程、进程处理
- 平台层：OS差异、输入设备、发行平台、图像API……
第三方库、中间件：在每一层都有不同的专精工具，它们如何与游戏引擎配合交流？
以制作一个动画系统为例
资源层的工作：由资源到资产
-
将资源（resource）转化为资产（asset），舍弃不需要的信息，转化为适合机器处理的格式。
例如，分层信息、压缩算法导致的不高效
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GUID：每个资产一个有唯一的身份识别
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管理资产的生命周期：不断的加载与卸载、GC
功能层的工作：Tick
让游戏活起来：每一次 tick 计算逻辑和渲染。
- 逻辑：A 有没有打中 B ？A 要不要向前运动 x 米？
- 渲染：光照、shader……
功能的多线程问题：
- 早期：固定数个线程
- 现代主流：Thread Fork。例如 animation、物理等比较并行的东西用不同线程。
- 更好：Job system。分为不同的原子任务给任何有空的核心，但是难点是同步。
核心层
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数学库
引擎中相对于精度，更注重速度
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数据结构与容器：默认的结构可能不适合游戏。
例如，c++ vector 容量不够是按倍数扩张
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内存管理：宗旨：尽可能放在一起、尽可能顺序访问、尽可能按块读写管理
平台层
- 其他部分的逻辑应该平台无关
- 平台差异
- 图形API：DX11、DX12、Vulkan
- 硬件不同、甚至文件路径的标记格式
工具层
- 可用性：让创作者简单地创造
- DCC（Digital content creation）：不同的内外编辑器数据导入导出
为什么要分层
封装解耦：每一层都不需要关心其他层是怎么做事的。只要负责接收处理就好了。
这种解耦的思想在开发过程中时常遇见，分层、接口、消息广播……因为我们总是倾向于各司其职，而不是为了一件小事让所有人大动干戈。