1、南京邮电大学毕 业 设 计 （ 论 文 ）题 目 基于 UDK 引擎的三维游戏设计专 业 软件工程学生姓名 班级学号 指导教师 指导单位 计算机学院、软件学院日期： 摘 要UDK是虚幻引擎三的免费版本，是一款功能强大，兼容性强的3D游戏设计和制作软件。作为一款风靡全球的游戏开发软件，它是几乎每个游戏设计者在制作3D游戏前的必修软件，具有很大的研究价值。本文的设计是一个荒漠探险场景下的一款功能完善、场景优美的个人射击游戏，玩家需要综合利用自己的智慧和技巧来逃离这个古典的荒漠，寻找到出去的路。本文对UDK进行了深入的探讨，对UDK制作3D游戏的方法和流程作了简要的概述。首先对 UDK 做了初步的场
2、景构建。使用画刷、几何体、地形等工具将轻松构建各种想要设计的形状和地形，然后进行材质的贴图与光照的设定，再加入静态网格物体等添加物，最后加入渲染等后期处理，可以得到非常逼真、优美的虚拟场景。然后用 Kismet 与 Matinee 实现游戏功能。用 Kismet 可以实现玩家与场景中物体的交互，如开关灯、开关门等事件。Matinee 则主要用于制作动画，可以内嵌入 Kismet 中，在 Kismet 中进行控制。这样游戏功能就可以较为容易地实现了。最后通过游戏测试与调试发现问题，防止卡死现象以及功能中的一些BUG，最终生成一个荒漠的游戏场景，实现包括自爆装置、陷阱、回血、BOSS 战等各种功能
3、的游戏地图。关键词：UDK；三维游戏设计；场景构建；Kismet；MatineeAbstractAs a free version of Unreal Development Kit 3, UDK is a powerful and compatible software for game designing. It is so famous all over the world that almost every gamer have to learn it well,and therefore, it is of great value for them to research. FPS
4、game in a desert with perfect functions and picturesque scenarios is designed in this paper. Players might escape from the classical desert with their intelligence and skills and then find their way out.We have discussed UDK briefly and demonstrated the methods and flows of designing 3D games.Brief
5、introduction of scenarios building. We can design whatever shapes and terrains easily with tools such as brush, geometry and terrain, and then set the materials and lighting as you like, and next add some static meshes, followed by post-processed volume like rendering, we will get a real and beautif
6、ul unreal scenario.Kismet and Matinee to realize game functions.Kismet helps players to interact with objects in the game, such as turn on or off lights, open or close the door.Matinee is mainly used for making up flash, and can be embedded in Kismet where we can control how to execute the flash. Bo
7、th of them help us to make it easy to realize whatever functions we want.Game testings and debugs. We have to find some bugs in case of being trapped in the map by testing and debugging repeatedly and correct them to generate a map with a scenario of adventure in the desert and functions including e
8、xplosive device, traps, healing, fighting with BOSS and so on.Keywords: UDK; 3D game designing; Scenario construction; Kismet; Matinee;目 录第一章 引言 .11.1 UDK 概述 .11.2 课题背景分析 .21.3 课题的目的与意义 .21.4 课题的主要研究内容 .21.5 文章结构 .3第二章 UDK 场景制作 .42.1 BSP 画刷 .42.2 几何体模式 .52.3 材质贴图 .72.4 静态网格物体 .82.4.1 常规静态网格物体 .82.4.
9、2 可破坏的静态网格物体 .92.5 光照系统 .102.5.1 点光源 .102.5.2 聚光灯 .112.5.3 定向光灯 .112.5.4 自发光 .112.6 阻挡 .122.6.1 静态网格物体的阻挡 .122.6.2 阻挡体积 .132.7 地形 .142.7.2 地形材质 .152.7.3 地形装饰层 .162.8 后期处理体积 .172.9 本章小结 .18第三章 Kismet .193.1 触发器 .193.2 警告与提示 .203.3 自爆装置 .213.4 背景音乐 .213.5 添加机器人 .223.5.1 生成机器人 .223.5.2 机器人的路径 .233.6 远程
10、事件与远程变量 .233.7 本章小结 .25第四章 Matinee.264.1 简易电梯 .264.2 移动门 .274.3 开关灯 .284.4 过场动画 .294.4.1 骨架网格物体 .294.4.2 镜头移动与缩放 .304.4.3 导演组 .314.4.4 控制模式切换 .314.4.5 显示与隐藏 .324.4.6 角色行为 .324.5 本章小结 .33第五章 UDK 游戏测试与调试 .345.1 基本测试 .345.2 进阶测试 .345.3 整体结构 .355.4 本章小结 .36结束语 .37致 谢 .38参考文献 .39本科生毕业设计（论文）- 1 -第 1章 引言本章
11、主要对 UDK 进行简单的介绍，说明了 UDK 研究的背景与现状，分析了课题的意义与主要内容，让读者对 UDK 以及本课题有一个较为深入的了解。1.1 UDK概述UDK 是基于 Unreal3 引擎(虚幻游戏引擎第三代)的免费版开发工具，是一套为 Direct X 9/10 PC、Xbox 360、PlayStation 3 平台准备的完整的游戏开发框架，支持 64 位 HDR 高精度动态渲染、多种类光照和高级动态阴影特效,可以在低多边形数量( 通常在 500015000 多边形) 的模型上表现出数百万个多边形模型才有的高精度，这样就可以用最低的计算机资源做到极高画质渲染，符合虚拟场景的真实感
12、要求 3,12。UDK 的功能相当强大，它不仅使用了虚幻引擎 3 的技术驱动，并且运用了强大的兼容脚本。虽然其仅为虚幻 3 的免费版，但仍以其强大的功能让游戏制作爱好者们使用起来非常容易。虚幻引擎从上个世纪末已经出现，此时还是第一代虚幻引擎，基本是由美国人使用，开发出了一些游戏，如虚幻竞技场 8等。到了 2002 年开始，虚幻引擎升级到了第二代，这时才开始广泛地应用，主要作品有美国陆军，细胞分裂，石器时代 8等优秀作品。等到了虚幻引擎 3，才是虚幻引擎风靡全球的时刻。由此开发的蝙蝠侠系列，美国陆军 3，战争机器，质量效应，荣誉勋章，虚幻竞技场 38等等都广受世界的好评，虚幻引擎由此达到了它的巅
13、峰时刻。并由此开发出了虚幻 3 的免费版本UDK，并成为了游戏开发的经典软件。表 1.1 国内出现的 U3 引擎产品一览时间 名称 研发商 大陆运营商 状态 备注武林群侠传 OL 中华网龙 中广网黄易群侠传 中华网龙 悠游网中华英雄 OL 中华网龙 搜狐畅游 在线不足 2 万神兵传奇 久游网 久游网 在线不足 3 万七剑 798GAME 798GAME 官网暂时关闭战地之王 Redduck 腾讯 在线不足 5 万2010一舞成名 趣味第一 趣味第一 胎死腹中 于 2010 年 6 月资金链断裂流星蝴蝶剑 OL 久游网 久游网 后期修改中绝对火力 网龙 网龙 制作中全球使命 上海臻游 上海臻游
14、封测 与 EPIC 合作开发项目聊斋 798GAME 798GAME 制作中桃园 冰动娱乐 冰动娱乐 精英内测中天子传奇 中华网龙 中广网 测试中剑灵 NCSOFT 腾讯 后期修改中TGAME 腾讯 腾讯 后期修改中HapaMe 游艺星际 游艺星际 小范围开放使用 一款 SNS 类定制产品2011鹿鼎记 3D 电影搜狐畅游 制作中 搜狐畅游为鹿鼎记制作的宣传动画到 2011 年为止，国内已经有许多采用虚幻引擎开发的游戏 21，如表 1.1：本科生毕业设计（论文）- 2 -虽然这些产品还未能真正运营下去，但是使用 U3 引擎的还是在国内占有很大比重，并且会一直持续下去。由此看来，UDK 还是一款
15、非常有价值潜力的软件。1.2 课题背景分析随着虚幻引擎的进一步发展，虚幻 4 引擎已经开始使用，虽然 UDK 是基于虚幻 3 引擎，但是它是与虚幻 4 引擎紧密相连的，所以学习它的作用无足轻重。在计算机如此发达的现在，又是对游戏要求如此高的时代，UDK 可以开发出高画质，高品质的游戏，很符合时代的要求，又是一款免费的软件，所以备受广大游戏爱好者的青睐。虽然不能修改底层代码，但是 UDK 内置的强大功能已经让设计者可以设计几乎所有常用功能，对于初学者或者爱好者来说是一种最佳选择。UDK 不仅是用来设计个人射击游戏(FPS)，它可以设计几乎任何一款游戏，包括鬼泣(ACT) ，剑灵(RPG) 等。主
16、要优势在于它开发的游戏画面代表了世界一流水平，在国内更是首屈一指。随着 UDK 使用者的增多，相信虚幻引擎又将迎来一次新的巅峰。1.3 课题的目的与意义目前在国内，研究 UDK 的人还比较少，甚至了解的人都不是很多，所以中国目前开发的大型游戏还停留在仙剑系列和轩辕剑系列，虽然剧情还不错，但是画面还远远不及国外的大型 3D 游戏。虽有剑灵等画面还不错的游戏，但是仍然还是少数。在当今世界，虚幻引擎已然崛起，而 UDK 又为我们提供了一个很好的机会，让我们将国内的游戏做好做强。本课题正是让我们熟悉了解和使用 UDK的最佳途径，同时也让我们掌握了一项新的技能，让我们感受到了游戏设计的艰辛过程，即使是小
17、小的一个功能，也是需要复杂的设计来实现的。做这项课题有助于提高我们自我学习能力和动手能力，有利于培养我们设计思维和逻辑思维，是一次非常好的实践经验。或许，随着 UDK 的发展，国内也能开发出画面一流的大型游戏。1.4 课题的主要研究内容本课题总要求是设计一种基于 UDK 引擎的三维游戏开发。根据游戏爱好者个人的游戏偏好，编排合理的游戏场景，设计合理的实验方案，构建友好的框架平台，并且最终生成的游戏具有较好的可移植性。虽然要设计一个完整的游戏是一件非常麻烦的事，但是我们可以把它拆分成两个主要部分：场景构建和功能设计。但是在这之前，我们应有一个大体的框架，具体来说就是要设计一个什么样的游戏，有哪些
18、场景，有哪些功能。这才是我们做设计前最先要明确的。有了这个整体框架后，我们才能集中于场景构建和功能设计，这里需要先构建场景，再设计功能，有了场景之后才能确定构建功能的位本科生毕业设计（论文）- 3 -置和对象，才能让特定对象实现对应功能，所以这个顺序是不能反的。1.5 文章结构第一章主要描述了 UDK 的一些基本概念和背景知识以及本文的整体结构与框架，对课题的研究有一个简单的认识与了解。第二章是场景设计章节，主要是对具体场景设计的工具的使用以及构建方法作简要的说明和阐述。第三章是功能设计章节，主要说明了设计中涉及到的 Kismet 的相关控件的用法以及逻辑结构的构建。第四章主要说明了动画的制作
19、过程，对动画中各帧的动作添加以及镜头的移动都作了较为详细的介绍与说明。第五章是对游戏的可靠性和健壮性进行测试，对总体的设计与测试的要点进行系统的说明与总结。本科生毕业设计（论文）- 4 -第 2章 UDK 场景制作本章主要介绍 UDK 场景的制作方法和过程。UDK 在场景制作方面拥有强大的功能，它不仅提供了各种基本素材以供选择与组合，还支持导入、导出功能，而且还能编辑各种各样的地形等 1。本章节将按照制作顺序对场景的制作做简要的说明。2.1 BSP画刷BSP 是 Binary Space Partition 的缩写，即二元空间分割，这种计算机图形技术会把复杂的多边形分割为很多更小、更简单的多边
20、形，使得其可以更快速地渲染 22。简单来说，就是一般用来构建形状较为规则的几何体，由于其可以制作出带阻挡的多边形物体，所以它是在 UDK 场景制作中最为基础的，也是所有设计者必须熟练掌握的工具。BSP 画刷如图 2.1 红色部分所示：图 2.1 BSP 画刷在图 2.1 中，我们可以看到，UDK 提供的画刷共有 9 种。我们需要构建的是如图所示的几何体形状。这是一个房子的框架，完全由 BSP 画刷构建而成。它由一个底面，四个侧面，一个凸起的侧面，上面，一个凸起的上面和中间的门组成。容易观察，除了两个凸起的面外，其他的几个都是规则的长方体，可以通过画刷中的第一个，即立方体画刷构成。右击可弹出立方
21、体画刷属性，如图 2.2 所示：图 2.2 立方体画刷本科生毕业设计（论文）- 5 -在画刷中设置相应的长(x)、宽(y) 、高(z) 可以得到相应的红色画刷生成器。接下来，通过 CSG 添加可以生成相应的几何体块，如图 2.3 所示：图 2.3 CSG 添加在添加的过程中，要注意边界的对齐，可通过三视图做精细的调整。添加了以后可以通过 Delete 删除，但是不会立刻在效果中显示出来，需要重新构建可见关卡的几何体才能生成更新后的几何体块 14。2.2 几何体模式几何体模式是对画刷构建的几何体或者画刷生成器形状进行修改、编辑的模式。上一节需要做的凸起的面就是在这里制作。具体制作方法如下：首先选中需要做凸起的几何体的面，然后选择挤压，如图 2.4 所示：图 2.4 图形的挤压应用了以后，便在相应面外多了一层，将该层拉伸成凸起的样子，即可以做成凸面的样子。
