[OpenGL] 游戏开发的简单demo

来源：互联网发布：一线城市知乎编辑：程序博客网时间：2024/06/10 12:12

完成时间：2016年08月23日（大三上）

博客时间：2017年04月19日

转载请注明作者 _(:3 」∠)_ ：RyuZhihao123 （Northwest A&F University,985/211）

程序截图：

简介：

这个程序是我大二为《软件工程》课程的作业而编写的，采用C++/OpenGL开发。因为只是一个作业，实现的比较简单，但是还是运用了一些设计思想，比较有参考价值吧。现在过了将近半年才回来填这个坑，主要也是因为涉及到的内容太多了（其实是我太懒 (。・`ω´・)）。

这篇博客可能更多地侧重于游戏的设计思想，如果想要交流欢迎评论或者私信哦。

游戏开发的几点重要策略：

1. 高效的游戏循环（Game Loop）

方法一：一个最简单粗暴但相当劣质的处理方式是：用一种能跑多快跑多快的方式进行游戏循环。简单的用代码表示一下：

int main()   {while(true)    // 一种不好的方式{processInput();  // CPU处理输入update();        // CPU修改状态render();       // GPU渲染画面}}

不难发现，在快的机器上，游戏循环可能快得令玩家看不清游戏在做什么；在慢的机器上，游戏则会变得又慢又卡。

方法二：我们稍加一下改进：你想让时间以60fps的速度运行，也就是间隔MS_PER_UPDATE=16毫秒进行一个游戏循环，那么则可以以一个稳定的帧率来跑游戏。What you should do is to wait for next frame.简单的用代码表示一下：

int main(){while(true)  // 维持相对稳定的帧率的方法{double start = getCurrentTime();processInput();update();render(); // 等待一段时间，凑够16mssleep( MS_PER_UPDATE - (getCurrentTime() - start));}}

这种方法，通过引入的一个sleep()方法帮助我们维持了一个相对稳定的fps。但是，我们也能发现一个问题：若每次实际用于更新的时间长于固定的间隔时间MS_PER_UPDATE,那么游戏同样会变慢。例如，当需要16ms以上的时间去更新fps=16ms的游戏时，就会无法维持运行速度。

方法三： 让我们试一下稍微复杂点的方法。为了解决方法二中出现的问题，我们以这一帧与上一帧的实际时间间隔来作为更新步长。帧处理花费的实际时间越长，这个步长也就越长。这个方法舍弃了固定的MS_PER_UPDATE，而是采用实际间隔时间elapsed来作为更新依据。这个方法使得游戏总会越来越接近于实际的时间。因此也被称为变值时间步长。

int main(){double lastTime = getCurrentTime();while(true)  // 维持相对稳定的帧率的方法{double current = getCurrentTime();double elapsed = current - lastTime;processInput();update(elapsed);render();lastTime = current;}}

这种游戏循环虽然有了很大的提高，但是也有潜在的问题（可以参考给出的参考资料）。

方法四：最后的改进，通过引入一个新的变量lag来表示游戏时钟相对于现实时间落后的差量。接着用一个内部循环更新游戏，每次以固定时长MS_PER_UPDATE进行，直到追上现实时间（此处的MS_PER_UPDATE不是视觉上的帧速，而是更新游戏update()的间隔）

int main()   // 一个比较好的方案：可以追回因为render()落后的时间{double lastTime = getCurrentTime();double lag = 0.0;while(true){double current = getCurrentTime();double elapsed = current - lastTime;lastTime = current;lag += elapsed;processInput();// 内部循环：以固定时长更新游戏以赶上落后的时间。while(lag >= MS_PER_UPDATE){double startUpdate = getCurrentTime();update();lag -= MS_PER_UPDATE;sleep(MS_PER_UPDATE - (getCurrentTime()-startUpdate));}render();}}