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游戏开发技术

SDK

(来自百度百科):

SDK : Software Development Kit 的缩写,中文意思就是“软件开发工具包。

SDK包含文档、示例代码、工具及动态链接库(DLL)、头文件(h)、导入库(.ib)等组件的开发资源集合,用于辅助开发特定类型软件。

SDK核心组件API(应用程序接口)提供模块化函数与类接口,供开发者调用操作系统功能,例如Windows API通过函数封装系统服务以实现交互。


APK

(来自百度百科):

APK(全称:Android application package,Android应用程序包)是Android操作系统使用的一种应用程序包文件格式,用于分发和安装移动应用及中间件。

一个Android应用程序的代码想要在Android设备上运行,必须先进行编译,然后被打包成为一个被Android系统所能识别的文件才可以被运行,而这种能被Android系统识别并运行的文件格式便是“APK"。

一个APK文件内包含被编译的代码文件(.dex 文件),文件资源(resources),原生资源文件(assets),证书(certificates),和清单文件(manifest file)。


像素流技术


UE虚幻自带像素流插件 pixel streaming

在虚幻里,打开自带像素流插件 pixel streaming,生成的打包文件,具有网页WEB访问功能。



godot engine游戏开发

游戏开发过程

(如不夜城奔跑的Unity3D项目开发):

策划

场景搭建

主角

道具开发

场景与道具的动态生成算法

UI界面

游戏周期管理

对象缓冲池管理

游戏开发术语(Unity3D技术)


游戏引擎

3D模型

坐标系

脚本

地形编辑器

光源

光照烘焙

实时渲染:像一家高级法式餐厅。

客人点餐后(每一帧画面),厨师(GPU)才开始根据复杂的食谱(着色器代码)现场烹饪(计算光照、阴影、反射)。

优点:非常灵活,能应对动态变化(如移动的灯光、变化的天气)。

缺点:速度慢,出餐慢(对GPU性能要求极高)。

烘焙:像一家现代化的快餐店。

在营业前(游戏发布前),厨师们就用最好的设备和最费时的方法,把招牌菜(光照、阴影)做好了,并妥善保温或封装起来(保存为光照贴图)。

客人点餐时(游戏运行时),店员只需要把预制好的菜品加热一下(应用贴图),就能立刻端上来。

优点:出餐速度极快(性能开销极低),品质稳定。

缺点:菜品是固定的,无法随意更改(无法应对动态光照)。

烘焙就是这个“预制菜品”的过程。


现代游戏通常会采用 “混合渲染” 的策略:

对静态环境(建筑、地面、山脉)使用烘焙光照:让场景拥有高质量、逼真的基础光影。

对动态物体(角色、车辆、可移动的箱子)使用实时光照:让它们能够正确地与环境和自身互动,比如角色走过时会产生实时阴影投射到烘焙好的地面上。

总结

烘焙是一种“以时间换空间、以预处理换实时性能”的核心图形技术。它通过将费时的光照等信息预先计算并存储在贴图中,使得游戏能在运行时以极低的代价呈现出极其丰富和逼真的静态视觉效果。它是打造高质量游戏画面,尤其是在性能受限平台上的基石技术。


音频

UI界面开发

动画制作

钢体、材质、关节

碰撞体与触发器

函数

3D图形学(图形渲染、贴图、材质、着色器、时间线、虚拟摄像机)

一个生动的比喻:汽车喷漆工厂

顶点着色器:像 “模具定位师”。

他不管颜色,只负责处理汽车的3D模型数据。他的工作是把模型在3D空间中的顶点(构成模型的点)进行移动、旋转、缩放,最终确定它们在屏幕2D空间中的准确位置。

他回答的问题是: “这个模型的角角落落,应该放在屏幕的哪个位置?”

片元着色器:像 “终极喷漆大师”。

他接收来自顶点着色器处理好的模型表面信息。他的工作是基于光线、材料、纹理贴图等所有信息,计算出模型表面每一个像素点最终应该是什么颜色。

他回答的问题是: “位于屏幕坐标 (X, Y) 的这个像素,它是什么材质?被什么光照射?应该有怎样的颜色、反光、凹凸质感?”

整个渲染流程就是:3D模型 -> 顶点着色器定位 -> 光栅化(生成像素网格) -> 片元着色器上色 -> 最终屏幕图像。

粒子系统

项目开发优化策略

游戏移植

移植的两种主要类型

纵向移植

在不同代际的同一家族平台之间进行。

例子:将PS4游戏移植到PS5上(通常称为“次世代升级”)。这种移植工作量相对较小,主要是利用新硬件的机能提升画质和帧率。

横向移植

在完全不同架构和生态的平台之间进行。

例子:将PC游戏移植到Switch上,或将手机游戏移植到PC上。这是最常见也最复杂的移植类型,几乎需要完成上述所有工作。

手指触控识别

软件重构思想

射线

核心原理:射线检测

射线本身是不可见的,它的威力在于 “射线检测” 。这个过程就像发射一颗探测子弹,然后看它打中了什么。

检测流程通常包括:

起点:从某个位置发射(如枪口、角色眼睛、鼠标光标)。

方向:朝某个方向发射(如角色面朝的方向、鼠标点击的屏幕方向)。

长度:射线可以无限长,但通常我们会设置一个最大距离(如武器的射程)。

碰撞:引擎计算这条射线在它设定的长度内,与场景中的哪些物体发生了相交。

返回结果:引擎返回被击中的物体信息,包括:

击中了哪个物体。

击中点的3D坐标。

击中点的法线方向(用于后续计算子弹击中的效果,如火花方向)。

数据持久化

预加载与数据缓冲池技术

预加载

“动态加载” 和 “预加载” 看作是一对共同管理资源的最佳搭档:

动态加载:解决了 “能不能” 的问题。它通过“按需取用”确保了大型程序可以在有限的内存中运行。

预加载:解决了 “快不快” 的问题。它在动态加载的基础上,通过“提前准备”来优化体验,让动态加载的过程变得无感、流畅。

总而言之,预加载是一种以前期资源消耗(主要是内存)为代价,来换取极致流畅用户体验的性能优化技术。它的精髓在于“在正确的时间,提前加载正确的资源”,是打造高品质、沉浸式应用的关键技术之一。

数据缓冲池例子

子弹池:

问题:玩家使用机枪,每秒发射20发子弹。如果每发子弹都实时创建和销毁,性能会崩溃。

解决方案:游戏开始时,就创建一个大数组(比如200发子弹)作为子弹池。开枪时,从池中取出一颗已存在但不可见的子弹,激活它,设置初始位置和速度。当子弹飞出场外或击中目标后,不是销毁它,而是将其设置为不可见并放回池中。

特效粒子池:

爆炸、烟雾、魔法等由大量粒子组成的特效,是使用缓冲池的绝佳场景。池子里管理着成千上万个可复用的粒子。

网络数据包池:

在网络通信中,收发数据包也非常频繁。使用数据包池可以高效地管理这些临时的字节缓冲区。

总结

数据缓冲池技术是一种通过“预先分配、集中管理、循环复用”来提升程序性能、减少内存碎片的核心优化模式。它用“空间换时间”,通过提前占用一部分内存,换来了程序运行时极其高效、稳定的内存分配速度,是现代高性能软件(尤其是游戏、数据库、网络服务器)不可或缺的基石技术之一。


网络基础(多线程技术、套接字Socket技术)

资源动态加载

在开发大型或画面精美的游戏时使用,资源动态加载是一种游戏开发技术,指游戏在运行时(玩家正在玩的时候),根据需要实时地、智能地从硬盘加载资源(如模型、纹理、声音、地图等),而不是在游戏启动时就一次性把所有资源都塞进内存里。

框架设计

知识技能外部链接

 中国通信标准化协会      中国通信学会

虚幻引擎(Unreal Engine)基础教程


一、创建虚幻引擎项目

关卡编辑器操作指南

外部资产导入


二、材质编译系统应用

基于物理的渲染

材质编辑器的操作指南

材质表达式

材质参数集合


三、基础地形创建

Landscape概述

地形Actor地形组件及其分段

细节级别

山地峡谷地形的编辑

森林地貌材质制作

草地灌木植被的编辑


四、室外场景光照构建

灯光

大气环境光照的构建

太阳光照的设置

反射捕获的设置


五、蓝图可视化编辑

蓝图基础

创建和使用蓝图类

蓝图的执行流程和变量

蓝图的通信


六、用户界面系统

界面设计器

游戏的UI发展与设计流程

UMG概述


UMG 的常见用途:

UMG 被用来创建游戏中几乎所有你能看到的2D界面:

游戏内HUD:玩家的血条、弹药数、小地图、得分。

主菜单:开始游戏、设置、退出等选项。

暂停菜单:继续游戏、返回主菜单等。

库存/背包系统:显示角色携带的物品。

对话系统:NPC的对话气泡和选项。

设置界面:调整音量、画面质量等。


控件蓝图

控件类型参考

控件基本属性


七、级联粒子系统

粒子编辑器

编辑发射器

向量场

粒子光源


Niagara视觉效果

事件与事件处理器

Niagara系统发射器


级联粒子系统是虚幻引擎中用于创建和编辑实时视觉特效(如火焰、烟雾、魔法、爆炸等)的核心工具。

一个生动的比喻:

想象一下你要制作一个“火箭尾焰”的特效:

第一层(核心火焰):一个明亮、快速移动的橙红色粒子团。这是基础。

第二层(浓厚黑烟):在火焰外围,生成移动较慢、寿命更长的黑色烟雾粒子。

第三层(零星火花):随机地从核心迸发出一些细小、明亮但寿命很短的小粒子。


八、物理引擎

碰撞体

碰撞检测

物理模拟

物理


九、骨骼动画

导入骨骼动画资源

动画编辑器

创建角色动画蓝图

状态机

骨骼动画交互


十、虚拟引擎动画序列

Sequencer镜头动画概述

关卡序列和主序列

数钱工具

摄像机镜头的创建

Sequencer界面分布

Sequencer常用快捷键


十一、SteamVR开发与项目打包

虚拟现实项目开发流程

VR项目打包

莽小石 bilibili  (数字孪生)