BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
-----------------------
TIỂU LUẬN CHUYÊN NGÀNH

KHẢO SÁT
MỘT SỐ GAME ENGINE HIỆN CÓ
VÀ ỨNG DỤNG
PHÁT TRIỂN MỘT GAME CỤ THỂ
SINH VIÊN THỰC HIỆN:
Trần Ngọc Trí – Đỗ Đăng Trường
MSSV:
07110143 - 07110147
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN:
Ths. Nguyễn Trần Thi Văn

TP. HỒ CHÍ MINH – 2011BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP. HỒ CHÍ MINH
KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
-----------------------
TIỂU LUẬN CHUYÊN NGÀNH


hạn chế, chúng em kính mong nhận đƣợc sự thông cảm, góp ý chỉ bảo của thầy cô
và các bạn.
Nhóm thực hiện
Trần Ngọc Trí và Đỗ Đăng Trƣờng
Tháng 6 năm 2011 NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẤN

......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................
......................................................................................................................................................................

Ngày ........ tháng........ năm ............
Giảng viên hướng dẫn
MỤC LỤC
CHƢƠNG I: TỔNG QUAN ....................................................................................... 1
1. Game Engine ..................................................................................................... 1
1.1. Game Engine .............................................................................................. 1
1.2. Mối quan hệ giữa Game Engine và Game ................................................. 1
2. Phân loại Game Engine ..................................................................................... 1
1.1. Isometric Engine ........................................................................................ 1
1.2. 3D FPS (First Person Shooter) Engine....................................................... 2
1.3. MMOG (Massively Multiplayer Online Game) Engine ............................ 3
3. Tóm tắt .............................................................................................................. 3
CHƢƠNG II: KHẢO SÁT MỘT SỐ GAME ENGINE HIỆN CÓ ............................ 5
1. CryEngine 3: ..................................................................................................... 5
2. jMonkey Engine: ............................................................................................... 8
3. Orge Engine: ................................................................................................... 13
4. Panda3D: ......................................................................................................... 15
5. Source Engine: ................................................................................................ 18
6. Unreal Engine: ................................................................................................ 28
7. Bảng so sánh một số Game Engine: ............................................................... 31
CHƢƠNG III: UNITY 3D ENGINE ........................................................................ 37
1. Giới thiệu ........................................................................................................ 37
2. Lý do chọn Unity 3D Engine .......................................................................... 38
3. Các tính năng tiêu biểu của Unity 3D Engine ................................................ 39
4. Tóm tắt: ........................................................................................................... 44
CHƢƠNG IV: GIỚI THIỆU GAME DEMO ........................................................... 46
1. Giới thiệu chung .............................................................................................. 46
2. Nội dung cốt truyện ........................................................................................ 46
3. Môi trƣờng phát triển ứng dụng ...................................................................... 47
4. Quy trình thiết kế ............................................................................................ 47
5. Kết quả đạt đƣợc ............................................................................................. 53


Với mục tiêu là khảo sát một số Game Engine hiện có, chúng em đóng vai
trò là những ngƣời thu thập thông tin về những thành tựu của nền công nghiệp
Game trên thế giới, giới thiệu và nêu ra những đặc điểm chính về một số Game
Engine hiện có. Bên cạnh đó chúng em cũng phát triển một Game demo dựa trên
Unity Engine của nhà phát triển Unity Technologies. Sản phẩm mà chúng em đạt
đƣợc là một Game 3D đơn giản, chủ yếu dùng để nói lên rằng việc ứng dụng Game
Engine để tạo ra một Game 3D cho chính mình là điều hoàn toàn có thể làm đƣợc. Nội dung của bài tiểu luận đƣợc chia thành 4 phần, trong đó phần đầu tập
trung giới thiệu về Game Engine nói chung và một số Game Engine đang đƣợc sử
dụng trên thế giới; phần 2 dùng để nói về Engine mà chúng em sử dụng cho phát
triển Game demo là Unity Engine; phần 3 chúng em sẽ giới thiệu về sản phẩm
Game mà chúng em đạt đƣợc; phần 4 là phần tóm tắt kết quả đạt đƣợc và đề ra
hƣớng phát triển trong tƣơng lai.
MỘT SỐ THUẬT NGỮ CHUYÊN MÔN
 BSD license: viết tắt của cụm từ Berkeley Software Distribution, là tên gọi của
một loại giấy phép sử dụng phần mềm trong nhóm miễn phí với đặc điểm là có
ít yêu cầu về việc phân phối lại phần mềm, trái ngƣợc với loại giấy phép
copyleft.
 Bullet: là một engine vật lý nguồn mở chuyên dùng cho việc xử lý các tƣơng
tác trong không gian 3 chiều, thƣờng dùng trong game và tạo hiệu ứng cho
phim.
 CEGUI: viết tắt của cụm từ Crazy Eddie's GUI, là một hệ thống thƣ viện giao
diện đồ họa ngƣời dùng viết bằng C++. Nó đƣợc thiết kế riếng cho các nhu cầu
làm game video nhƣng các thƣ viện vẫn có thể dùng đƣợc cho những mục đích
khác.

 Particle system: là một kỹ thuật đồ họa máy tính dùng để mô phỏng chính xác
các hiện tƣợng mờ ảo mà nếu dùng các kỹ thuật dựng hình thông thƣờng sẽ khó
thực hiện đƣợc, ví dụ nhƣ mô phỏng đốm lửa, các vụ nổ, khói, nƣớc chảy, lá
rơi, tuyết, sƣơng mù, bụi, đuôi sao chổi,…
 Per-pixel lighting: ám chỉ một tập hợp các phƣơng thức tính toán sự chiếu sáng
tại từng điểm ảnh khi dựng hình.
 Phong Lighting: là một mô hình chiếu sáng cục bộ tại những điểm trên bề mặt
đối tƣợng.
 Ragdoll physics: là một loại phƣơng thức chuyển động mô phỏng thực tế có
kết hợp với các khớp nối mang lại độ trung thực cao.
 Ray-Tracing: là một kỹ thuật tạo ảnh bằng cách theo dấu đƣờng đi của tia sáng
qua các điểm trong mặt phẳng của ảnh và mô phỏng hiệu ứng phản chiếu.
 Screen Space Ambient Occlusion: là một kỹ thuật dựng hình khai thác hiệu
quả của kỹ thuật sinh hiệu ứng Ambient Occlusion theo thời gian thực.
 Shader: là một tập hợp các câu lệnh dùng để tính toán các hiệu ứng dựng hình
trên phần cứng đồ họa ở mức độ linh hoạt cao.
 Subsurface scattering: là kỹ thuật chiếu sáng xuyên qua bề mặt của những đối
tƣợng trong suốt, bị tán xạ khi tƣơng tác với vật chất và thoát ra khỏi bề mặt tại
những điểm khác nhau.
 VMPI: viết tắt của cụm từ Valve Message Passing Interface, là một công cụ
đƣợc Valve phát triển và tích hợp vào Source Engine.
 WYSIWYG: viết tắt của cụm từ “What You See Is What You Get”, là một
cụm từ mô tả những hệ thống có khả năng hiển thị nội dung khi soạn thảo giống
nhƣ những gì sẽ đƣợc xuất ra màn hình khi hoàn tất
1
CHƢƠNG I: TỔNG QUAN CHƯƠNG I: TỔNG QUAN
1. Game Engine

lên các đối tƣợng trong Game.
Các Isometric Engine đƣợc dùng để phát triển Game thể loại chiến
lƣợc (strategy) và thể loại nhập vai (RPG – Role Game Play Genre). Một số
tựa Game đƣợc phát triển dựa trên các Isometric Engine có thể kể đến nhƣ:
Age of Empires, Diablo, Hellfire, Baldur’s Gate, Warlords Battle Cry,…

1.2. 3D FPS (First Person Shooter) Engine
3D FPS Engine là một loại Game Engine đặc biệt chuyên dùng để mô
phỏng môi trƣờng 3D trong các Game thể loại bắn súng góc nhìn thứ nhất
(FPS video game). First-Person có nghĩa là góc nhìn trong game sẽ thay đổi
theo chuyển động của mắt nhân vật trung tâm, còn Shooter đại diện cho các
tựa game có cách chơi chủ yếu xoay quanh việc điều khiển nhân vật chính
giết các nhân vật khác trong game. Một đặc trƣng cơ bản của các FPS Engine
là khả năng hỗ trợ rất nhiều các chức năng trong không gian 3 chiều nhƣ
dựng hình 3 chiều, tô bóng (shader), diễn hoạt (animation), mô phỏng tƣơng
tác vật lý và phát hiện va chạm, mô phỏng chuyển động vật thể, mô phỏng
chất lỏng, áo quần, bề mặt địa hình và nhiều hiệu ứng phức tạp khác.
Cùng với sự phát triển mang tính đột phá của công nghệ trong những
năm gần đây, đồ họa trong các FPS Engine đã có những bƣớc tiến vƣợt bậc,
mang lại cho ngƣời dùng những tựa Game không chỉ có nội dung lôi cuốn
mà hình ảnh ngày càng sống động nhƣ đời thật. Các tựa Game đƣợc xây
dựng dựa trên các 3D FPS Engine có thể kể đến nhƣ: Doom, Half-life,
Counter Strike, Unreal Tournament, Call of Duty, Halo, Hitman, Far Cry,
Crysis,…
Hầu hết các FPS Engine đều có kèm theo công cụ hỗ trợ dựng hình và
xử lý tƣơng tác vật lý. Bên cạnh đó chúng ta cũng có thể nạp các đối tƣợng
3
CHƢƠNG I: TỔNG QUAN Các Game Engine đƣợc chia thành 3 loại dựa vào thể loại game mà nó
tạo ra, đó là Isometric Engine, FPS Engine và MMOG Engine. Tuy nhiên
việc phân chia này chỉ mang tính tƣơng đối do càng ngày các Game Engine
càng hoàn thiện và đƣợc tích hợp những chức năng từ các loại khác nhằm tạo
ra những sản phẩm thỏa mãn đƣợc yêu cầu ngƣời dùng và có tính cạnh tranh.
Việc tìm hiểu về các Game Engine sẽ giúp chúng ta có những kiến
thức cơ bản về từng Game Engine, từ đó chúng ta có thể đánh giá đƣợc đâu
là một Game Engine phù hợp với nhu cầu và túi tiền để chúng ta đầu tƣ phát
triển một Game cho riêng mình.

5
CHƢƠNG II: KHẢO SÁT MỘT SỐ GAME ENGINE HIỆN CÓ CHƯƠNG II: KHẢO SÁT MỘT SỐ GAME ENGINE HIỆN
CÓ
1. CryEngine 3:
CryEngine 3 là Game Engine đƣợc Crytek phát triển và phát hành vào
4 tháng 10 năm 2009, là một bƣớc phát triển tiếp nối theo phiên bản
CryEngine 2 khá thành công của hãng. Theo Crytek, CryEngine 3 đƣợc tạo
ra với tham vọng trở thành công cụ phát triển game tất cả trong một, ứng
dụng trên cả Microsoft Windows, PlayStation 3 và Xbox 360. Riêng đối với
nền PC, CryEngine 3 sẽ hỗ trợ tốt cả DirctX 9, 10, 11.
Điểm nổi trội so với các engine đƣơng thời là tập trung vào mặt xử lý
hình ảnh, ngoài ra hiệu ứng âm thanh và chuyển động cũng đƣợc mô phỏng
xuất sắc. Những tựa game nhƣ Far Cry, Crysis, Crysis Warhead, Crysis 2 và
Aion: Tower of Eternity là những cái tên tiêu biểu sử dụng Cry Engine.
Các đặc điểm chính của CryEngine 3:

 Hệ thống trí tuệ nhân tạo.
 Hệ thống tìm đƣờng đi linh hoạt.
 Bộ phát sinh navigation mesh tự động.
 Hệ thống hiệu ứng tự nhiên.
 Hệ thống nâng cao chất lƣợng hình ảnh theo thời gian thực.
 Hệ thống dựng hình nƣớc chất lƣợng cao.
 Hệ thống hiệu ứng ánh sáng động.
 Hệ thống vật lý tích hợp hỗ trợ đa luồng.
 Bộ công cụ phân tích hiển thị.
 Hệ thống dựng hình chất lƣợng cao Offline Rendering
 Bộ biên dịch mã nguồn
 Hệ thống âm thanh hƣớng dữ liệu.
 Hệ thống tƣơng tác âm nhạc và tiếng động.
 Hệ thống dựng hình tốc độ cao.
 Sound moods
 Kỹ thuật Ray-Tracing.
7
CHƢƠNG II: KHẢO SÁT MỘT SỐ GAME ENGINE HIỆN CÓ Một số game đƣợc phát triển bằng CryEngine 3:
Tựa Game Ngày phát hành Nhà phát triển Nhà phát hành Nền tảng
ASTA Chƣa biết Polygon
Games
NHN Windows
ArcheAge 2012 XL Games XL Games Windows
Cabal 2 Chƣa biết ESTsoft Windows
Ryse Chƣa biết Crytek GmbH Microsoft
Game Studios
Xbox 360
8
CHƢƠNG II: KHẢO SÁT MỘT SỐ GAME ENGINE HIỆN CÓ 2. jMonkey Engine:
.jMonkey Engine (jME) là đƣợc tạo ra nhằm dành riêng cho việc
phát triển đồ họa 3 chiều theo hƣớng hiện đại. Toàn bộ dự án jMonkey
Engine đƣợc dựa trên ngôn ngữ Java cho khả năng tiếp cận cao. Hệ thống đồ
họa tiên tiến hỗ trợ OpenGL 2 thông qua Lightweight Java Game Library
(LWJGL) – một bộ thƣ viện Java nguồn mở chuyên dùng phát triển game.
jME đƣợc xem nhƣ là một công cụ phát triển game cấp thấp. Vì là một
tập hợp các thƣ viện, jME hầu nhƣ không đặt ra một giới hạn nào cho lập
trình viên. Nền tảng jMonkey cho phép tùy chọn các bộ thƣ viện nền.
jME là một dự án nguồn mở mang tính cộng đồng cao, đƣợc phát
hành theo giấy phép BSD và đƣợc sử dụng trong một số xƣởng làm game
thƣơng mại hoặc các cơ quan giáo dục.
Những đặc điểm đáng chú ý trong jMonkey Engine:
 Shaders: jME3 mang lại sự dễ dàng khi sử dụng các shader,
chúng ta có thể vừa học công nghệ GLSL trong lúc áp dụng nó
lên các mô hình của chúng ta. Kiến trúc dựa trên shader cho
phép jME tƣơng thích hoàn toàn với các chuẩn đồ họa hiện tại
và tƣơng lai. Các công nghệ shader mà jME có gồm:
o GLSL.
o Các thƣ viện Shader.
o Các bộ hoán vị Shader.
 Lighting: hệ thống mô phỏng ánh sáng của jME sử dụng nhiều
công nghệ tiên tiến:
o Per-pixel lighting

o Post processing / 2D Filter Effects
 Reflective Water
 Shadow mapping
 High Dynamic Range rendering
 Screen Space Ambient Occlusion
 Light Scattering
10
CHƢƠNG II: KHẢO SÁT MỘT SỐ GAME ENGINE HIỆN CÓ  Cartoon Effect
 Fog
 Bloom
 Depth of Field Blur
 Asset System: hệ thống quản lý tài sản sử dụng các tập tin mô
tả cho các vật chất, mô hình, giao diện ngƣời dùng,… hỗ trợ
ngƣời thiết kế và lập trình viên có thể làm việc độc lập với
nhau. Các tính năng mà Asset System cung cấp:
o Asset importing
 Animation
 Meshes
 Textures
 Scenes
 Materials
 Shaders
o Multi-threaded asset loading via HTTP
o Loading scenes from .ZIP files
o Sharable AssetPacks
 Texturing: hệ thống họa tiết sử dụng các công nghệ:
o Texturing

GIF
o Font: Bitmap fonts
o Âm thanh: WAV and OGG (OpenAL, Ogg Vorbis)
o Video: OGV (Ogg Vorbis)
o Định dạng tập tin nhị phân jME3 (đối tƣợng và khung
cảnh): j3o
o Định dạng tập tin đối tƣợng vật chất jME3: j3m
o Định dạng tập tin định nghĩa vật chất jME3: j3md
Một số dự án đƣợc phát triển từ jME: 12
CHƢƠNG II: KHẢO SÁT MỘT SỐ GAME ENGINE HIỆN CÓ Tựa Game Ngày phát
hành
Nhà phát triển Nhà phát hành Nền tảng
Nord (game web
trên facebook)
Chƣa biết
SkyGoblin SkyGoblin
Windows,
Mac OS X,
Linux
Open
Wonderland (bộ
công cụ nguồn
mở chuyên dùng
để tạo ra thế giới

triển là cung cấp một giải pháp chung hỗ trợ cho công việc kết xuất hình ảnh.
Mặc dù OGRE cũng đƣợc trang bị nhiều tính năng khác (nhƣ các lớp chuyên
về ma trận và vector, công cụ quản lý bộ nhớ,…) nhƣng đó chỉ là những tính
năng phụ thêm. Vì thế, OGRE không phải là một lựa chọn hoàn hảo cho
công việc phát triển game do nó không cung cấp các hỗ trợ về âm thanh, hệ
thống vật lý,…Mặc dù có vẻ nhƣ đây là một hạn chế lớn của OGRE, song đó
cũng là một đặc điểm khá hay. Việc lựa chọn OGRE nhƣ là một Engine
chuyên về đồ họa cho phép những nhà phát triển Game tự do sử dụng bất cứ
hệ thống vật lý, nhập xuất, âm thanh hay bộ thƣ viện nào mà họ muốn, đồng
thời cũng giúp cho nhóm phát triển OGRE tập trung vào mảng đồ họa thay vì
phải phân tán công sức cho những công việc khác. OGRE hoàn toàn hỗ trợ
các bộ thƣ viện OIS, SDL và CEGUI và cả bộ công cụ Cg.
Một số đặc điểm đáng chú ý của OGRE:
 Thiết kế hƣớng đối tƣợng, có khả năng nâng cấp bằng plugin,
do đó tăng tính mô-đun.
 Là một Engine thiên về đồ họa, hỗ trợ nhiều công cụ quản lý
hình ảnh nhƣ octree, BSP và Paging Landscape.
 Là một Engine đa nền tảng, hỗ trợ tốt OpenGL và Direct3D.
OGRE có khả năng kết xuất những nội dung giống nhau trên
những nền tảng khác nhau mà không cần bận tâm nhiều đến
đặc điểm của nền tảng đó, do đó làm giảm tính phức tạp trong
việc phát triển Game đa nền tảng. OGRE hiện tại hỗ trợ cho cả
Linux, Mac OS X và tất cả các phiên bản Windows.
14
CHƢƠNG II: KHẢO SÁT MỘT SỐ GAME ENGINE HIỆN CÓ  Hỗ trợ lập trình Vertex và Fragment cũng nhƣ bộ tạo bóng đổ
truyền thống đƣợc viết bằng GLSL, HLSL, Cg và assembler.
 Bộ quản lý khung cảnh hỗ trợ kỹ thuật tiên tiến LOD

BHV Software Windows,
Linux, Mac
OS X
Earth Eternal Chƣa biết Turnout
Ventures
Limited
Turnout Ventures
Limited,
Sankando
Corporation
Windows
Garshasp: The
Monster Slayer
Tháng 5, 2011 Dead Mage
Inc.
Just A Game Windows,
Linux

Trích đoạn Quy trình thiết kế

---