游戏引擎分析总结

2024年3月10日发(作者：)

各类游戏引擎分析总结

1 大型商用引擎—CE3与UE3对比分析

1.1 引擎介绍

虚幻3引擎

虚幻3引擎为Epic公司开发，引擎从最开始开发的目的就是面向授权，市面上目前运

用虚幻3引擎开发的游戏众多，最为出名的为单机游戏中的战争机器系列，网络游戏中的

剑灵、Tera。

虚幻3引擎优势在于：进门较快，需求要求不高，利用该引擎开发的游戏画面人物流

畅。缺点也非常明显：光影效果真实度低，成像效果细节不佳，导致大部分运用该引擎的

游戏都通过美其名曰的“雾化”效果来掩盖真实画面的不足，基本虚幻3引擎产出的游戏

都会有一种所谓的“朦胧美”、卡通化。

虚幻3引擎为一款支持物理特效引擎，但是在网游中运用并不广，原因也较为明显，

虚幻3引擎出品的时间较早，对物理特效支持不佳，在网游中开启物理特效后会导致游戏

运行缓慢。

cryengine3引擎

cryengine3引擎为孤岛系列引擎第三代（cryengine），该引擎母公司为crytek，引

擎最开始目的只为自家孤岛系列游戏作为使用，并未运用于对外授权，在后期方略改变开

始对外推广，使用率稳步提升，使用该引擎较出名的网游为永恒之塔（孤岛二代引擎）。

该引擎经过三代变化，一代为奠定基础，制定画面细节，机器配置要求高，二代优化

配置要求，但是画面质量降低，三代重新优化代码层，增强画面效果降低配置要求。

孤岛系列引擎优势：游戏画面真实，细节清晰度高，真实光影效果，要求极低的物理

效果，物体边缘效果上佳，使用孤岛系列引擎的画面基本都是走着真实级路线。当缺点也

较为明显：在画面超越虚幻3引擎的同时，配置要求上稍高于对手。

1.2 着色系统

虚幻3引擎的画面

cryengine系列引擎画面

UE3支持当前所有常见的逐象素光照技术，支持法线贴图、位移贴图、光线衰减函数、

预计算阴影遮罩、方向光照贴图、参数化phong光照以及使用球形harmonic贴图的预渲

染凹凸自体投影技术 。除此以外美工还可以在自定义的材质上使用带各项异效果的逐材质

光照模型。

而CRYENGINE 2的shader系统跟UE3相比更是有过之而无不及，其shader脚本

系统可以将各种纹理跟多种算术运算结合起来创造出诸如遮蔽、湿润、泥泞或者冰冻等等

特殊表面材质效果；这些特效还可以被分割或跟其他诸如金属高光、玻璃材质等常见

shader效果混合使用。支持实时逐象素光照、凹凸反射/衍射、容积glow、动画贴图、透

明电脑荧幕窗户、弹孔、反光表面以及其它各种DX10统一着色器架构带来的独特shader

特效。

1.3光影系统

虚幻3引擎的画面

cryengine系列引擎画面

UE3的光影系统采用light mapping、动态蜡版缓冲容积阴影技术、预先计算出的阴

影遮罩以及方向光照映射等多种光影技术相结合的方式。

而Cry Engine 2方面，相比UE3多种投影技术相结合的光影系统，CE2的光影系统

要简洁得多，彻底抛弃了高CPU依赖性、高填充率要求以及缺乏对半透明物体支持的蜡版

缓冲阴影（容积阴影），而改用shadow mapping（阴影映射）＋Screen-Space Ambient

Occlusion(屏幕空间环境光遮蔽，下文简称SSAO)的方式。其中前者主要用于描绘直接光

照效果，而后者则负责间接光照部分。

1.4凹凸贴图Bump mapping

虚幻3引擎的画面

cryengine系列引擎画面

UE3大量运用位移贴图来表现坑坑洼洼的表面，而CE2在这方面则更进一步，支持位

移贴图的最高级版本——Parallax Occlusion Mapping。Parallax Occlusion Mapping

堪称目前Bump mapping技术的极致，其表现出来的凹凸效果也只有具备真正多边形顶

点位移displacement mapping能够超越，目前该技术只有CE2支持，UE3缺乏这一技

术实在是令人遗憾。

1.5海洋、水面效果

虚幻3引擎的画面

cryengine系列引擎画面

UE3在“水”体方面的表现上并不显眼，仍然停留在象素着色级别，似乎EPIC对于

水效果的表现兴趣较少。以致于需要表现逼真水效果的Bioshock不得不自己为UE3额外

编写了一个水效果渲染插件。

而CE2在渲染海面时会根据风力跟洋流的信息即时作出动态调整，因此可以生成非常

自然逼真的海面。“柔和剪裁技术”会在海陆相接的地方根据陆地的高度和海水深度生成

自然的海岸线和海床。此外，“焦散模拟技术”还会在海底环境投射效果逼真的动态阴影

跟水底光纹。 为了表现出海面波涛汹涌的效果，CE2采用了屏幕空间坐标系镶嵌技术

（Screen-Space Tessellation），该技术可以很好地表现出波涛起伏的效果，但这种效果

并非基于真实的物理运算，而仅仅是一个程序化的过程，因此效率非常高。

1.6 HDR、爆炸火焰、场景规模

虚幻3引擎的画面

cryengine系列引擎画面

自从2004年NV40面世以来，FP16精度的HDR就成为最热门、曝光率最高的技术，

如今新一代的游戏以不在满足于传统8BIT LDR精度。毫无悬念，双方都已经支持

FP16HDR，UE3已经全面转向FP16HDR渲染管道（EPIC称其为64位色高动态范围渲

染管道），UE3包含一个具备Gamma校正和线性颜色空间功能的渲染器，它不但可以提

供完美的颜色精度，同时还支持诸如光晕、动态模糊、景深等各种后期处理特效；CE2也

同样毫不逊色，将瞳孔对光的反应表现得活灵活现。

2 中型商用引擎

2.1 Unity3D

2.1.1 特色

1 综合编辑

通过Unity简单的用户界面，你可以完成任何工作。这些为你节省了大量的时间。

2 图形动力

Unity对DirectX和OpenGL拥有高度优化的图形渲染管道。

3 资源导入

Unity支持所有主要文件格式，并能和大部分相关应用程序协同工作。

4 一键部署

Unity可以让你的作品在多平台呈现。

5 Wii的发布

Unity让业界最流行的游戏平台软件更容易开发。

6 iPhone发布

Unity让革命性的游戏开发降临革命性的设备。

7 着色器

Unity的着色器系统整合了易用性、灵活性和高性能。

8 地形

低端硬件亦可流畅运行广阔茂盛的植被景观。

9 联网

从单人游戏到全实时多人游戏。

10 物理特效

Unity内置的NVIDIA®PhysX®物理引擎带给你生活的互动。

11 音频和视频

实时三维图形混合音频流、视频流。

12 脚本 Unity支持3种脚本语言：JavaScript，C#，Boo。

13 Unity资源服务器 Unity资源服务器是一个附加的包括版本控制的产品。

14 光影 Unity提供了具有柔和阴影与烘焙lightmaps的高度完善的光影渲染系统。

2.1.2 作品

模仿极品飞车的游戏demo：

2.2 Torque3D

2.2.1 Torque引擎系列产品

1 Torque Game Engine

Torque Game Engine是GarageGames的主导产品，简称TGE，它是一个专业的

3D引擎，最初由Dynamix于2001年为第一人称射击游戏Tribes 2而研发，而后由

GarageGames向独立开发者和专业游戏开发商授权，由该引擎开发的商业游戏包括：

Marble Blast GoldMinions of MirthTubeTwistUltimate Duck Hunting和 Wildlife

Tycoon: Venture Africa，这些游戏涵盖了目前市场各种主流游戏类型

2 Torque Game Builder

Torque Game Builder 简称TGBT2D 或 Torque 2D，它是基于TGE，专为2D游戏

开发设计的一套游戏开发工具Torque Game Builder的功能集包括：动画精灵灵活的方格

粒子系统扫描式碰撞系统刚体物力系统和硬件加速的2D渲染系统等，这些都是2D游戏

开发很好的入手点，其代码可嵌入到Torque的其它产品上，比如TGE 和 TGEA

3 Torque Game Engine Advanced

Torque Game Engine Advanced简称TGEA，是Torque家族产品的一个补充TGEA

建立在TGE技术之上，主要对TGE的室内外渲染引擎进行了改进，同时改进了地形渲染系

统并提供了一些新的功能，为了更好的利用图形卡的功能以及DirectX9等技术，TGEA对

TGE的渲染引擎进行了全面重写

由于建立在通用材质系统和API无关的图形层之上，跨平台的TGEA还可以作为XBOX

360的开发平台

4 Torque X

Torque X是GarageGames最新推出的一款全新的引擎，该引擎与微软进行合作，

专为XNA（X表示能够在Windows Xbox和合作伙伴之间达到跨平台的强大的软件工具。

N表示“下一代（Next-generation）”，A表示“架构（Architecture）”）环境而打

造

5 Torque X Builder

Torque X Builder简称为TXB，是T2D的XNA

2.2.2 Torque 引擎的基本特色

从技术角度来讲Torque引擎的特点体现在以下几方面：

1）Torque核心（3D图形引擎）

Torque库拥有一个标准组件的可扩展的3D渲染系统渲染引擎支持环境贴图，高德

纳着色，体积雾，支持顶点光照和多pass光照，以及其他特效。

光照效果：

高级照明

基本照明

支持PureLIGHT

2）世界编辑器

集成了所见即所得的世界地图编辑功能；支持对象的构建放置大小调整以及旋转功能；

能够编辑对象的控制属性；内建地形编辑器。

3）GUI编辑器

集成的拖方式所见即所得的GUI编辑器；可自定义控件；丰富的字体支持，包括

Unicode支持。

4）TGE网络

提供了健壮的网络端代码脚本；支持局域网和因特网的网络游戏开发，具有传统的C/S

架构；自动封包的数据流管理；使用UDP和TCP数据传输协议；Ghost机制管理，支持

必要对象的网络更新。

5）地形引擎

支持连续无缝自动Mesh细节生成的地形渲染；支持MMX加速的Mip贴图合成；支

持地形建筑物的光照贴图生成；支持基于高度分层的雾带渲染；支持地形纹理混合。

6）室内渲染引擎

支持基于Portal技术的室内渲染；支持与地形引擎的无缝集成。

7）Mesh引擎：

支持纹理动画纹理坐标动画透明渐变动画；支持多骨骼的Mesh骨架动画；支持动态

投射阴影；支持渐进式Mesh生成的自动细节生成；支持Mesh顶点变形动画。

8）其它：

3D音效支持；Ogg Theora的视频回放。

集成的NVIDIA的Physx物理引擎：布料动力、流体浮力、破坏物体、刚体动力学.

2.2.3 TGE开发的游戏

案例1：Marble Blast Gold

Marble Blast Gold是一款3D滚球游戏，整个游戏空间庞大，游戏的画面也很出

众滚球类型的游戏对画面的效果表现要求比较高，这款游戏的画面表现还是不错的玩家可

以在游戏的空间中自由移动，在超过100个关卡中挑战，螺旋机和超级跳的特殊能力使游

戏充满了乐趣适合于各个年龄段的玩家

案例2：ThinkTanks

ThinkTanks是一款坦克战斗游戏，可爱卡通坦克拥有着士兵的智慧，逼真的Atari

Combat 3D场景，烟雾缭绕的战争场面，操作简单，老少咸宜。

案例3：TubeTwist

TubeTwist是丹佛的21-6开发团队的新作，游戏荣获2005年IGC最佳游戏画面，

最佳单人游戏，最多创新游戏多项奖项，是一款类似不可思议机器的3D管道组装游戏游

戏画面的3D空间相当完美，游戏支持多档屏幕分辨率游戏中的管道线路色彩和质感都十

分真实，而动画和光影效果也相当不错游戏的关卡设计巧妙，每一关都需要玩家开动脑筋

来进行挑战，同时玩家可以在游戏允许的范围内任意的制作想象中的管道，自由度很高。

2.2.4 Torque的不足

1）Torque引擎单台服务器的最大支持人数不超过128人，即使经过优化也不会

超过300人

2）Torque Game Engine的渲染引擎是固定渲染管线，不可编程故而不能充分发

挥硬件的性能，但是TGE的提高版本TGEA（TGE Advanced）具有强大的可编程渲染管

线，并提供给开发者程序生成的着色系统，开发者只需简单的定义材质属性就能获得高质

量的渲染效果但是TGEA的授权费用也要相对高些。

2.3 Quest3D

引擎特点及优缺点见EXCEL文件，官网demo见：。

3 初步结论

通过该阶段的初步查阅，推荐使用的引擎可以从以下4款中选择：CryEngine2/3、

Gamebryo、torque 3d、Unity3d。

其中，目前国内使用Gamebryo引擎的国内游戏公司数量不详，但数量应该不少，由

于前段时间Gamebryo的原厂商美国Emergent将其出售给韩国的Gamebase，之前其

中国销售团队已经解散，坊间又有传闻其总部工程师大量离职，Gamebase已将

Gamebryo的中国销售代理给一家刚刚注册于香港的小公司Hong Kong Middleware

Partners Co., Limited，这可能会使国内正在使用Gamebryo引擎的游戏公司担忧其后续

的技术支持能力；同时，官方网站未找到。

Torque3D的相关作品正在下载中，目前只能看到一些效果图片。