每日科技英文16: 我的精神導師約翰卡馬克

John D. Carmack (born August 20, 1970) is an American game programmer and virtual reality engineer. He co-founded id Software.

約翰卡馬克.jpg

Carmack was the lead programmer of the id video games Commander Keen,Wolfenstein 3D,Doom,Quake,Rage and their sequels. Carmack is best known for his innovations in 3D graphics, such as his Carmack's Reverse algorithm for shadow volumes.

In August 2013, Carmack took the position of CTO at Oculus VR.

  • born:出生于
  • game programmer: 游戲程序員
  • virtual reality engineer: 虛擬現實工程師
  • co-founded: 做動詞,但是一般翻譯成名詞,共同創立者
  • lead programmer: 主程
  • Commander Keed: 指揮官基恩
  • Wolfenstein 3D: 3D-重返德軍總部
  • Doom(1-3): 毀滅戰士
  • Quqke(1-4): 雷神之錘
  • Rage: 狂怒
  • sequels: 續集
  • be best known for one's sth: 因...而最出名
  • innovation in sth: 在...方面的創新
  • took the position of: 出任,接管,掌管等
  • algorithm for shadow volumes: 體積陰影算法(以后會聊一下光照與陰影方面的技術,蠻有深度的一個領域)


    體積陰影.jpg

3D渲染引擎中,整個渲染流程(前向渲染方式,延遲渲染有所變化,以后再聊)可分為三個部分:

  • 可見幾何體(mesh或表面,可以多種稱呼,但從opengl/dx的角度來看,就是頂點緩存和索引緩存以及材質的集合體)的渲染。

  • 受燈源影響的幾何體(mesh或surface)的明亮著色計算(燈光計算)

  • 陰影的計算

其中最后兩步處理的時間要遠遠大于第一步。

其實目前主流引擎,在光影效果處理上差距各有特色,差距不算太大。

但是評估一個引擎的重要指標,渲染是一個方面,還有一個核心是速度(效率)

核心問題: 如何高效的獲取:

  • 可見的幾何體

  • 受燈源影響的幾何體

  • 能投射陰影的幾何體

這個就是引擎場景管理方面的內容了!

要說一個引擎的效率高低,三個關鍵:

  1. 場景管理
  2. 碰撞檢測
  3. 渲染批次管理

quake1引擎在當時就是完美的解決了上面提到的問題

quake3(98年)渲染器則引入了多線程渲染,基于cmd buffer記錄渲染命令,然后在渲染線程中遍歷cmd buffer中的內容,調用backend(opengl)進行渲染。

目前dx11,各種游戲引擎,例如cocos2d-x3.x 中的渲染器架構(由 Zynga公司設計)以及目前見到引擎,基本都是這樣的架構。基于cmd buffer進行線程數據隔離,前后幀交替渲染。

quake3 引擎中渲染器分為兩部分:
前臺部分api,進行可見性判斷,進行材質排序,進行batch,將所有數據寫入cmd buffer
后臺部分api, 遍歷cmd buffer,進行渲染,最終屏幕呈現。

quake是寶庫。那個90后期/00年代初期的程序員真的是足夠強大,也是學習的好榜樣!


由于年輕時候經常出差,無聊中自學c/c++,研究3D游戲之神約翰卡馬克的quake系列引擎,將近5年.

研究quake以及基于quake的擴展引擎過程中,記錄了將近20本筆記,涉及數據結構,渲染器,場景管理,碰撞檢測,骨骼動畫,多線程,計算機圖形學,數學,計算幾何,剛體動力學,以及服務器等等等等各個領域。一個完整的3D引擎涉及到的技術非常多,難度很大


圖片發自簡書App

手抄以及打印的代碼,文檔等。整個quake3渲染器核心代碼都手抄了一遍,在飛機上,火車上,長途汽車上閱讀卡馬克漂亮的c代碼。這些都是我最珍貴的資料。我的程序知識的源泉來自于quake引擎。


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《Doom啟示錄》 這本書是約翰卡馬克和約翰羅梅羅的傳記

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