手把手教你架构3D引擎高级篇概述

前几年写过一本书《手把手教你架构3D游戏引擎》电子工业出版社，主要内容讲的是固定流水线编程，目的是让读者理解第一代引擎是如何实现的，从本篇博客开始，给读者介绍关于使用可编程流水线自己搭建3D游戏引擎，我将它设为高级篇，我会从查资料学习技术最基本的讲起，教给读者如何一个人搭建一款接近商业的自研引擎，希望读者能学习到搭建引擎的一些小技巧，帮助你理解可编程流水线引擎流程，以及提升你优化引擎的能力，3D游戏引擎其内在的本质是相同的，只是表现方式不同而已，所以学习自己搭建一款引擎对你技能的提升帮助非常大，至少你再接触其他引擎时，做二次开发信心还是大大的有滴，而且更有助于你理解Unity引擎的开发以及后期优化。

市场上对于3D游戏引擎的开发需求还是非常大的，虽然Unity和UE4非常成熟了，还是有很多大厂自研引擎，另外一些做虚拟仿真公司也在自研引擎，毕竟自研引擎的代码是我们自己写的，有什么问题可以快速的定位，而且可以针对项目的需求做一些定制开发，非常方便，底层代码也可以根据项目需求做一些优化。有自研引擎的公司都会有自己的引擎部门，它们的职能就是负责引擎的开发以及优化。对于自研引擎，说的明白一些就是我们可以针对自己的项目针对性的开发一款引擎，这款引擎功能并不需要多强大，能满足我们项目求即可。引擎的开发是一个团队的事情，一个人很难制作出一款成熟的商业引擎，工作量太大，开发周期也会漫长，涉及到的技术点也比较多，但是作为引擎开发人员对于引擎常用技术还是需要掌握的。假设公司让你组建引擎团队，开发一款商业引擎，我们应该从哪几方面入手：
首先要清楚我们的引擎是用于什么项目开发？
我们的引擎需要解决什么问题?
需要开发哪些编辑器？
如何利用现有技术帮我们解决问题等等；
这些问题我们引擎开发人员必须要解决的，从本篇博客开始，我就教大家如何开发商业引擎？同时回答上面提到的问题。
下面我们先从引擎能解决的问题讲起，这个非常重要的，因为它关系到你的引擎是否足够强大，能否解决项目提出的各种需求。
每款引擎都有自己的特色，比如Unity引擎和UE4引擎，我们自研引擎也有自己的特色，后面的开发也就是围绕这些特色展开，给读者列举如下：
- 引擎平台支持

，我们的引擎支持windows和Linux，OS是64位的，在Windows平台的编辑器是Visual Studio2017，在Linux平台的编辑器是GCC5。
- 引擎基本功能

这个关乎我们代码的编写：
引擎架构是基于组件模式开发的；
支持代码以及资源热更新；
数据驱动的；
支持插件模式，
跨平台的
便于其他插件的使用，扩展引擎功能；
支持脚本Lua编程；
内置调试器；
支持数据打包；
下面再介绍渲染模式。
- 引擎渲染

引擎渲染也是引擎非常重要的模块：
我们的引擎支持D3D11和OpenGL图形API；
支持延时渲染；
支持PBR，
支持HDR，
多线程渲染，
数据定义管线，
支持Shader脚本热更新，
着色器语法类似GLSL。
FBX模型
支持9种纹理格式，
支持材质热更新
支持模型的LOD，
地形采用CDLOD，
可自动实例化模型，
基于高度的雾效
水的渲染，
毛发渲染
空气散射
延时贴花
天空盒等等。
再介绍后处理渲染，先介绍实时阴影渲染，我们的算法采用的是CSM，后处理算法有
景深渲染
Tone Mapping，
HDR，
GodRays，
Bloom，
SSAO，
抗锯齿FXAA等等。
声音我们采用的是OGG格式，另外还有粒子系统，网络，物理碰撞，骨骼动画，GUI，Navigation等等。
- 引擎编辑器

判断一款引擎是否成熟，我们需要开发相对应的编辑器工具链：
Shader 编辑器用于Shader脚本开发以及调试，
Packing打包编辑器用于资源的打包，
粒子编辑器，
Animation动画编辑器，
UI编辑器，
场景编辑器等等。
- 第三方库
我们的引擎不可能什么事情都需要自己从头写到尾，即使Unity和UE4也用了很多插件，我们的引擎也不例外，我们也需要用到第三方插件，比如：
Lua
BgFX等等，后面会给读者详细说明。
- 小结

以上是我们自研引擎的要实现的功能，虽然相比Unity和UE4，功能方面还不完美，相信随着我们把引擎框架搭建起来后，功能可任意扩展，从而把引擎功能持续完善起来。每一款引擎都是从不成熟到成熟，Unity和UE4也是这样的，上面列举的要实现的功能，对于个人开发者来说已经非常庞大了。明知山有虎，偏向虎山行，从下篇文章开始，我教大家怎样去实现每个技术点，怎样查阅资料，以及把现有的，成熟的技术模块嫁接到我们的引擎中。