[發明專利]一種基于游戲引擎技術及游戲設備的賽車游戲仿真平臺

在審

• 申請號: 202110715458.5
• 申請日: 2021-06-27
• 公開（公告）號: CN113648657A
• 公開（公告）日: 2021-11-16
• 發明（設計）人: 謝曉蘭;余友華;常盼;唐毅剛;劉亞榮
• 申請（專利權）人: 桂林理工大學
• 主分類號: A63F13/57
• 分類號: A63F13/57;A63F13/577;A63F13/803
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于游戲引擎技術及外部游戲設備的賽車游戲仿真平臺，其特征在于，包括數據倉庫模塊、預處理模塊、內部邏輯模塊以及頁面邏輯模塊；其中內部邏輯模塊包括：碰撞子模塊、材質子模塊、場景子模塊、渲染子模塊；頁面邏輯模塊包括：操作界面子模塊、商城子模塊；其中數據倉庫模塊和預處理模塊相連，預處理模塊和內部邏輯模塊相連，內部邏輯模塊和頁面邏輯模塊相連；內部邏輯模塊中場景子模塊和渲染子模塊相連，頁面邏輯模塊中操作界面子模塊和商城子模塊相連；

所述數據倉庫模塊基于Unity游戲引擎里的數據桶和數據堆棧進行實現，負責存儲賽車仿真平臺內各種資源及游戲內部數據；

所述預處理模塊負責讀取數據倉庫模塊中的游戲數據并對其進行預處理，優化游戲資源，配置游戲內部環境；

所述內部邏輯模塊主要完成整個游戲平臺的核心邏輯實現，包括碰撞子模塊、材質子模塊、場景子模塊和渲染子模塊；

所述碰撞子模塊主要完成賽車的轉彎設計、賽車間的碰撞檢測和碰撞效果的展示：賽車轉彎設計采用車輛轉彎算法；賽車間的碰撞檢測采用賽車碰撞檢測算法；碰撞效果的展示采用合適的碰撞動畫進行實現；

所述車輛轉彎算法，依據賽車轉彎半徑公式計算出賽車轉彎半徑，在Unity游戲引擎中采用C#語言實時獲取賽車過彎道時的轉彎角度，實現車輛轉彎的真實模擬；其賽車轉彎半徑為車輛的前輪外側與彎道中心兩點之間連線的距離，賽車轉彎半徑計算公式如下：

式中R為賽車轉彎半徑，R2為賽道外半徑，R1為賽道內半徑，d1為賽車長度，d2為賽車寬度，x為賽車環行時最外點至賽道外邊距離，y為賽車環行時最內點至賽道內邊距離；

所述賽車碰撞檢測算法，將平臺內玩家賽車與其它物體的碰撞處理為矩形碰撞，玩家賽車為矩形1，其它物體為矩形2；賽車碰撞檢測算法的實現原理：檢測兩個矩形是否重疊，在數學上具體處理為比較中心點的坐標在x和y方向上的距離和寬度的關系，即兩個矩形中心點在x方向的距離的絕對值小于等于矩形寬度和的二分之一，在y方向的距離的絕對值小于等于矩形高度和的二分之一，其數學公式如下：

x方向：|(x1+w1/2)–(x2+w2/2)|≦|(w1+w2)/2| 公式(2)

y方向：|(y1+h1/2)–(y2+h2/2)|≦|(h1+h2)/2| 公式(3)

式中(x1，y1)為矩形1左上角的坐標參數，w1為矩形1的寬度，h1為矩形1的高度，(x2，y2)為矩形2左上角的坐標參數，w2為矩形2的寬度，h2為矩形2的高度；

所述材質子模塊主要包括路面、樹木、建筑、車輛外觀等靜態材質，應用于游戲平臺內各游戲模型；

所述場景子模塊采用場景優化算法，實現逼真的場景、燈光、雨滴動態粒子效果等；

所述場景優化算法，利用八叉樹數據結構對游戲平臺內的場景進行分割，采用區域LOD(Level of Detail，多層次細節)法優化場景地圖,對場景采用改進的平面貼圖法進行優化,在保證游戲視覺效果的同時減少優化復雜度；

所述渲染子模塊采用渲染加速算法，實現圖形圖像、光照粒子以及賽車爆炸動畫等方面的真實渲染效果；

所述渲染加速算法采取BSP樹的空間數據結構，運用LOD(Level of Detail)切換及選取技術，將游戲平臺內的圖形圖像、光照粒子以及賽車爆炸動畫在屏幕上由后往前地渲染出來；

所述頁面邏輯模塊主要完成游戲平臺的界面設計與實現，包括商城子模塊和操作界面子模塊；

所述商城子模塊即游戲商城，用于玩家購買賽車以及升級賽車性能，由游戲操作界面的各個LOGO圖片組成，包括剎車按鈕、油門按鈕、轉彎按鈕等圖片；

所述操作界面子模塊即賽車游戲界面，由游戲商城界面的各個LOGO圖片組成，包括游戲金幣、賽車模型、賽車零件等圖片。

2.本發明的實施例的游戲環境包括四個部分，分別是：Unity游戲引擎、賽車游戲仿真平臺、游戲設備和顯示器；其中，Unity游戲引擎和賽車游戲仿真平臺相連，賽車游戲仿真平臺和游戲設備、顯示器相連；

所述Unity游戲引擎用于開發制作賽車游戲仿真平臺；

所述賽車游戲仿真平臺為本發明的基于游戲引擎技術及游戲設備的賽車游戲仿真平臺；

所述游戲設備、顯示器為外部游戲設備，用于連接賽車游戲仿真平臺以搭建外部游戲環境，玩家以此進行賽車仿真交互；

所述賽車游戲仿真平臺具體的工作流程為：首先游戲設備和顯示器通過USB接口連接賽車游戲仿真平臺，然后啟動平臺，其中的數據倉庫模塊將存儲好的平臺內各種游戲資源及游戲內部數據傳輸到預處理模塊，預處理模塊對游戲資源及數據進行優化，配置游戲內部環境；然后內部邏輯模塊開始工作，其中的碰撞子模塊實現賽車的轉彎設計、賽車間的碰撞檢測和碰撞效果的展示，材質子模塊顯示游戲平臺內各游戲模型的靜態材質，游戲平臺中的真實環境背景由其中的場景子模塊和渲染子模塊相互作用形成；內部邏輯模塊運轉后，頁面邏輯模塊開始工作，其中的商城子模塊用于玩家購買賽車以及升級賽車性能，操作界面子模塊用于玩家進行賽車仿真體驗與交互。