2021-12-16 15:15:11|已瀏覽:307次
大家都知道,游戲開發是一門技術活,需要各方面的知識儲備,那么到底需要哪些數學知識呢?
首先,數學是電子游戲的基礎,它能讓游戲按照設計師的意圖運行。請仔細想想,游戲本質上是一個虛擬世界,數學可以為它設定規則。如果沒有數學,馬里奧可能漂浮在空中,《使命召喚》的子彈可能不會飛向敵人。
總體而言,游戲開發需要運用大量的數學知識,包括代數、幾何學、微積分、線性代數、離散數學和應用數學等,運用的元素包括矩陣、增量時間、向量和標量操作等。
以“幾何學”為例,游戲中的世界基本上由多邊形的空間組成,開發者可以創建具有數萬個多邊形的對象,然后通過渲染等方式讓它們看起來更真實。
為了方便渲染,游戲中的物體很喜歡用“三角形”來制作,比如下圖左中的維京頭盔使用了數千個三角形,下圖右是渲染后的樣子。使用三角形的原因是它們的形狀相對簡單,因此開發者無需為游戲中每個物體編寫單獨的程序。
游戲中還經常使用“尋路”,比如你在《看門狗》中定位一個目標后,游戲會立即為你規劃最短路線。要知道,計算機不能自主思考,它們需要確切的指令,這一切就依賴于“戴克斯特拉算法”。
該算法有很多變體,原始版本僅適用于找到2個頂點之間的最短路徑,后來可以固定一個頂點作為源結點,然后找到該頂點到其他結點的最短路徑,產生一個最短路徑樹。
因此,在《看門狗》、《荒野大鏢客2》等游戲中,一旦你錯過某條路線規劃,游戲會立即為你規劃全新的最短路線,就像手機導航軟件那樣。
事實上,大型游戲往往需要復雜的數學,但在一些簡單的游戲中,可能只需要一部分,比如三角函數和代數。
即便如此,數學是開發游戲的必要元素,如果沒有數學,游戲將變得脫離現實。
當然,游戲不等于現實,數學也能讓玩家做現實世界無法做到的事情,比如《刺客信條》的信仰之跳,《荒野大鏢客2》中的死神之眼。
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