授課者通過2D圍棋的例子，逐步拓展成3D的虛擬遊戲世界。這個3D遊戲世界基本上就可以涵蓋市面上所有型別的遊戲了，我們通過各種手段去管理好這個遊戲世界，就能快速的進行各種遊戲邏輯的開發。

筆記與總結（請先學習視訊內容）：

1.什麼是場景物體？什麼是遊戲場景？
遊戲中所有具有空間屬性的物體都是場景物體。
所有場景物體構成的集合成為遊戲場景。

2.一般情況下哪些內容屬於場景物體，哪些不屬於場景物體？
場景物體：玩家，NPC，場景建築，地形，粒子特效，場景中的道具（武器等），還有一些看不到的物件如volume、攝像機等
非場景物體： UI，UI上的道具，玩家（NPC）技能，玩家（NPC）狀態，碰撞盒，物體的材質
個人覺得，非場景物體並沒有什麼嚴格意義的概念，刨除所有場景物體，其他的都是非場景物體。或者嚴格來說，他們並不是我們通常認識下的物體，只是單純的遊戲邏輯物件。比如說玩家的狀態，他在場景中並沒有實體，不過我們完全可以給狀態建立一個類物件來表示某個角色的狀態。

3.場景管理的意義

• a.便於玩家快速的定位場景裡面的物件
• b.妥善處理巨大場景帶來的記憶體開銷問題
• c.處理巨大場景帶來的渲染效率問題
• d.處理大量物件的碰撞檢測的效率問題

4.2D遊戲需要場景管理麼？
我們接觸的大部分遊戲都有一個虛擬的遊戲世界，玩家通過操作來改變這個世界。這個世界複雜一點，可以像各種大型MMO遊戲一樣（3D），這個世界簡單一點，可能像視訊中的圍棋一樣（2D，或者如超級瑪麗的那種）。所以無論是哪種遊戲，總是有那麼一個場景空間（或者說一個遊戲世界）去存放遊戲物件，這個空間就需要我們去統一的管理。這樣，我們才能在遊戲進行時方便快速的找到我們需要的物件，再去做進一步的處理。如果2D空間內物件數量龐大的話，也可以採用一定策略進行優化。
所以，2D遊戲也一樣需要場景管理。

5.2D場景管理與3D場景管理的差別？
面臨的問題不同：2D場景相比3D場景，一般來說無論是渲染開銷還是記憶體開銷都要小的多。

6.關於非物理碰撞檢測的問題與優化方案
問題：對於一個非基於物理引擎的碰撞檢測，我們一般需要遍歷場景中所有物件的位置並判斷二者間距離（假設物件都是球型的），才能檢測二者是否發生碰撞。一旦物件數量多起來，CPU根本無法承受。
優化：實際上，我們知道距離很遠的兩個物件一定時間內是不會發生碰撞的。為了減小碰撞檢測的開銷，我們可以將場景劃分成N*N塊，然後將所有的物件規分到不同的塊裡面，不同塊（且不相鄰）之間的物件不會發生碰撞，這樣就減小了碰撞檢測的開銷。
注：

7.四叉樹與八叉樹
二維空間的管理與物件檢測可以使用四叉樹進行處理。
三維空間的管理與物件檢測可以使用八叉樹進行處理。
不過八叉樹的相對開銷相比四叉樹要高不少。
這兩個概念其實並沒有那麼高深，和我們平常學習的資料結構沒什麼差別，只不過他的每個節點下面有四/八個子樹。這樣的處理完全是因為這兩種結構符合我們邏輯檢測的思路。

8.關於碰撞檢測的優化思路
其實這與我們處理搜尋，排序的思路是類似的，N^2肯定不是最優解，起碼我們會想到類似二叉樹，二叉堆的的資料結構。如果再去結合我們遊戲中空間分佈的實際情況，也就不難想到四叉樹這樣的處理辦法。當然，理論上還應該有其他的優化思路，效率如何博主暫時沒有深入去研究過。

9.關於視野渲染的優化
與現實世界相似，我們無法看到無線遠的東西，或者是無限遠的東西幾乎是看不清的。所以，遊戲世界裡面的玩家也類似，每個玩家的視野限制在一個視錐裡面。這對於遊戲的優化是非常重要的

• a.渲染上，因為不在視野內的東西，我們完全就可以不去渲染，即渲染剔除
• b.遊戲邏輯上，因為玩家的視野有限，過於遠的場景資料可以完全不去載入,即場景動態載入
• c.在視野範圍但是又很遠的東西，我們可以給他換一個精度比較低的模型，即LOD

10.入口管理
對於一些房間內（場景比較小）的遊戲，玩家的視野只侷限在一個房間裡面。這時候其實房間外的任何東西都不需要載入與處理（假如與當前遊戲邏輯無關）
這樣，我們就可以在玩家切換房間（如開門）的時候再去載入其他房間場景，這對於遊戲的優化是很有幫助的。

11.遊戲天空的實現
天空盒：用一個完整的封閉的空間來包圍整個遊戲場景，在這個空間表面貼上天空效果的貼圖。一般來說非常大，要比實際遊戲場大，接近玩家視野的極限。
天空盒組成：

• 大氣顏色層
• 雲層
• 天體層
• 遠景片

12.LOD
前面提到過，視野遠處的東西玩家是看不到細節的，所以也就不需要給其渲染那麼複雜的模型（貼圖等）。LOD就是基於這個原理根據與相機位置的距離動態切換資源（高精度資源與低精度資源），是遊戲中常用的渲染優化方式

13.地形的處理
遊戲場景中的地形可以說僅次於天空盒大小的存在了，與天空盒不同，玩家與地形的距離非常近，所以一般來說地形的表現細節應該足夠豐富才行。但是問題是如果給所有的地形都賦予足夠的精度，就需要佔用大量的記憶體，這是不現實的，所以地形也要有LOD處理，遠處的地形不需要太精細的效果。另外，在遊戲中的大地形是不存在球形的。其實地形只是一個面片，玩家只在面片的上面進行移動。
地形制作：一般由美術在客戶端進行刷，構建完畢後會以高度圖的形式儲存在地圖資料資訊裡面。
高度圖：其實就是一個二維表，記錄每個座標的高度值（Z值）
地形LOD的處理方法： 按照距離大小，視覺貢獻度（斜面的貢獻度比平面高）來分配不同精度的LOD模型

14.地表紋理處理
由於地形面積過大，正常情況下需要提供大量的貼圖來表現不同位置的不同效果。為了節省貼圖資源所佔用的記憶體空間，同時還想表示出豐富的地貌效果，就需要用到多層紋理混合技術。只需要幾個貼圖，按照不同權重的混合就能達到多種不同的效果。

15.水
前面渲染的課簡單說到了水的渲染一般是通過UV動畫（法線貼圖）來實現的，但是更逼真的水還需要考慮到反射與折射，甚至是與玩家
的互動。這就需要進一步新增反射貼圖等更深層次的處理。

16.植被
實現方式1：記錄每株草的位置、貼圖、材質等資訊，執行時生成草的模型，將使用同樣貼圖的草合併為若干組。
實現方式2：記錄植被區域，記錄區域內植被貼圖、材質等資訊，設定區域植被的密度、變異因子等資訊，執行是生成若干組隨機植被。