CG-FPSGame

ZJU CG 2021

不完全文档：doc
可执行文件：bin/fps.exe

简介

此项目实现了一个简单的FPS游戏。

绘制方面，使用Blinn-Phong光照模型，支持使用法线贴图提升细节，使用Shadow Mapping和PCF生成软阴影，支持HDR，支持Bloom，支持SSAO。

法线贴图：

阴影：

HDR：

Bloom：

SSAO：

粒子系统：

游戏方面，实现了射击检测，碰撞检测，生命值系统，多种枪械切换，枪械后坐力，枪械伤害衰减，简单的敌人攻击等内容。

使用开源库Dear ImGui制作了场景编辑器，可以自由编辑场景里的游戏对象和光源。

使用XML文件保存和读取场景数据，使用到了开源库TinyXML2。

项目要求

基本要求

• 基于 OpenGL/WebGL，具有基本体素（立方体、球、圆柱、圆锥、多面棱柱、多面棱台）的建模表达能力

• 具有基本三维网格导入导出功能（建议 OBJ 格式）
  ObjLoader.cpp

  // 导入
  Model* ObjLoader::LoadModel(const string& path);
  // 导出
  bool ObjLoader::WriteModel(const Model& model);

• 具有基本材质、纹理的显示和编辑能力
  Material.h

  struct Material {
      glm::vec3 colorAmbient;
      glm::vec3 colorDiffuse;
      glm::vec3 colorSpecular;
      float shininess;
      int illum;
      Texture* texDiffuse;
      Texture* texSpecular;
      Texture* texNormal;
  };

• 具有基本几何变换功能（旋转、平移、缩放等）
  Transfrom.cpp

• 基本光照明模型要求，并实现基本的光源编辑（如调整光源的位置，光强等参数）
  Light.cpp
  支持点光源、方向光、聚光灯，支持距离衰减。
  在Gui.cpp中实现了在游戏中编辑光源参数的UI。

• 能对建模后场景进行漫游如 Zoom In/Out， Pan, Orbit, Zoom To Fit等观察功能

额外要求

• 漫游时可实时碰撞检测
  场景中部分物体没有设置碰撞箱。
• 光照明模型细化
  实现了法线贴图，实时阴影，SSAO

操作说明

WASD 人物移动

1/2 切换武器

鼠标左键 射击

PageUp/PageDown 提升/降低画面亮度

Up/Down 提升/降低主角的移动速度

ALT 切换鼠标模式

O 开启/关闭SSAO

N 开启/关闭法线贴图

B 开启/关闭Bloom

H 开启/关闭HDR

注意

lib/glfw3.lib 是64位的库，所以不能编译32位版本。

源代码采用UTF-8编码，MSVC在中文系统下需要添加编译参数/utf-8，否则会出现大量Warning甚至编译失败。

如何编译

使用CMake或者支持CMake工程的IDE（例如Visual Studio 2019及以上，CLion等）打开这个文件夹，然后编译。只能编译64位版本，因为lib中只提供了64位版本的库。

如果使用Visual Studio Code的CMake插件，最终可执行文件会被输出到bin/Release/fps.exe。但是在程序中我们采用相对路径来读取Shader和资源文件，所以会找不到，需要手动将fps.exe移动到bin/fps.exe才可以正常运行。
如果使用VS或者CLion则会直接把可执行文件移动到bin/fps.exe。

建议编译Release版本，在Debug模式下ifstream的速度太慢了，读取模型文件要花相当长的时间。

参考资料

[1] https://learnopengl-cn.github.io/

[2] https://wiki.jikexueyuan.com/project/modern-opengl-tutorial/tutorial28.html

[3] https://blog.csdn.net/qq_31615919/article/details/78968434

[4] OpenGL ES应用开发实践指南 Android卷 [（美）KevinBrothaler著][机械工业出版社]

使用的开源代码：

UI库：Dear ImGui

XML读写：TinyXML2