腾讯游戏开发精粹Ⅱ（全彩）(博文视点出品)

《腾讯游戏开发精粹 Ⅱ》是腾讯游戏研发团队不断积累沉淀的技术结晶，是继 2019年推出《腾讯游戏开发精粹》后的诚意续作。本书收录了 21 个在上线项目中得到验证的技术方案，深入介绍了腾讯公司在游戏开发领域的新研究成果和新技术进展，涉及人工智能、计算机图形、动画和物理、客户端架构和技术、服务端架构和技术及管线和工具等多个方向。本书适合游戏从业者、游戏相关专业师生及对游戏幕后技术原理感兴趣的普通玩家。

本书作者团队来自腾讯游戏各个部门，由数十位从事一线技术研发和前沿创新的技术专家组成。

√ 代表腾讯冠绝全球的游戏开发技术

√ 来自上线项目的21个前沿解决方案

√ 中国版Game Programming Gems

√ 鹅厂创办人携各大工作室联合力荐

推荐序

本书是《腾讯游戏开发精粹》系列的第二册。万事开头难，得益于第一册的优秀成绩，本书在编写过程中秉承了第一册的开放精神，力求推动游戏开发领域朝着更加开放的未来迈进。本书通过系统性地组织，鼓励腾讯游戏的工程师将游戏中实际使用的新技术拿出来，毫无保留地与行业共享，与行业一起进步。

游戏技术覆盖面广泛。因此，本书在筹备的过程中在广度上下了功夫。在征稿阶段，全面覆盖腾讯游戏的所有工作室群及同级组织；在审稿阶段，有幸邀请到各个方向的技术专家担任审稿人和编委，力求在广度上充分展现腾讯游戏的技术胸怀和包容性。

在深度上，各位专家审稿人严格把关，保障了文章的技术深度和质量。本书在征稿阶段收到了53份有效投稿，覆盖了腾讯游戏技术的方方面面，由于篇幅的限制，一些优秀的投稿无法收录，在此向所有投稿人致以真诚的感谢。考虑到对读者的技术价值，本书增加了相关技术须通过大规模验证的要求，以及普通读者在阅读后较为容易复现的要求。最终，本书从创新性、时效性和实用性的角度出发，遴选出其中对业界现有技术方案有技术创新并在游戏中已经实际使用的21篇文章。

在时效性上，入选本书的技术都贴近当前游戏研发的前沿技术：从人工智能在游戏决策与内容生产上的技术突破，到光影特效在计算机图形学中的新表现；从动画物理控制下的动静相宜，到客户端与服务端上复杂细致的架构思考，再到游戏制作生产管线的工具技术。每篇文章都选择了投稿一年内的技术方案，并且充分考虑了在未来技术发展方向上的代表性。

然而，本书还是有所缺憾的，虽然投稿踊跃，遴选用心，却仍在游戏安全、软硬件结合技术和理论算法研究等方向上力有不逮。千里之行，始于足下。希望《腾讯游戏开发精粹Ⅱ》的这一小步，能向前承接本系列之开放精神，也能向后抛砖引玉，期待本系列续作发扬光大。

部分Ⅰ 人工智能

第1章 基于照片的角色捏脸和个性化技术 2

1.1　游戏中的捏脸系统 2

1.2　基于照片的角色捏脸流程 3

1.3　自定义捏脸工具包Face Avatar 31

1.4　总结 33

第2章 强化学习在游戏AI中的应用 34

2.1　游戏中的智能体 34

2.2　强化学习在竞速类游戏中的应用 38

2.3　强化学习在格斗类游戏中的应用 45

2.4　展望与总结 55

第3章 多种机器学习方法在赛车AI中的综合应用 61

3.1　游戏AI简介 61

3.2　赛车AI的常规方案 62

3.3　遗传算法优化赛车AI参数 63

3.4　监督学习训练赛车AI 68

3.5　强化学习训练赛车AI 71

3.6　总结 74

第4章 数字人级别的语音驱动面部动画生成 75

4.1　语音驱动数字人面部动画项目介绍 75

4.2　问题背景与研究现状 75

4.3　一个语音驱动高保真数字人的机器学习处理流程 79

4.4　基于深度学习语音识别的语音驱动数字人方法 85

4.5　多情绪语音驱动数字人 91

4.6　应用 93

4.7　总结 97

部分Ⅱ 计算机图形

第5章 实时面光源渲染 100

5.1　现状介绍 100

5.2　理论介绍 101

5.3　实践优化 107

5.4　总结 112

第6章 可定制的快速自动化全局光照和可见性烘焙器 113

6.1　光照烘焙简介 113

6.2　基于Voxel的快速光线追踪的实现 114

6.3　Volume Lightmap的烘焙实现 123

6.4　Visibility的烘焙、存储与使用 128

6.5　总结 143

第7章 物质点法在动画特效中的应用 145

7.1　物质点法简介 145

7.2　工业界现有的物质点法模拟库 147

7.3　物质点法在GPU上的高效实现 149

7.4　虚幻引擎中的物质点法插件 155

7.5　实现效果 160

7.6　总结 161

第8章 高自由度捏脸的表情动画复用方案 162

8.1　面部捕捉表情重定向到玩家自定义的脸 162

8.2　捏脸与表情系统概述 163

8.3　捏脸系统设计与实现 165

8.4　表情系统原理与表情捕捉技术 172

8.5　表情动画补偿与性能优化方案 178

8.6　总结 190

部分Ⅲ 动画和物理

第9章 多足机甲运动控制解决方案 192

9.1　机甲题材的游戏 192

9.2　程序化运动动画 195

9.3　表现生动化 200

9.4　地形适应 204

9.5　总结 207

第10章 物理查询介绍及玩法应用 208

10.1　物理引擎和物理查询 208

10.2　穿墙问题 208

10.3　物理查询 208

10.4　射线投射查询 209

10.5　扫掠查询 213

10.6　重叠查询 219

第11章 基于物理的角色翻越攀爬通用解决方案 223

11.1　应用场景介绍 223

11.2　CP系统的物理基础 224

11.3　CP系统的设计思路 227

11.4　CP系统的具体实现 229

11.5　CP系统的性能优化和复杂度控制 236

11.6 游戏的应用与优化 238

11.7　总结 239

部分Ⅳ 客户端架构和技术

第12章 跨游戏引擎的H5渲染解决方案 242

12.1　嵌入游戏的H5渲染引擎介绍 242

12.2　如何快速开发游戏周边系统及问题 242

12.3　架构 245

12.4　渲染后端实现 251

12.5　渲染之外 269

12.6　总结 270

第13章 大世界的场景复杂度管理方案 272

13.1　游戏里的大世界 272

13.2　输入部分 277

13.3　输出部分 284

13.4　反馈控制部分 285

13.5　测试数据 290

13.6　总结 291

第14章 基于多级细节网格的场景动态加载 292

14.1　Level Streaming 292

14.2　基于多级细节网格的Level Streaming 293

14.3　将场景预处理成多级细节网格结构 295

14.4　基于多级细节网格结构的加载 298

14.5　多级细节网格的其他应用 299

14.6　总结 300

部分Ⅴ 服务端架构和技术

第15章 面向游戏的高性能服务网格TbusppMesh 304

15.1　TbusppMesh摘要 304

15.2　TbusppMesh数据通信 305

15.3　TbusppMesh组网策略 309

15.4　TbusppMesh有状态服务 315

15.5　总结 321

第16章 游戏配置系统设计 322

16.1　游戏配置系统概述 322

16.2　游戏配置简介 322

16.3　游戏配置系统 323

16.4　配置设计与发布 324

16.5　配置Web管理系统 328

16.6　总结 330

第17章 游戏敏捷运营体系技术 331

17.1　游戏运营概况 331

17.2　DataMore大数据计算体系建设 335

17.3　基础平台 343

17.4　总结 360

部分Ⅵ 管线和工具

第18章 从照片到模型 364

18.1　从照片到模型概述 364

18.2　拍摄和预处理 366

18.3　模型生成和处理 374

18.4　去光照 378

18.5　结果展示 384

18.6 总结 385

第19章 一种可定制的Lua代码编辑检测工具 387

19.1　LuaHelper简介 387

19.2　研究现状 388

19.3　实现原理 388

19.4　相关理论 392

19.5　代码检测 402

19.6　注解功能 407

19.7　总结 416

第20章 安卓平台非托管内存分析方案 417

20.1　内存问题 417

20.2　解决方案 419

20.3　适配游戏引擎 422

20.4　性能表现 425

第21章 过程化河流生成方法研究与应用 427

21.1　过程化挑战 428

21.2　Houdini / Houdini Engine简介 428

21.3　河流组成及视觉要素 429

21.4　河流生成 429

21.5　材质 449

21.6　工作流程 452

21.7　总结 455