从原理上讲，游戏开发就是将一系列变动的场景呈现在玩家面前，并根据玩家的输入修改游戏画面；而游戏画面则是通过调用目标操作系统上的图形图像库来绘制的。比较知名的图形图像库有Windows上的DirectX，*nix系统、macOS和iOS等系统上用到的OpenGL以及Android用到的Vulkan等。
一般来讲，底层的图形图像API只能进行最基本的三角形绘制，但是，因为是通过计算机的GPU进行的操作，具有并行计算的优势，在短短六十分之一秒时间内，也可以绘制出成千上万个三角形，而这么多小三角形堆叠起来看，视觉效果也就和真实场景差别不大了。
[ 图一：古墓丽影劳拉变化图 ]
现代游戏引擎一般都会把游戏人物的“建模”工作交给第三方，引擎本身只负责游戏场景和人物的绘制以及内部交互逻辑。第三方建模软件通过模拟人物的真实3D外观来将虚拟人物表面“三角形化”，附带上游戏人物在做出不同动作时的外观数据，最后生成游戏引擎可识别格式的文件，这个过程就是所谓的3D建模。
[ 图二：绘制流程 ]
3D模型制作完成后，会由游戏引擎进行绘制，这个过程一般称作“着色”（Shading）。着色的核心是叫做“着色器(Shader)”的GPU程序 - GPU通过输入一些参数信息，然后执行着色器程序就能生成最终的游戏图像。
GPU需要的参数信息主要有两种：一是纹理，二是材质。
纹理是指一个模型的表面，可以理解成一件衣服平铺起来的样子。如果是一个三维物体，其表面的纹理可以想象成是把它的表面拆开，然后压扁后的样子。什么是材质呢？材质（Material）从字面上理解的话就是材料，比如木头和大理石，看起来就是不一样的效果。同样的纹理，用不一样的材质来绘制，会得到不一样的效果图，因为材质有一些关键的参数，会影响着色器的绘制效果。
比较重要的一个参数是反射率(Albedo)。
光滑材质的反射率比较高，看起来就会亮一些。在自然白光的照射下，这样的材质看起来会偏白，如果沿着光照方向看过去，会出现光斑效果（太阳光照射下的湖面看起来会有一种很耀眼的效果）。粗糙材质的反射率比较低，看起来就比较柔和。典型的高反射率材质比如光滑的金属表面，典型的低反射率材质有布料、地面等。在3D场景中，反射率高的物体受周围物体的影响更大。譬如，一个平静的湖面会倒映出地面的建筑物。因此，高反射率的材质通常需要更多的绘制步骤。
[ 图三：一个金属球体在场景中的效果图 ]
材质的另一个重要参数是法向图(Normal Map)。
法向就是物体表面的方向。法向图表示的是材质的表面细节，比如凹槽、斑点、凸起或者空洞等，法向图通常以纹理图来表示。然而不同于一般的纹理图，法向图的每个像素点称作“纹素（texel）”，它表示的是纹理在此位置处的光照反射方向，纹素的RGB分量分别对应反射方向的XYZ分量。
[ 图四：法向图示例 ]
一个3D模型的表面纹理被分割成一个个小三角形，而法向图就表示此表面的每个像素点位置的光照反射方向。方向不同的三角形绘制出来和周围的三角形看起来颜色是不同的，从而产生了视觉上的凸起/凹陷效果。这种物体的表面细节，如果在3D建模阶段通过修改模型外观的方式来实现的话，会增加很多物体表面的细小的绘制操作。通过材质的法向图来实现，将物体“表面”和物体的实际皮肤剥离开了，可以实现同一个人物穿上不同衣服的效果。
[ 图五：绘制效果图 ]
如上图所示，右边的物体采用左边的法向图来绘制，注意看凸起位置的颜色
2. C#脚本语言 2.1 为什么需要脚本？长久以来，游戏引擎开发都采用底层语言如C++来进行，这对于游戏上层开发来说，并不友好。很难想象如果使用一款引擎修改某个人物的动作，还需要直接调用C++底层的接口，这样既不安全，也不方便。因此，一般引擎从设计之初就会把封装好的绘制接口通过某些上层语言暴露出来，给游戏制作方使用。这些上层语言就叫做游戏脚本语言。