“次时代游戏”原本指新一代游戏主机下的游戏。但随着PC硬件的升级,八核CPU成功接壤PC平台,GPU的并行计算能力在PC平台上得到迅速提升。XBOX360和PS3对于高端游戏的主宰已经过去了。现在“次时代游戏”指代和同类游戏相比下更加先进的游戏,即“下一代游戏”。而现在在网络上许多使用高端游戏引擎制作的PC游戏都称为“次时代游戏”。随着计算机硬件的发展,CPU逐渐多核化,主频不断扩大,CPU的计算能力也随之不断的提升；内存容量的扩大,读写速度的加快；显卡显存容量的扩大,计算能力的提升,支持的硬件编程指令数目也不断的增多；硬盘容量的扩大,读写速度的加快；微软图形驱动包DirectX已经从9.0经过10.0逐渐过渡到11.0,从原来的只有VS和PS编程管线过渡到VS, GS和PS编程管线,硬件编程指令也得到了很大的扩充,Windows系列操作系统也逐渐开始支持最新版本的DirectX开发包,这样就极大扩充了开发人员对显卡编程的灵活性,使开发人员可以通过更高效的方式实现更多的效果。与此同时,游戏玩家已经厌倦了当前的枯燥单调的游戏画面,他们对游戏画面的质量和效果的要求也逐渐的提高。无论从哪个方面考虑,次时代游戏引擎已经逐渐开始适应当前的需求,对次时代游戏引擎的开发也开始成为当前国内外各大游戏公司的战略部署。本文主要论述次时代游戏引擎设计与实现。论文参考当下最流行的游戏引擎CryEngine,结合笔者三年的工作和学习经历,对游戏引擎涉及的所有模块进行了深入的思考和详细的设计。本文主要从两个方面来论述,物理引擎和渲染引擎。论文将从模块分析,功能描述,概要设计,详细设计等方面,详细论述渲染引擎和物理引擎的设计思想,然后针对设计思想实现渲染引擎和物理引擎,最后针对实现的渲染引擎和物理引擎进行功能性测试和效率测试。物理引擎是为了使游戏实现比较好的物理效果,模拟基本的物理规律,同时加入布娃娃,破碎,柔体等物理效果。论文将从如下几个方面论述物理引擎的设计与实现,基本数据类型,基本功能,框架结构,碰撞检测,刚体物体和柔体物体物理学设计。渲染引擎旨在建立一个高效的渲染管线,保证渲染的正确性,实现各种渲染效果。论文将分别从渲染管线的组织,场景管理,资源管理,阴影,体积雾化,延迟渲染等多个模块论述渲染引擎的设计与实现。本文的创新点有两个方面,其一是基于硬件和软件的特性,充分发挥CPU和GPU的计算能力,重整CPU和GPU的分工,实现丰富的渲染效果和物理效果,节省资源,提高效率；其二是模块化的设计思想,将渲染引擎和物理引擎进行模块化细分,组件式开发。