Продолжаем реализовывать клон Plants vs Zombies в Game Maker, изучая основные особенности разработки игр в этой среде. В этом эпизоде мы затронем такие понятия как скрипты, таймлайны, ключевое слово other, depth, переопределим событие Draw, изучим несколько полезных функций и поговорим об отладке игр.

Если вы любите игры, несомненно задавались вопросом о том, как их делают. Если у вас есть (или будет) желание делать игры, но нет опыта, в этой статье я расскажу о том, как это лучше начать.

Я хотел бы рассказать об игровом движке Game Maker и разместить несколько публикаций, в которых мы напишем клон не сложной игры, например, Plants vs Zombies. Возможно, добавим поддержку геймпада и сделаем, например, Android-версию.

Обожаю заглядывать за кулисы. Мне интересно, как делаются вещи. Мне кажется, что большинству людей это тоже интересно.

Исторически так сложилось, что видеоигры не делятся исходниками. Конечно, они ведь предназначены для игроков. Но для программистов там всегда есть, на что посмотреть. И некоторые игры всё-таки выпускали свои исходники. А я давно намеревался сделать такую подборку.

К сожалению, почти все игры – для PC. Найти исходники для консолей или аркад почти нереально, и большинство программистов не в курсе различий подходов к программам на платформах, отличных от PC.

Многие игры после выпуска исходников были улучшены и дополнены сообществом – я намеренно даю ссылки только на оригинальные исходники. Так что, если вас вдруг интересуют апгрейды – они могут существовать.

Многие игры были рассмотрены на сайте Fabien Sanglard. Если вам интересны подробности их работы, то пожалуйте к нему.

Можно заметить, что многие игры принадлежат id Software/Apogee. Совпадение? Не думаю. id славится открытостью и привычкой выпускать исходники. Старые коммерческие игры уже не имеют ценности и были бы потеряны – не лучше ли, чтобы кто-то учился чему-то полезному на их основе?

Итак, приступим (в хронологическом порядке):

В данной теме я затрону 6 нормальных форм и методы приведения таблиц в эти формы.

Процесс проектирования БД с использование метода НФ является итерационным и заключается в последовательном переводе отношения из 1НФ в НФ более высокого порядка по определенным правилам. Каждая следующая НФ ограничивается определенным типом функциональных зависимостей и устранением соответствующих аномалий при выполнении операций над отношениями БД, а также сохранении свойств предшествующих НФ.

Современные компиляторы очень хорошо умеют оптимизировать код. Они удаляют никогда не выполняющиеся условные переходы, вычисляют константные выражения, избавляются от бессмысленных арифметических действий (умножение на 1, сложение с 0). Они оперируют данными, известными на момент компиляции.
В момент выполнения информации об обрабатываемых данных гораздо больше. На её основании можно выполнить дополнительные оптимизации и ускорить работу программы.
Оптимизированный для частного случая алгоритм всегда работает быстрее универсального (по крайней мере, не медленнее).
Что если для каждого набора входных данных генерировать оптимальный для обработки этих данных алгоритм?
Очевидно, часть времени выполнения уйдёт на оптимизацию, но если оптимизированный код выполняется часто, затраты окупятся с лихвой.
Как же технически это сделать? Довольно просто — в программу включается мини-компилятор, генерирующий необходимый код. Идея не нова, технология называется “компиляция времени исполнения” или JIT-компиляция. Ключевую роль JIT-компиляция играет в виртуальных машинах и интерпретаторах языков программирования. Часто используемые участки кода (или байт-кода) преобразуются в машинные команды, что позволяет сильно повысить производительность.
Java, Python, C#, JavaScript, Flash ActionScript — неполный (совсем неполный) список языков, в которых это используется. Я предлагаю решить конкретную задачу с использованием этой технологии и посмотреть, что получится.

Хочу рассказать как я создавал, и потом переводил собственную систему частиц на GPU. Как я наивно думал просто будет сделать (мол чо там, двигать частицы, тююю). На самом деле о нюансах, возникающих при реализации, можно говорить очень много и долго, поэтому далее я расскажу только об решении проблем «узких» мест.

История вопроса

Заказчик разрабатывает динамические музыкальные фонтанные комплексы, которые управляются через dmx контроллеры по сценарию. Редактор сценариев он сделал самостоятельно. Но на практике создавать сценарии оказалось неудобным, потому что для того, чтобы видеть как получается нужно иметь целиком построенный и запущенный фонтан. Кроме того, если вдруг дизайнеру хореографу захотелось добавить дополнительные сопла для фонтана — то этого сделать уже практически невозможно. Поэтому заказчик захотел обзавестись модулем для моделирования фонтанов, чтобы хореограф мог без настоящего фонтана разрабатывать сценарии. В целом у меня вышло что-то в таком духе: вот видео того что было смоделировано Hawaii50.wmv, а вот то, что вышло в реале после конструирования фонтана: H5OClip.wmv

Наверное все, кто хоть чуть-чуть работал с фотошопом — видели эффект outer glow для слоя, и пробовали с ним играться. В фотошопе есть 2 техники этого самого outer glow. Soft и precise. Soft мне был не так интересен, а вот глядя на precise — я задумался.

Выглядит он вот так:

Это однопиксельная линия. А градиент грубо говоря — отражает расстояние до ближайшего пикселя изображения. Это самое расстояние — могло бы быть очень вкусным для построения разнообразных эффектов. Это и всякие контуры, и собственные градиенты, и
Основная проблема такого glow — это сложность вычисления для больших размеров. Если у нас glow на 100 пикселей, то нам надо для каждого пикселя изображения проверить 100*100 соседних пикселей. И для изображения например 800*600 это будет всего 4 800 000 000 проверок.

Однако фотошоп этим не страдает, и прекрасно строит точный glow даже больших (до 250) размеров. Значит решение есть. И мне любопытно было его найти. Нагуглить быстрый алгоритм такого glow у меня не получилось. Большинство алгоритмов использует blur чтобы построить glow, но мы то с вами знаем, что однопиксельная линия не даст нам такого эффекта, как на картинке, она просто сблюрится.

Поэтому я погнал велосипедить.

Привет всем. Я уже однажды писал про Distance Field и приводил реализацию «эвристическим» кодом, дающую неплохую скорость: «Честный glow и скорость».

Зачем он нужен?

DField можно применять:

• Для значительного повышения качества шрифтов
• Для эффектов например горения контура. Один из эффектов я приводил в своей предыдущей статье
• Для эффекта «metaballs» но в 2д и для любых сложных шейпов. (возможно я когда-нибудь приведу пример реализации этого эффекта)
• А в данный момент DField мне нужен для качественного сглаживания углов и удаления мелких деталей.

И если в первых двух случаях мы можем заранее вычислить DField, то для других эффектов нам нужно просчитывать его в реальном времени.
В статье будет рассмотрен наиболее популярный, я бы сказал классический Chamfer distance (CDA) с кучей картинок, объясняющих принцип его работы, а так же рассмотрен двухпроходный алгоритм на GPU.
Оба алгоритма реализованы в демонстрационных программах на FPC.

Привет, Хабр! Мой сегодняшний пост по программированию графики будет не таким объемным, как предыдущие. Почти в любом сложном деле иногда есть место несерьезному, и сегодня мы будем рендерить котиков. Точнее я хочу рассказать о реализации алгоритма рендеринга меха Shells and Fins (SAF) традиционно для Direct3D 11 и OpenGL 4. За подробностями прошу под кат.

В определённый момент у любого разработчика в области компьютерной графики возникает вопрос: как же работают эти перспективные матрицы? Подчас ответ найти очень непросто и, как это обычно бывает, основная масса разработчиков бросает это занятие на полпути.

Это не решение проблемы! Давайте разбираться вместе!

Структура публикации

• Получение кватерниона из вектора и величины угла разворота
• Обратный кватернион
• Умножение кватернионов
• Поворот вектора
• Рысканье, тангаж, крен
• Серия поворотов

Получение кватерниона из вектора и величины угла разворота

Ещё раз – что такое кватернион? Для разработчика – это прежде всего инструмент, описывающий действие – поворот вокруг оси на заданный угол:

(w, vx, vy, vz),

где v – ось, выраженная вектором;
w – компонента, описывающая поворот (косинус половины угла).

Пишем генератор, который принимает с десяток входных параметров и выдает текстуру булыжника.

Продолжая тему велосипедостроения, хочу поделится тем, как я делал освещение в пиксель-арт игрушке.
Особенность этого метода заключается в том, что эти источники света не ограничиваются ни количеством ни формой.

Расскажу о различных реализациях эффекта размытия на GLSL.

Как то я слушал подкаст, в котором вскользь говорилось о написании шейдера для жука (25 минута, 35 секунда), имитирующего радужную поверхность (не знаю как сказать это по-русски, но в английском языке есть термин — iridescence). Я посмотрел этого персонажа и мне захотелось написать свой шейдер, но имитирующий более реальную поверхность хитина, о нем я расскажу в следующей статье.
Однако возникла проблема — у меня не было подходящей модели жука.

снизу фотографии настоящих жуков, сверху — моя реализация

Продолжение предыдущей статьи, на этот раз пишем шейдер.

Возможно, кто-то помнит замечательную олдскульную космическую игру Star Control 2. В свое время меня поразила огромная звездная карта с неизведанными планетами, которые предстояло исследовать на фоне разворачивающейся глобальной катастрофы. С тех пор как авторами были опубликованы исходные коды, игра была портирована под новым именем The Ur-Quan Masters на большинство современных платформ.

Покопавшись в исходниках, я обнаружил простой алгоритм, генерирующий текстуры планет, и написал программу на Python, позволяющую генерировать аналогичные текстуры.

Реализацию порядко-независимой прозрачности (order-independent transparency, OIT), наверное, можно считать классической задачей программирования компьютерной графики. По сути, алгоритмы OIT решают одну простую прикладную задачу – как нарисовать набор полупрозрачных объектов так, чтобы не беспокоиться о порядке их рисования. Правила смешивания цветов при рендеринге требуют он нас, чтобы полупрозрачные объекты рисовались в порядке от дальнего к ближнему, однако этого сложно добиться в случае протяженных объектов или объектов сложной формы. Реализация одного из самых современных алгоритмов, OIT с использованием связных списков, была представлена AMD для Direct3D 11 еще в 2010 году. Скажу откровенно, производительность алгоритма на широко доступных графических картах тех лет не произвела на меня должного впечатления. Прошло 4 года, я откопал презентацию AMD и решил реализовать алгоритм не только на Direct3D 11, но и на OpenGL 4.3. Тех, кому интересно, что получилось из этой затеи, прошу под кат.

Привет, Хабр! Мой предыдущий пост, посвященный программированию графики, был благодушно воспринят сообществом, и я отважился ещё на один. Сегодня я расскажу об алгоритме рендеринга теней Parallel-Split Shadow Mapping (PSSM), с которым я впервые столкнулся, когда возникла рабочая необходимость отображать тени на большом расстоянии от игрока. Тогда я был ограничен набором возможностей Direct3D 10, сейчас я реализовал алгоритм на Direct3D 11 и OpenGL 4.3. Подробнее алгоритм PSSM описывается в GPU Gems 3 как с математической точки зрения, так и с точки зрения реализации на Direct3D 9 и 10. За подробностями прошу под кат.

Как вы, возможно, знаете в мире Windows для рисования графики часто используется DirectX. В последних версиях (10, 11.x) библиотека серьёзно шагнула вперёд и именно на них построены движки многих современных игр. Кроме того, DirectX используется не только в играх — сам интерфейс ОС Windows тоже с непомню-какой версии (Vista?) рисуется через него, да и казалось-бы не сильно связанные с графикой программы, желая увеличить производительность и плавность зума\скрола переходят на последние версии DirectX. Так некоторое время назад на DirectX11 перешел рендер Google Chrome (вроде бы с версии 36).

Когда-то во времена Windows 95 и Pentium II была такая шутка, что чем медленнее компьютер — тем лучше можно понять работу операционной системы — невооруженным глазом видно в каком порядке прорисовываются элементы окон, обрабатываются события. Сегодня для подобных целей относительно DirectX есть отдельные инструменты — графические отладчики, позволяющие понять, как именно рисуется каждый пиксель каждого кадра, какие операции выполняет движок DirectX, какие ресурсы он использует, насколько быстро и правильно всё работает. Один из таких инструментов — RenderDoc от компании Crytek мы сегодня и рассмотрим. А в качестве примера разберём уже упомянутый выше новый рендер Google Chrome.