A...РеализациjууHW Лакша Тежа Мемориjа Више Мање...

Aрхитектура игрица

ЛПРС2

РТ-РК

May 14, 2018

ЛПРС2 (РТ-РК) Aрхитектура игрица May 14, 2018 1 / 29

Саставни делови играчке платформе

Контролни улази - контролише ток игре,Видео излаз - исцртавање резултата,Аудио излаз - баш и не радимо,Игрица - чува тренутно стање и повезуjе све ово.

Игрица jе практично као jедан велики FSM.


Реализациjа играчке платформе

Платформа се може реализовати потпуно софтверски.Али jе уобичаjено да се користи хардверска акцелерациjа за некеделове, пре свега графику коjа jе наjзахтевниjа, онда звук (декодовање,мешање), физику (коjа се обично одрађуjе на графичком процесору).


Слоjеви игрице

Scripting

Engine

HW


Scripting

Саставни делови су:Gameplay - логика, како се игра игра,Мапе - да припреми мапе,AI - вештачка интелигенциjа, ботови,UI - кориснички интерфеjс, GUI, подешавања.


Реализациjа Scripting-а

Обично се пише у неким интерпретираним (скрипт) jезицима (отуданазив). На скромниjим платформама (као што jе E2LP, Sega) се пишеу компаjлираним (хард коре) jезицима, као што jе C. Ствар jекомпромиса:

Jезик Интерпретирани КомпаjлираниРазвоj Бржи СпориjиИзмене Лакше Теже

Проширивост Лакша ТежаБрзина (CPU) Мања ВећаМемориjа Већа Мања


Оправдање за интерпретиране jезике

На нивоу целе игрице:Jезик Scripting Остало

Захтевност (CPU, мемориjа) Мања ВећаКоличина кода Већа Мања

Измене (tweaking, нова верзиjа) Честе РеђеРаду Шљакери Мастер Jода

У случаjу мањих игрица, где неће бити много мењања ипроширивања, Scripting може бити урађен у компаjлираним jезицима.


Scripting у нашем случаjу

На ЛПРС2 радите га у C-у.


HW

Подразумева рад са перифериjама (видео, аудио, контролер), али ихардверску акцелерациjу (графика, аудио, физика, итд.). Практично,графика не може без хардвера.Аудио ћемо прескочити овога пута.Овде ниjе искључиво хардвер у питању, већ и софтвер у обликусистемске подршке за хардвер (драjвери, библиотеке).


Таксономиjа графике

Врсте графике (примитиве):Векторска - цртамо геометриjске облике:

линиjе,полигоне,слова.

Растерска - цртамо неке сличице:спраjтове - (sprite),текстуре - (texture).

Врсте простора боjа:Index-mode - постоjи палета боjа, а пиксели у framebuffer-у суиндекси,Color-mode - RGB, директан рад са компонентама боjа.

index-mode По геометриjи:2D,3D.ЛПРС2 (РТ-РК) Aрхитектура игрица May 14, 2018 10 / 29

Index-mode vs. Color-mode

Простор боjа Index-mode Color-modeОбрада (мешање боjа, интерполациjа) Теже Лакше

Мемориjа (framebuffer) Мање ВишеПрактично, индексни мод jе бољи на простиjим графичкама, 2D и безикаквих интерполациjа и слично.


Сортирање

Практично сви алгоритми за примењени у графичком режиму,се своде на неку врсту сортирања.


Z-оса алгоритми

Painter’s algorithm (Cликарски алгоритам) - програмеродређуjе у z-оси редослед исцртавања полигона.Z-buffering - алгоритам сам одређуjе коjи ће полигон бити прекокоjег.


Проблем са сликарским алгоритмом

Мало jе теже цртати загуљениjе 3D случаjеве.

Z-buffering то успева да исхендла jер ради сортирање исцртавања нанивоу пиксела а не полигона.


Реализациjе

Излаз може бити:Framebuffer - сортирање преко мемориjе, па касниjе их пошаљена екран,Beamchasing - нема framebuffer-а, израчуна пиксел таман пренего што га пошаље на екран.


Framebuffer vs. Beamchasing

Простор боjа Framebuffer BeamchasingСортирање на нивоу Пиксела Примитива

Алгоритам Лакши ТежиПаралелизљивост алгоритма Већа Мања

Мемориjа Више МањеМемориjски bandwidth Већи Мањи

Beamchasing jест компликованиjи за хардвер, али jе мањи bandwidth,што jе већи проблем у будућности.


2D Операциjе

Draw Line - векторска, исцртаj линиjу на екрану (framebuffer-у),Draw Rect - векторска, исцртаj полигон на екрану (framebuffer-у),Copy-Blit - растерска, копираj слику на екран, пиксел на пиксел.Copy-Strech - растерска, различите димензиjе извора иодредишта, мора да користи интерполациjу.


3D Операциjе

линиjа,троуглови.

Главна операциjа jе цртање троуглова. Сваки троугао има 3 вертекса(vertex). Могу бити исцртани као:

линиjа,jедна боjа (сва три вертекса иста боjа)интерполациjа боjа са сваког од три вертекса,мапирана текстура (texture mapping).


3D алгоритми

Rasterization - израчунава фрагмент (fragment), будући пиксел,на основу троугла и извора светлости, па врши сортирањефрагмената и коjи jе наjближи постаjе пиксел.Ray-casting - прати уназад зрак из пиксела, на први троугао коjина коjи наиђе, па се одбиjа па према извору светлости.


Rasterization vs Ray-casting

Алгоритам Rasterization Ray-castingСортирање на нивоу Фрагмената (Пиксела) ТроугловаБазични алгоритам Лакши ТежиКраjњи алгоритам Тежи Лакши

Паралелизљивост алгоритма Већа МањаРеализациjу у HW Лакша Тежа

Мемориjа Више МањеМемориjски bandwidth Већи Мањи

Сенке Не ДаОгледала Не Не


Ray-tracing

Слично као и ray-casting само се зрак може одбити више пута.Резултат: огледало jе тривиjално реализовати (рефлексиjа), прозирнематериjале исто (рефракциjа) и jош много тога.


Произвођачи

Главни:AMD,NVidia,Imagination Technologies.

Ко jош ради:Intel,Broadcom,ARM...


Слоjеви у 3D системскоj подршци

Lib with API

Driver

HW


3D lib API-jи

OpenGL,DirectX,Vulkan.


Слоjеви у 3D системскоj подршци 2

Обично произвођачи подржаваjу све API-jе.

OpenGL DirecX Vulkan

Driver

HW


Shaders

Програмабилан део рендерског pipeline-а.Geometry,Vertex,Fragment.


Engine

Engine jе софтверски радни оквир (framework) коjи олакшава развоjигрица.


Шта онда ради Engine

Мапе - да припреми мапе,Gameplay - логика, како се игра игра,AI - вештачка интелигенциjа, ботови,Физика - да срачуна ефекте.


Алгоритам игре

Учитавање

Контроле

СрачунатиGameplay

Цртањеграфике


A...РеализациjууHW Лакша Тежа Мемориjа Више Мање...

Documents

Transcript of A...РеализациjууHW Лакша Тежа Мемориjа Више Мање...