Pull to refresh
-15
0

Пользователь

Send message

Как работает физика в играх

Level of difficulty Medium
Reading time 17 min
Views 14K

В мире видеоигр игровая физика играет важную роль, определяя реалистичность и взаимодействие игрового мира с игроком. Что же происходит под капотом? Какие алгоритмы и подходы используются в современных движках? И что же значит «застрять в текстурах»? (спойлер: чушь полнейшая)

В этой статье мы рассмотрим основные принципы и технологии, лежащие в основе работы физических движков, а также предоставим советы по ее оптимизации для улучшения производительности игрового движка.

Читать далее
Total votes 72: ↑72 and ↓0 +72
Comments 33

Полезен ли сегодня быстрый обратный квадратный корень из Quake III?

Reading time 23 min
Views 70K

В 2005 году id Software опубликовала под лицензией GPL-2 исходный код своей игры 1999 года Quake III Arena. В файле code/game/q_math.c есть функция для вычисления обратного квадратного корня числа, которая на первый взгляд выглядит очень любопытным алгоритмом:

float Q_rsqrt( float number )
{
    long i;
    float x2, y;
    const float threehalfs = 1.5F;

    x2 = number * 0.5F;
    y  = number;
    i  = * ( long * ) &y;                       // зловещий хакинг чисел с плавающей запятой на уровне битов
    i  = 0x5f3759df - ( i >> 1 );               // какого чёрта?
    y  = * ( float * ) &i;
    y  = y * ( threehalfs - ( x2 * y * y ) );   // первая итерация
//  y  = y * ( threehalfs - ( x2 * y * y ) );   // вторая итерация, можно удалить

    return y;
}

Об этом алгоритме написано множество статей, и ему посвящена хорошая страница Википедии, где он назван fast inverse square root (быстрым обратным квадратным корнем). На самом деле, этот алгоритм упоминался на различных форумах ещё до публикации исходного кода Q3. Ryszard из Beyond3D провёл в 2004-2005 годах исследование и в конечном итоге выяснил, что первоначальным автором алгоритма был Грег Уолш из Ardent Computer, который создал его десятью годами ранее.
Читать дальше →
Total votes 196: ↑194 and ↓2 +192
Comments 52

Книга «Внутреннее устройство Linux. 3-е изд.»

Reading time 18 min
Views 26K
image Хорошего настроения, Хаброжители!

Познакомьтесь со всеми тонкостями работы операционной системы Linux — от системного администрирования до глубинных механизмов, обеспечивающих низкоуровневый функционал Linux. Эта книга, сразу после выхода ставшая бестселлером Amazon, даст вам базовые знания о работе с ядром Linux и принципах правильной эксплуатации компьютерных сетей, о программировании сценариев оболочки и обращении с языком С. Вы изучите вопросы защиты информации, виртуализацию и многое другое. Книга необходима системным администраторам, программистам, специалистам по защите информации, а также всем, кто изучает или хочет изучить Linux максимально быстро и эффективно.
Читать дальше →
Total votes 11: ↑10 and ↓1 +9
Comments 1

Системы частиц, освещение и Variance Shadow Maps

Reading time 8 min
Views 2.8K

Доброго времени суток. Не так давно мне удалось реализовать один довольно интересный алгоритм затенения, о чем я и хочу рассказать.

Читать далее
Total votes 14: ↑14 and ↓0 +14
Comments 2

В этой статье слишком много воды

Reading time 9 min
Views 40K
«Мы начинаем разработку новой игры, и нам нужна классная вода. Такую сможешь?»


, — cпросили меня. «Да не вопрос! Конечно, смогу», — ответил я, но голос предательски задрожал. «А, еще и на Unity?», — и мне стало понятно, что впереди очень много работы.
Читать дальше →
Total votes 175: ↑174 and ↓1 +173
Comments 36

Глобальное освещение с использованием трассировки вокселей конусами

Reading time 13 min
Views 17K
В этой статье я расскажу о реализации одного из алгоритмов расчёта глобального (переотражённого / ambient) освещения, применяемого в некоторых играх и других продуктах, — Voxel Cone Tracing (VCT). Возможно, кто-то читал старенькую статью ([VCT]) 2011 года или смотрел видео. Но статья не даёт исчерпывающих ответов на вопросы, как реализовать тот или иной этап алгоритма.


Рендер сцены без глобального освещения, и с использованием VCT:
Total votes 39: ↑39 and ↓0 +39
Comments 7

Vulkan. Руководство разработчика. Слои валидации

Reading time 12 min
Views 7.6K


Я переводчик из компании CG Tribe в Ижевске, и здесь я делюсь переводом руководства к Vulkan API. Ссылка на источник — vulkan-tutorial.com.

Эта публикация является продолжением предыдущей публикации "Vulkan. Руководство разработчика. Рисуем треугольник", она посвящена переводу главы Validation layers.

Содержание
Читать дальше →
Total votes 7: ↑7 and ↓0 +7
Comments 0

Рендеринг кадра Cyberpunk 2077

Reading time 13 min
Views 15K

Введение


Инженеры по рендерингу подвержены двум проклятьям. Во-первых, мы теряем способность смотреть на реальность, не вспоминая постоянно, как удивительно сложно вычислять распространение света и моделировать материалы.

Во-вторых, когда мы начинаем играть в любую игру, мы не можем удержаться от того, чтобы выполнить реверс-инжиниринг её технологий рендеринга (что особенно бесит в многопользовательских играх — да хватит в меня стрелять, я сюда пришёл, чтобы просто посмотреть, как камни отбрасывают тени!).

Поэтому когда я купил Cyberpunk 2077, мне обязательно нужно было посмотреть, как он рендерит кадр. Выполнять захваты этой игры через RenderDoc очень легко, так что у меня не было отговорок.

Ниже представлены мои рассуждения о техниках рендеринга игры, наблюдения, сделанные при беглом анализе захватов и нескольких часах игрового процесса.
Читать дальше →
Total votes 24: ↑24 and ↓0 +24
Comments 10

Построение выпуклой 3D оболочки

Reading time 15 min
Views 8.7K

Что? Зачем?


Всем привет!


Я хотел бы рассмотреть задачу вычислительной геометрии, а именно построение выпуклой 3D оболочки. Как мне кажется, это и не самый сложный, и не самый простой алгоритм, который было бы очень интересно и полезно разобрать.


Если Вы никогда не сталкивались с такой задачей, думаю, Вам будет интересно узнать о ней, посмотреть что это такое.


Если Вы только что-то слышали о выпуклых оболочках, Вы сможете поподробнее разузнать о них.


Если же Вы гуру выпуклых оболочек, возможно, Вам понравится еще раз послушать решение интересной задачи.


Читать дальше →
Total votes 14: ↑14 and ↓0 +14
Comments 14

Как рендерится кадр DOOM Ethernal

Reading time 16 min
Views 30K


Вступление


Doom Eternal не нуждается в отдельном представлении: это прямой преемник Doom 2016, разработанный благодаря седьмой итерации id Tech, внутреннего движка студии id Software. В свое время меня поразило и высокое качество визуальной составляющей Doom 2016, и простота и элегантность технических решений. В этом отношении Doom Eternal превосходит своего предшественника во многих областях, и некоторые из них достойны детального разбора. В этой аналитической статье я постараюсь обсудить их все.

Мой анализ вдохновлен трудом Adrian Courrèges про Doom 2016 (перевод). Я считаю, что подобные работы позволяют взглянуть на подходы к решению некоторых проблем рендеринга AAA-проектов и тем самым становятся превосходными обучающими материалами. В этом анализе я планирую обсудить общие особенности и не погружаться слишком глубоко в тонкости каждого способа и прохода рендеринга. Кроме того, некоторые проходы в Doom Eternal почти не отличаются от своих аналогов в Doom 2016 и уже были разобраны в труде Adrian Courrèges, поэтому я могу их пропустить.

Хочу особым образом отметить строго обучающий характер текущей статьи. Я никоим образом не поддерживаю реверс-инжиниринг продуктов с целью кражи интеллектуальной собственности или иного злого умысла. Если вы еще не успели сыграть в Doom Eternal, можете не беспокоиться: я разбирал лишь самое начало игры, поэтому спойлеры вам не грозят.

Итак, приступим.
Читать дальше →
Total votes 47: ↑47 and ↓0 +47
Comments 36

Рендеринг теней при помощи алгоритма Parallel-Split Shadow Mapping

Reading time 18 min
Views 33K
imageПривет, 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.
Читать дальше →
Total votes 60: ↑60 and ↓0 +60
Comments 12

Как работает рендеринг 3D-игр: освещение и тени

Reading time 20 min
Views 22K
Реализация подавляющего большинства визуальных эффектов в современных играх зависит от продуманного использования освещения и теней. Без них игры были бы скучными и безжизненными. В четвёртой части анализа рендеринга 3D-игр мы сосредоточимся на том, что происходит в 3D-мире наряду с обработкой вершин и наложением текстур. Нам снова понадобится много математики, а также уверенного понимания основ оптики.

Часть 1: обработка вершин

Часть 2: растеризация и трассировка лучей

Часть 3: текстурирование и фильтрация текстур

Вспомним пройденное


Ранее мы рассматривали ключевые аспекты перемещения и обработки объектов в сценах, их преобразования из трёхмерного пространства в плоскую сетку пикселей, а также способы наложения текстур на эти объекты. В течение многих лет такие операции составляли основную часть процесса рендеринга, и мы можем увидеть это, вернувшись в 1993 год и запустив Doom компании id Software.


По современным стандартам использование света и тени в этой игре было очень примитивным: источники освещения не учитывались, каждой поверхности на основании её вершин давалось общее значение цвета или значение освещённости окружения. Все признаки теней создавались благодаря хитрому использованию текстур и выбору цвета окружения.

Теней не было, потому что они не входили в задачу программистов: PC того времени представлял собой процессор на 66 МГц (то есть на 0,066 ГГц!), жёсткий диск на 40 МБ и 512-килобайтную графическую карту с минимальными 3D-возможностями. Перенесёмся на 23 вперёд: в знаменитой перезагрузке серии мы видим совершенно другую историю.


Для рендеринга этого кадра использовалось множество технологий, он может похвастаться такими этапами, как screen space ambient occlusion, pre-pass depth mapping, фильтры размытия боке, операторы тональной коррекции, и так далее. Расчёт освещения и затенения каждой поверхности выполняется динамически: они постоянно изменяются в зависимости от условий окружающей среды и действий игрока.
Total votes 27: ↑27 and ↓0 +27
Comments 4

Реализация скелетной анимации для трёхмерных моделей

Reading time 16 min
Views 18K

Здравствуйте! В данный момент на Хабре существует большое количество статей, посвящённых компьютерной графике и реализации различных эффектов, однако текстов на тему реализации скелетной анимации (особенно "с нуля") достаточно немного. Постараюсь восполнить этот пробел с помощью данного текста с описанием технологии и примером несложной реализации на C++ и OpenGL 4.5 (SDL2).


Total votes 9: ↑8 and ↓1 +7
Comments 5

Как рендерится кадр нового Doom

Reading time 15 min
Views 105K


Выпущенный в 1993 году первый DOOM внёс фундаментальные изменения в разработку игр и механик, он стал мировым хитом и создал новых идолов, таких как Джон Кармак и Джон Ромеро.

Сегодня, 23 года спустя, id Software принадлежит Zenimax, все основатели уже покинули компанию, но это не помешало коллективу id продемонстрировать весь свой талант, выпустив отличную игру.
Читать дальше →
Total votes 156: ↑155 and ↓1 +154
Comments 94

Реверс-инжиниринг рендеринга «Ведьмака 3»: различные эффекты неба

Reading time 34 min
Views 11K
image

[Предыдущие части анализа: первая и вторая и третья.]

Часть 1. Перистые облака


Когда действие игры происходит на открытых пространствах, одним из факторов, определяющих правдоподобность мира, является небо. Задумайтесь об этом — бОльшую часть времени небо в буквальном смысле занимает примерно 40-50% всего экрана. Небо — это намного больше, чем красивый градиент. На нём есть звёзды, солнце, луна и, наконец, облака.

Хотя современные тенденции, похоже, заключаются в объёмном рендеринге облаков при помощи raymarching-а (см. эту статью), облака в «Ведьмаке 3» полностью основаны на текстурах. Я уже рассматривал их ранее, но оказалось, что с ними всё сложнее, чем я изначально ожидал. Если вы следили за моей серией статей, то знаете, что есть разница между DLC «Кровь и вино» и остальной игрой. И, как можно догадаться, в DLC есть некоторые изменения и в работе с облаками.

В «Ведьмаке 3» есть несколько слоёв облаков. В зависимости от погоды это могут быть только перистые облака, высококучевые облака, возможно, немного облаков из семейства слоистых облаков (например, во время бури). В конце концов, облаков может не быть вовсе.
Total votes 32: ↑32 and ↓0 +32
Comments 2

Это норма — 3: типы карт нормалей

Reading time 5 min
Views 25K
Часть 1: что такое карты нормалей и как они работают

Часть 2: как запекаются карты нормалей

Как и многие другие вещи в нашей отрасли, за многие годы карты нормалей эволюционировали, и сегодня существует несколько их типов, которые могут выглядеть по-разному. В статье я перечислю те, которые помню, но, возможно, существуют и другие.

Карта нормалей касательного пространства (Tangent space normal map): самый распространённый сегодня тип карт нормалей; именно о нём мы говорили в предыдущих статьях. Он модифицирует направление нормалей модели на основании направления нормалей её вершин (то есть нам нужно контролировать нормали вершин lowpoly-модели).

image
Читать дальше →
Total votes 16: ↑16 and ↓0 +16
Comments 4

Screen Space Ambient Occlusion

Reading time 19 min
Views 9.2K
Далее будет рассказано о том, как реализовать метод расчета рассеянного освещения Screen Space Ambient Occlusion на языке программирования С++ с использованем API DirectX11.
Читать дальше →
Total votes 39: ↑39 and ↓0 +39
Comments 14

Normal-oriented Hemisphere SSAO для чайников

Reading time 8 min
Views 33K
Привет, хабрапользователь! После небольшого перерыва можно опять браться за трехмерную графику. В этот раз мы поговорим о таком алгоритме глобального затенения, как Normal-oriented Hemisphere SSAO. Интересно? Под кат!

image
Читать дальше →
Total votes 56: ↑55 and ↓1 +54
Comments 7

Learn OpenGL. Урок 7.2 – Отрисовка текста

Reading time 11 min
Views 28K

imageВ некоторый момент ваших графических приключений вам захочется вывести текст через OpenGL. Вопреки тому, что вы могли ожидать, получить простую строку на экране довольно сложно с низкоуровневой библиотекой, такой как OpenGL. Если вам не нужно больше 128 различных символов для отрисовки текста, тогда это не будет сложно. Сложности появляются, когда у символов не совпадают высота, ширина и смещение. В зависимости от того, где вы живете, вам может потребоваться больше 128 символов. А что, если вам захочется спецсимволов, математических или музыкальных символов? Как только вы поймете, что отрисовка текста — не самое простое занятие, то к вам придет осознание того, что это, скорее всего, не должно принадлежать такому низкоуровневому API, как OpenGL.


Поскольку OpenGL не предоставляет никаких средств для отрисовки текста, все трудности этого дела оказываются на нас. Поскольку не существует графического примитива "Символ", нам придется придумывать его самим. Уже есть готовые примеры: рисовать символ через GL_LINES, создать 3D-модели символов или отрисовывать символы на плоские четырехугольники в трехмерном пространстве.


Чаще всего разработчики ленятся пьют кофе выбирают последний вариант. Отрисовать эти текстурированные четырехугольники не так сложно, как выбрать правильную текстуру. В этом уроке мы познакомимся с несколькими способами и напишем свой продвинутый, но гибкий отрисовщик текста с помощью FreeType.

Читать дальше →
Total votes 14: ↑14 and ↓0 +14
Comments 7

Как выглядело бы Московское метро в трехмерном мире

Reading time 10 min
Views 105K
UPD: По просьбам в комментах добавляю ссылку на вращабельную схему на Javascript
К сожалению, код javascript вставить в тело поста не удалось
Добрый день! Недавно я читал блог одного урбаниста, который рассуждал о том, какая должна быть идеальная схема метро.Схему метро можно рисовать исходя из двух принципов:

  • Схема должна быть удобной и простой для запоминания и ориентирования
  • Схема должна соответствовать географии города

Очевидно, что эти принципы взаимоисключающие и первый принцип требует существенного искажения географической реальности.

Достаточно вспомнить, как выглядит схема Московского метро с красивыми кольцами и прямыми линиями:
Читать дальше →
Total votes 164: ↑156 and ↓8 +148
Comments 87

Information

Rating
Does not participate
Date of birth
Registered
Activity