Бродилка

[Лог #7] Класс рисовальщика.

Добавлен DarkDes, опубликован

Рендер

Темой этого лога станет рендер. Расскажу немного о том как я себе представляю виртуального художника и почему лучше реализовать интерфейс IRender и класс-реализацию CRenderOGL, наример.

Хочется провести некоторые аналогии, которые по моему очень чётко вписываются.
Класс "рисовальщик" именовал я раньше как RenderDevice, но что это такое вообще? Зачем какие-то классы городить, когда есть, например, OpenGL? Конечно для удобства использования.
Класс IRenderDevice можно назвать художником, причём очень хорошо ему это имя подходит.
Можно сказать художнику "нарисуй мне вот тут квадрат", собственно это было бы эквивалентно такому вот вызову в коде "pRenderDevice->DrawQuad( .... )".
Художник не может нарисовать ничего, если у него нет холста, красок и кистей, и тут вновь можно провести аналогию.
Роль холста будет играть "контекст устройства"( как я понимаю это просто особая видеопамять, вернее её часть) - имеется у всех окон. Тут всё ясно холст - окно.
Кисти или их эквивалент - модели и геометрия, даже не имеет значения 2Д или 3Д. Возможно, кто-то знает, что геометрия(статичная?) в играх на движке Source, idTech и UnrealEngine называется Brush ( кисть ) - наверно просто совпадение~~, не думаю~~.
Кисть по холсту художник проведёт, но ничего не нарисует, поэтому нужны краски - текстуры, материалы, шейдеры (shaders). Думаю многие знают что из себя представляет шейдер - это подпрограмма для видеокарты, которая говорит как будет рисоваться 3Д модель. Экранный пост-процессы \ пост-эффекты - это тоже шейдер, например, свечение (glow, bloom), переход картинки в серость\цвет ( такой эффект был в игре Saboteur ).

Аналогии очень хорошо описывают набор классов графической библиотеки, однако, надо заметить, что нет конкретики. Это некая абстракция.
IRenderDevice - художник, а CRenderDeviceOGL - какой-нибудь Вася Пупкин, который вообще то тоже художник, но как видно уже конкретный.

Примерно вот так может выглядеть класс, вернее интерфейс для "художника":

class IRenderDevice
{
public:
	// Первичная инициализация GAPI-устройства
	virtual TResult	Init( WindowT *Window, int param ) = 0;

	// Инициализировать графический контекст для конкретного окна приложения 
	virtual TResult 	InitContextForWindow( WindowT *Window ) = 0;

	// Освободить граф.контекст окна
	virtual TResult 	CleanupContextForWindow( WindowT *Window ) = 0;

	// Сделать текущим(главным) контекст окна
	virtual TResult 	MakeCurrent( WindowT *Window ) = 0;

	// Сменить буфер изображения окна
	virtual TResult 	SwapBuffer( WindowT *Window ) = 0;

	// Финальная очистка граф.устройства
	virtual TResult 	Cleanup() = 0;

	virtual void ApplyView( GView * View ) = 0;
        virtual void SetMaterial( GMaterial * material ) = 0;
	virtual void DrawMesh( GMesh * Mesh ) = 0;
};

У методов этого класса нет реализации (конкретного кода) и они все виртуальные. Видно, что несколько первых методов - это инициализация, обновление кадра и освобождение ресурсов ( Init, SwapBuffer и Cleanup соответственно) - эти функции платформозависимые, что не есть хорошо вообще то. Но можно чуть-чуть избавится от зависимости "спрятав" зависимые от платформы типы и функции, например, тип переменной WindowT - произвольный (определённый мной, а не платформой), внутри которого есть платформозависимые переменные. Это сделано для того, чтобы не менять вызов функции, например:
Этот код не нужно будет менять для каждой платформы
pRenderDevice->Init( pMainWindow, 0 );

Для каждой ОС придётся лишь менять\написать код для класса WindowT и некоторые части от RenderDevice ( и\или других систем ).
Насколько это правильное решение - не знаю точно, возможно это вообще плохое решение.

Последние три функции интерфейса IRenderDevice - "применить вид", "установить материал" и "нарисовать модель". Конечно это не полный список функций, который пригодится, но для очень простых игр думаю даже такого хватит.
Функция ApplyView, которая принимает указатель на некий объект класса GView - особая штука, которой я можно сказать горжусь (хотя на самом деле нечем). GView - это что-то вроде виртуальной камеры, границ вида (вьюпорт \ viewport ) и матрицы проекции. Хранит в себе две матрицы - проекции (перспективная\ортогональная) и вида (положение и направление камеры).

Классы материала и сетки(mesh) вообще могут быть какими угодно, вернее информация которая в них хранится может быть различной и зависеть от "старшей" графической библиотеки (OpenGL \ DirectX).

Но не только материал и 3Д модель зависит от выбора библиотеки, собственно вся реализация интерфейса зависит от неё. Вот например если взять OpenGL, то может быть что-то вроде этого:

class GRenderDevice : public IRenderDevice
{
public:
	GRenderDevice();
	~GRenderDevice();

	// Первичная инициализация GAPI-устройства
	TResult		Init( WindowT *Window, int param );
	// Инициализировать графический контекст для конкретного окна приложения 
	TResult 	InitContextForWindow( WindowT *Window );
	// Освободить граф.контекст окна
	TResult 	CleanupContextForWindow( WindowT *Window );
	// Сделать текущим(главным) контекст окна
	TResult 	MakeCurrent( WindowT *Window );
	// Сменить буфер изображения окна
	TResult 	SwapBuffer( WindowT *Window );
	// Финальная очистка граф.устройства
	TResult 	Cleanup();

	void ApplyView( GView * View );
	void DrawMesh( GMesh * Mesh );

	void DrawVText( float x, float y, const char *strText, float size, bool bReversY = false );

	// Flags = 1 - color, 2 - depth, 4 - stencil
	enum{
		BIT_COLOR = 0x1,
		BIT_DEPTH = 0x2,
		BIT_STENCIL=0x4
	};
	void ClearScreen( int Flags = 0 );
	void ClearScreenColor( const float r, const float g, const float b, const float a );

	void BindTexture( GTexture * Texture );
	void SetWorldMatrix( const float * matrix );
	void SetWireframe( bool show = true );

	void	DrawRect( float x, float y, float xx, float yy );

protected:
	TResult		InitExtensions();
	HGLRC		m_hContext;      // На самом деле зависимая от платформы переменная
	WindowT		*m_pOwnerWindow;
};

Видно, что функций больше, да и переменные появились. (не забывайте, что это примеры, а в реальном проекте будет иначе). Можно создавать экземпляр этого класса и пользоваться всеми этими функциями, однако, если нужна независимость от OpenGL\DirectX, то нужно использовать IRenderDevice у которого функций меньше. Зачем тогда использовать этот урезанный класс? Дело в том, что реализацию художника можно загружать из DLL (если это реализовано, конечно), например, так сделано в Quake2 - рендер и механика игры загружаются из DLL.

Ну вот скажем та же функция ApplyView для OpenGL реализации будет выглядеть примерно так:

void GRenderDevice::ApplyView( GView * View )
{
	if( !View ) return;
// Задать вьюпорт
	View->SetViewport( 0, 0, GetBufferWidth(), GetBufferHeight() );

	glViewport( View->GetX(), View->GetY(), View->GetWidth(), View->GetHeight() );

// Утсановить матрицы (OpenGL-специичные функции)
	glMatrixMode( GL_PROJECTION );
	glLoadMatrixd( &View->GetProjectionMatrix().x[0][0] );
	glMatrixMode( GL_MODELVIEW );
	glLoadMatrixd( &(View->GetViewMatrix()).x[0][0] );
}

Или вот функция рисования сетки:

void GRenderDevice::DrawMesh( GMesh * Mesh )
{
	if( !Mesh ) return;

	GVertex3D * V		= Mesh->GetVertexArray();
	unsigned int Count	= Mesh->GetCountVertex();

// вновь специфичные функции
	glVertexPointer(	3,	GL_FLOAT, sizeof(GVertex3D), &(V[0].x) );
	glNormalPointer(		GL_FLOAT, sizeof(GVertex3D), &(V[0].nx) );
	glTexCoordPointer(	2,	GL_FLOAT, sizeof(GVertex3D), &(V[0].tu) );

// получить количество под-сеток
	unsigned int count_batch = Mesh->GetCountBatches();

// для каждой под-сетки ...
	for( unsigned int i=0; i< count_batch; ++i )
	{
		GBatch *b = 0;
		if( b = Mesh->GetBatch(i) )
		{

			if( b->m_MaterialID != -1 )
			{
//                             установить текстуру 
				BindTexture( FindTextureByID( b->m_MaterialID ) );
			}

//                     Нарисовать треугольники 
			glDrawElements( GL_TRIANGLES, b->GetCount(), GL_UNSIGNED_INT, b->GetPtr() );
		}
	}
}

Для DirectX реализации были бы совсем другие функции, но смыл бы не изменился.
Поэтому вызывая pRenderDevice->ApplyView( pView ) будет срабатывать специфичный код.

Честно говоря не очень хорошо получается у меня объяснить весь смысл, да что там - вообще не понятно что я тут написал :D

Конечно хотелось бы больше конкретного кода, но не учитель я :(
Да ещё и версия OpenGL, которую я ранее и использовал устарела, теперь придётся чуть обновить свои знания и подтянуть версию хотя бы OpenGL 3.3.

Что дальше ?

Думаю либо чуть увеличить разрыв между логами, либо небольшую паузу взять. Думаю начать уже конкретно проектировать само приложение (не писать код) и сделать небольшой альфа-прототип на каком-нибудь Unity (хотел вообще на GameMaker, но похоже с новым обновлением они отказались от WinXP - Steam отказывается запускать GM).

Заметьте ни одной картинки D: !

ОЖИДАНИЕ РЕКЛАМЫ...

Показан только небольшой набор комментариев вокруг указанного. Перейти к актуальным.

Kozinaka 9 лет назад

Я это называю графическим движком. А отрисовщик, это тот, кто конкретные игровые сущности на экран рисует, используя графический движок. Тот самый, который говорит "нарисуй мне здесь круг".

alexprey 9 лет назад

Думаю либо чуть увеличить разрыв между логами, либо небольшую паузу взять. Думаю начать уже конкретно проектировать само приложение (не писать код) и сделать небольшой альфа-прототип на каком-нибудь Unity (хотел вообще на GameMaker, но похоже с новым обновлением они отказались от WinXP - Steam отказывается запускать GM).

Ну и делал бы дальше на Юнити, не?)

DarkDes 9 лет назад

Kozinaka:

Я это называю графическим движком

Слишком мощно звучит для моих классов :) Но вообще там функции уровня DrawQuad, DrawMesh, а для конкретных игровых объектов можно вообще ещё один класс написать (или реализовать в этих самых объектах), типа DrawSupergun или DrawBee.

alexprey:

Ну и делал бы дальше на Юнити, не?)

Дальше? Но ведь я даже не начинал ) Хотел GameMaker использовать т.к. быстрее получилось бы (наверно). Сейчас уже начал потихоньку делать прототип на юньке.

Кстати, вот подумал о сюжете и персонажах и пришёл к очень интересной на мой взгляд штуке - продолжить историю другой игры, но долго сомневался надо ли сделать про кого-то нового или оставить старого перса. Изначально бродилка и задумывалась как продолжение. Короче вот небольшая игруля сделанная на конкурс Gaminator15 (но выкладываю пост-конкурсную версию)- ссылка на архив , кто пройдёт от начала и до конца - тому "респект и уващужа вообще!" :)

alexprey 9 лет назад

DarkDes:

Слишком мощно звучит для моих классов :) Но вообще там функции уровня DrawQuad, DrawMesh, а для конкретных игровых объектов можно вообще ещё один класс написать (или реализовать в этих самых объектах), типа DrawSupergun или DrawBee.

лучше завести что-то типа IDrawableObject с методом Draw в который будет передаваться твой IRenderDevice или что-то типа того, с помощью которого можно будет рисовать примитивы на экране

DarkDes 9 лет назад

alexprey:

лучше завести что-то типа IDrawableObject с методом Draw в который будет передаваться твой IRenderDevice или что-то типа того, с помощью которого можно будет рисовать примитивы на экране

Как раз думал об этом, а то у меня раньше было, что GameObject имел метод Draw куда и передавался этот RenderDevice, вообще там была очень лихая цепочка передачи этого "девайса" - сначала GameState, потом CWorld, затем GameObject ( и наследники), но думаю во всех самописных движках что-то вроде этого ))

Kozinaka 9 лет назад

DarkDes:

но думаю во всех самописных движках что-то вроде этого ))

Нет. У меня, например, объекты сами себя рисовать не умеют. За них это делает жирный клас отрисовщика, который их сортирует, группирует, солит по вкусу и только потом рисует. Но можно и с методом Draw у каждого. Каждый онанирует, как ему импонирует.

prog 9 лет назад
Отредактирован prog

Kozinaka:

У меня, например, объекты сами себя рисовать не умеют. За них это делает жирный клас отрисовщика, который их сортирует, группирует, солит по вкусу и только потом рисует.

Жирный плюс за разделение логики объекта и его отображения.

DarkDes 9 лет назад

Kozinaka:

... жирный клас отрисовщика, который их сортирует, группирует ...

Ну и RenderDevice можно аналогичной штуке научить ) Хотел вот добавить методы BeginScene \ EndScene (как в DirectX) там бы сбрасывались\ выводились списки на отрисовку.

А можешь небольшой примерчик кода как эта штука работает? С жирным отрисовщиком и конкретным объектом.

Kozinaka 9 лет назад
Отредактирован Kozinaka

prog:

Жирный плюс за разделение логики объекта и его отображения.

Спасибо :) На самом деле можно разделять и с методом Draw, просто получается морока с двумя параллельными иерархиями объектов. Одна иерархия в игровом движке - это сугубо логика, а вторая иерархия уже с объектами отрисовки. Причём иерархии разные. Я в одном своём проекте так заморачивался, пользуясь возможностями C++ по множественному наследованию, но в текущем, "Несыти", не стал. Оставил только иерархию объектов в игровом движке + жирный класс отрисовщика, который всё про то, как рисовать игровые объекты знает.

DarkDes:

А можешь небольшой примерчик кода как эта штука работает? С жирным отрисовщиком и конкретным объектом.

Кода дать не могу, окно треснет, а словами опишу. У меня движок спрайтовый, сцена слоёная. Например, есть слой с ландшафтом, есть слой с тенями наземных существ, есть слой с наземными существами, дальше тени высоких объектов, отбрасываемые на наземных существ и т.д. Некоторые объекты занимают несколько слоёв - у фонаря есть основание со своей тенью, спрайт света и верхняя часть. Внутри некоторых слоёв требуется сортировка спрайтов по тому или иному признаку - иногда просто по координате Y, иногда сложнее - звенья у червя, например, должны отрисовываться от хвоста к голове, чтобы наложения корректные были.

Имеем коллекцию объектов из игрового движка, которые нам нужно отрисовать в виде сцены. Есть полтора десятка слоёв - таких же коллекций объектов.

В зависимости от типа объекта заталкиваем его в каждый слой, в котором он отрисовывается.
Сортируем нужные слои нужным способом
Отрисовываем слои последовательно снизу вверх, рисуя от объекта в слое только его соответствующую часть.

Этим всем занимается отрисовщик. Пока различных объектов и слоёв было немного, я всё разруливал на switch'ах, но, в итоге, пришел к пачке методов у отрисовщика типа DrawXXX(Layer layer), где XXX - имя объекта. Короче, к одному методу Draw я и пришел, только при отсутствии иерархии отрисовываемых объектов - методы отрисовки плавают в воздухе, а применяются к объектам из игрового движка, в которые отрисовка не вмешивается, это вообще другая сборка.

DarkDes 9 лет назад

Kozinaka:
Хмм .. ну со слоями вроде понятно - без них в 2Д сложновато. Но есть вопрос - по сути рисование объектов как-то вот так делается ?

void SuperGame_MainLoop_Draw( )
{
    // ...
    // собственно pDrawer - это тот, кто всех рисует
    // DrawWorm - это рисование "червя"
    // pWorm - объект самого "червя"
    pDrawer->DrawWorm( pWorm );
    // ...
}

Я правильно понял идею ?

Kozinaka 9 лет назад
Отредактирован Kozinaka

DarkDes:

Я правильно понял идею?

Почти. Идея такая:

pDrawer->DrawAll();

А внутри что-то типа такого:

pSceneDrawer->DrawScene();
pGuiDrawer->DrawGUI();

А внутри DrawScene() что-то такое:

DrawLandscape();

for(auto &obj : pGameEngine->Scene->Objects)
{
     switch(obj->Type)
     {
          ...  
          case Worm: DrawWorm(obj);
          ...
     }
}

Показан только небольшой набор комментариев вокруг указанного. Перейти к актуальным.

Чтобы оставить комментарий, пожалуйста, войдите на сайт.

Выбор редакции

[Лог #7] Класс рисовальщика.

Рендер

Что дальше ?

Вход

Регистрация на сайте

Переместить ресурс

Создание задания

Выбор проекта для репоста

Управление интересами