Differences

This shows you the differences between two versions of the page.

Link to this comparison view

egc:teme:2019:03 [2019/12/04 22:19]
andrei.lambru
egc:teme:2019:03 [2019/12/07 12:47] (current)
andrei.lambru
Line 1: Line 1:
-===== Tema 3 =====+======= Tema 3 - Worms 3D =======
  
-<​hidden>​ +  ​* **Responsabili:​** ​Cristi ​Lambru 
-===== Tema 3 - Worms 3D ===== +  * **Lansare:​** ​decembrie
- +
-  ​* **Responsabili:​** ​Cristian ​Lambru +
-  * **Lansare:​** ​decembrie+
   * **Termen de predare:** 12 ianuarie 2020, ora 23:55   * **Termen de predare:** 12 ianuarie 2020, ora 23:55
   * **Notă: Orice informație ce nu a fost acoperită în acest document este la latitudinea voastră!**   * **Notă: Orice informație ce nu a fost acoperită în acest document este la latitudinea voastră!**
  
-În cadrul temei trebuie să implementați un joc în care sunteți un aviator ce nu trebuie să se lovească de obstacole și nici să rămână fără combustibil pentru avion+În cadrul temei trebuie să implementați ​versiunea de Worms în 3D cu teren deformabil. În continuare este prezentat ​un demo cu toate funcționalitățile de bază.
  
-=== Constructia Scenei ​===+<​html>​ 
 +<p style="​text-align:​center;​margin:​auto;">​ 
 +<iframe width="​560"​ height="​315"​ src="​https://​www.youtube.com/​embed/​yLusrCTcpwM"​ frameborder="​0"​ allow="​accelerometer;​ autoplay; encrypted-media;​ gyroscope; picture-in-picture"​ allowfullscreen></​iframe>​ 
 +</​p>​ 
 +</​html>​
  
-Definim o suprafata ​de baleiere ​descrisa ​de functia:+===== Construcția terenului ===== 
 + 
 +==== Harta de inălțimi ==== 
 + 
 +Definim o suprafață ​de baleiere ​descrisă ​de funcția:
  
 $$ $$
Line 19: Line 24:
 $$ $$
  
-Datorita constructiei, o astfel de suprafata ​poate fi determinata ​direct de continutul ​unei texturi ​in urmatorul ​mod:+Datorită construcției, o astfel de suprafață ​poate fi determinată ​direct de conținutul ​unei texturi ​în următorul ​mod:
  
 $$ $$
-f(x,z) = texture2D(unitTexture,vec2 (u,v))+f(x,z) = texture2D(textureUnit,vec2 (u,v)).r
 $$ $$
  
-unde $\{u, v\}$ reprezinta ​coordonatele de textura ​asociate coordonatelor ​spatiale ​$\{x,z\}$.+unde $\{u, v\}$ reprezintă ​coordonatele de textură ​asociate coordonatelor ​spațiale ​$\{x,z\}$.
  
-Aceste tipuri de texturi care descriu ​suprafete ​de baleiere se numesc ​harti de inaltime ​sau **height maps**. Ele contin ​in fiecare pixel o singura informatie in $[0,255]$ (normalizat $[0,1]$), pe un singur canal, ce reprezinta inaltimea ​zonei acoperite de pixelul respectiv. Un astfel de exemplu de textura ​se poate vedea mai jos.+Aceste tipuri de texturi care descriu ​suprafețe ​de baleiere se numesc ​hărți ​de inalțimi ​sau **height maps**. Ele conțin în fiecare pixel o singură informație în $[0,255]$ (normalizată $[0,1]$), pe un singur canal, ce reprezintă înălțimea ​zonei acoperite de pixelul respectiv. Un exemplu de astfel de textură ​se poate vedea mai jos.
  
 {{ :​egc:​teme:​2019:​heightmap.png?​nolink&​200 |}} {{ :​egc:​teme:​2019:​heightmap.png?​nolink&​200 |}}
  
-Pentru a putea crea o suprafata definita ​de inaltimea data de textura ​este necesara ​o geometrie suport care sa cuprinda ​toate coordonatele $\{x,z\}$ finale ​si toate coordonatele y egale cu 0. De asemenea, ​fiecarui ​vertex ​trebuie sa i se asocieze o coordonata ​de textura, $\{u,v\} \in [0, 1]$, normalizata intre limitele ​geometriei ​pe x si pe y. In mod particular, geometria din imaginea de mai jos a fost generata cu 100 de linii si 100 de coloane, pe o suprafata de 5x5 unitati.+==== Geometria suport ==== 
 + 
 +Pentru a putea crea o suprafață definită ​de înălțimea dată de textură ​este necesară ​o geometrie suport care să cuprindă ​toate coordonatele $\{x,z\}$ finale. De asemenea, ​este necesar ca fiecărui ​vertex ​să i se asocieze o coordonată ​de textură, $\{u,v\} \in [0, 1]$, normalizată între ​limitele pe $x$ și pe $y$ ale geometriei suport.
  
 {{ :​egc:​teme:​2019:​terrain1.png?​nolink&​600 |}} {{ :​egc:​teme:​2019:​terrain1.png?​nolink&​600 |}}
  
-Geometria suport se deseneaza ​cu un shader special, care la pasul de vertex shader ​acceseaza ​textura ​in care sunt salvate inaltimileSe obtine valoarea culoarea ​de la coordonatele $\{u,v\}$ asociate ​si se obtine o valoare in $[0,1]$. Aceasta valoare reprezinta inaltimea, coordonata y a vertexului, care se poate scala, dupa plac. O desenare a geometriei generate anterior cu inaltimile obtinute din textura de mai sus si cu factorul de scalare ​al inaltimii egal cu 2 va avea rezultatul din imaginea de mai jos.+Geometria suport se desenează ​cu un shader special, care la pasul de vertex shader ​accesează ​textura ​în care se află înălțimilePrin interogarea texturii se obține înălțimea ​de la coordonatele $\{u,v\}$asociate ​vertexului. Această valoare ​se poate asocia direct coordonatei ​$y$ a vertexului ​sau se poate scala pentru un impact ​mai mare al terenului.
  
 {{ :​egc:​teme:​2019:​terrain2.png?​nolink&​600 |}} {{ :​egc:​teme:​2019:​terrain2.png?​nolink&​600 |}}
  
-<note tip>Mai multe informatii despre coliziuni si cum se pot implementa in 3D: +==== Calculul normalelor ==== 
-  * [[https://developer.mozilla.org/en-US/​docs/​Games/​Techniques/​3D_collision_detection]]+ 
 +Pentru a putea lumina terenul este necesară calcularea informației de normală. Tehnica pe care o vom folosi ​se numește "​aproximare prin diferențe finite"​ și utilizează informația vecinilor pixelului din care s-a interogat înălțimea vertexului curent. 
 + 
 +  * Se obține înălțimea de la pixelul curent, de la cel din dreapta și cel de sus. 
 + 
 +$$ 
 +height = texture2D(heightMap,​vec2(u,​v)).r \\ 
 +texelSize = vec2 (1.0/heightMapSize.x, 1.0/heightMapSize.y) \\ 
 +heightRight = texture2D(heightMap,​vec2(u+texelSize.x,​v)).r \\ 
 +heightUp = texture2D(heightMap,​vec2(u,​v+texelSize.y)).r 
 +$$ 
 + 
 +  * Se calculează diferențele pe $x$ și pe $z$. 
 + 
 +$$ 
 +H_x = height ​heightRight \\ 
 +H_z = height - heightUp \\ 
 +$$ 
 + 
 +  * Normala este reprezentată de vectorul unitate determinat de cele două diferențe pe $x$ și pe $z$. 
 + 
 +$$ 
 +normal = normalize(vec3(H_x,​ 1, H_z)) 
 +$$ 
 + 
 +<note tip> 
 +Deoarece diferențele dintre pixelul curent și vecini pot fi destul de mici, este recomandat să se folosească un factor de scalare pentru $H_x$ și $H_z$.
 </​note>​ </​note>​
  
 +Rezultatul după calcularea normalelor și adăugarea în scenă a unei lumini în centrul terenului:
 +
 +{{ :​egc:​teme:​2019:​terrain3.png?​nolink&​600 |}}
 +
 +Pentru adăugarea unei texturi de colorare a terenului (de exemplu pământ), se pot crea coordonate de textură suplimentare doar pentru aceasta sau se pot folosi coordonatele de la harta de înălțimi cu o scalare. Rezultatul final în urma aplicării luminii și a texturii se poate observa mai jos.
 +
 +{{ :​egc:​teme:​2019:​terrain4.png?​nolink&​600 |}}
  
-=== Interfața cu utilizatorul ​=== +===== Deformarea terenului =====
-Atât viețile rămase, cât și combustibilul disponibil vor fi afișate pe ecran. Pentru acest lucru se pot folosi orice forme sau metode care să exprime acest lucru: sugerăm folosirea unor sfere pentru vieți și două dreptunghiuri suprapuse pentru combustibil (unul negru în spate și unul colorat în față, care se va scala pentru a evidenția consumarea combustibilului).+
  
 +==== Buffer-ul hărții de înălțimi ====
  
-=== Bonusuri Posibile === +  * Pentru a avea acces la buffer-ul de pixeli al imaginii este necesar ca aceasta ​să fie încărcată direct cu librăria [[https://​github.com/​nothings/​stb|stb_image]]. Aceasta se află deja în framework și cu ajutorul ei se poate încărca întreaga matrice ​de pixeli a unui fișier. Se poate folosi direct imaginea din această pagină<code cpp>#​include <​stb/​stb_image.h>
-Pe lângă obstacole sau combustibil,​ pot să existe și alte obiecte specifice în scenă ce aduc anumite beneficii/​dezavantaje (de exemplu, o sferă galbenă poate aduce o viață în plus sau un cub verde face avionul invincibil pentru o perioadă de timp, sau poate trage proiectile pentru distrugerea obstacolelor etc.).+
  
-  * **Avion realist:** corpul avionului nu va fi un simplu cub/​paralelipiped,​ ci va fi mai îngust spre coadă și mai larg spre fațăDe asemenea, elicea avionului trebuie să se rotească în conformitate cu accelerația avionului ​(de exemplu dacă accelerează se rotește mai repedealtfel mai încet).+heightPixels = stbi_load((textureLoc + "​heightmap.png"​).c_str ​()&width, &​height,​ &​channels,​ STBI_grey)
 +</​code>​
  
-{{ :​egc:​teme:​2019:​forma_avion.png?​nolink&​400 |}}+  * Buffer-ul ''​heightPixels''​ păstrează toată informația imaginii într-o zonă continuă de memorie în care în prima parte se găsește prima linie de pixeli (fiecare pixel are un singur canal de culoare), urmată de a doua linie de pixeli ș.a.m.d. Pentru a încărca buffer-ul în memoria procesorului grafic se folosește: <code cpp>​glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D,​ 0, GL_R8, width, height, 0, GL_RED, GL_UNSIGNED_BYTE,​ (void*)heightPixels);​ 
 +</​code>​
  
-  * **Pilot:** pilotul va fi creat asemănător avionuluifolosind mai multe forme simple de mărimi ​și culori diferite. Pentru că pilotul avionului este un pilot fabulos, acesta va avea pletele în vânt. Astfel, folosind simple translatări ale formelor ce alcătuiesc părul, ​se va crea impresia că părul acestuia este în bătaia vântului, sau se pot folosi ​de asemenea deformări în Vertex Shader pentru simularea mișcării părului+  * Pentru modificarea texturii pur și simplu se modifică o zonă de pixeli din imagineîn interiorul acestui buffer ​și se reîncarcă buffer-ul ​în procesorul grafic cu directiva ​de mai sus.
  
-{{ :​egc:​teme:​2019:​pilotul.png?​nolink&​300 |}}+===== Gameplay =====
  
-  * Creșterea dificultății jocului ​pe măsură ce trece timpul +Jocul va fi multiplayer local în care pe rând fiecare jucător va prelua controlul a două personaje aflate în zone diferite ale terenului. Fiecare jucător va avea la dispoziție un singur proiectil ​pe tură. Acesta va avea o cameră third-person asupra personajului pentru a putea potrivi ținta. Odată decisla apasărea butonului click stânga de la mouse, proiectilul este lansat și este urmărit de cameră fără ca jucătorul să mai aibă control. La impactul proiectilului cu terenul, acesta va lăsa în urmă un crater. La urmatoarea tură se schimbă personajul.
-  * Avionul scoate fum cand accelereaza +
-  * În momentul coliziuniiobiectele se sparg în mai multe bucățele (ca în video) +
-  * **Iluminare:​** Avionul are lumini de tip spot în fața avionului+
  
 +===== Bonusuri posibile =====
  
-=== Notare (150p) === +  * Crearea de efecte speciale la impactul proiectilului cu terenul 
-  * Construcția avionului (total 30p) +  * Adăugarea unei ținte sau a unor săgeți de ghidaj ale proiectilului 
-    * Componente (10p) +  * Adăugarea de cer cu textură 
-    * Deplasare (10p) +  * Adăugarea de UI pentru viață/jucător curent 
-    * Animații (10p)  +  * Orice îmbunătățește vizual scena
-  * Construcția mediului (total 70p) +
-    * Marea (obiect + deformare animata in shader) (30p) +
-    * Norii (15p) +
-    * Combustibil (15p) +
-    * Obstacole (10p) +
-  * Interfața cu utilizatorul (10p) +
-  * Implementarea camerei third person (20p) +
-  * Implementarea camerei first person (20p)+
  
 +===== Notare (150p) =====
 +  * Construcție teren (50p)
 +  * Deformare teren (50p)
 +  * Cameră third person + lansare proiectil (20p)
 +  * Deplasare proiectil + cameră observație (20p)
 +  * Lumini spot deasupra celor două personaje (10p)
  
-=== Arhivarea proiectului ===+===== Arhivarea proiectului ​=====
  
 <​note>​ <​note>​
Line 95: Line 132:
 </​note>​ </​note>​
  
-</​hidden>​ 
egc/teme/2019/03.1575490752.txt.gz · Last modified: 2019/12/04 22:19 by andrei.lambru
CC Attribution-Share Alike 3.0 Unported
www.chimeric.de Valid CSS Driven by DokuWiki do yourself a favour and use a real browser - get firefox!! Recent changes RSS feed Valid XHTML 1.0