Моя статья 2017 года, изначально написанная для блога LightHouse Software. Приведенный код актуален и сегодня.
Коллекция библиотек dlib предоставляет функции для рисования отрезков и окружностей (см. dlib.image.render.shapes). Однако при построении сложной векторной графики не обойтись без рендеринга более интересных объектов – в этой статье я рассмотрел рисование закрашенных многоугольников и фигур Безье на их основе.
(далее…)Выпустил новую версию движка Dagon. Релиз включает поддержку экранов с высокой частотой обновления, поддержку Wayland под Linux, новые методы класса Application для управления окном приложения и методы класса Game для управления сценами. Шейдер HUD-объектов теперь поддерживает прозрачность материала. Исправлен баг с неправильным удалением из памяти сцен GLTF, также исправлен прыжок в контроллере персонажей Newton. Движок и расширения теперь используют самые свежие версии всех BindBC-биндингов.
bindbc-soloud обновлен до версии 0.2 – биндинг теперь поддерживает SoLoud 20200207.
Обновлена демка механики игры Electronvolt: добавил главное меню, опции, паузу и множество других мелких улучшений.
bindbc-opencl обновлен до версии 0.1.1.
dlib по итогам марта преодолел рекордную отметку в 14000 скачиваний в месяц! Я уже давно отслеживаю этот показатель и понятия не имею, откуда такой невероятный ажиотаж – обычное количество скачиваний в месяц не превышает 1000. Если у вас есть информация, буду рад узнать.
Сдвинулась с мертвой точки работа над Xtreme3D 4.0 – реализовал многие недостающие фичи, в том числе систему LightFX, функции TextureEx для материалов, а также поддержку FBO. Напомню, что Xtreme3D – это классический 3D-движок для Game Maker, враппер GLScene, разработкой и поддержкой которого я занимаюсь с 2009 года.
В D, как известно, нет встроенного способа удалить объект – то есть, освободить занятую им память. Функция destroy лишь вызывает деструктор и помечает объект как недействительный, но фактически память высвобождается в следующем цикле сборки мусора. dlib, будучи библиотекой для разработки приложений реального времени, предоставляет альтернативные механизмы управления памятью с возможностью удалять объекты вручную – в моменты, явно определяемые программистом, а не логикой сборщика мусора. Это накладывает на программиста определенную степень ответственности, так как стопроцентно ручное управление памятью – занятие довольно хардкорное. Я написал на Medium статью на эту тему, где описал парадигму владения (ownership), рекомендуемую при работе с dlib. Суть ее в том, что удаление данных автоматически выполняет объект-владелец этих данных, когда кто-то – вы сами или его собственный владелец – удаляет его самого. Таким образом, вы у себя в коде расставляете единичные функции Delete только в ключевых местах, когда ваше приложение переходит из одного режима в другой, а вся рутинная работа по удалению данных ложится на иерархию объектов-владельцев. Например, если это игра, то вы можете удалить текущую сцену, когда пользователь завершает уровнень, проигрывает, выходит в главное меню или загружает сохранение. Если объект сцены является владельцем всех ее данных, то они будут автоматически удалены.
Но при этом может возникнуть неожиданная проблема. Допустим, у вас есть некий глобальный менеджер игры, который каждый раз передает управление загруженной сцене. Сцена формирует нужные ей структуры данных, обрабатывает входящие события, реагирует на пользовательский ввод, обновляет изменяемое состояние и рендерит графику – то есть, совершает довольно много задач в цикле, полагаясь на то, что все ее данные находятся в памяти. Если вам нужно завершить работу сцены, то это равносильно удалению объектом самого себя – то есть, сцена обращается к корневому менеджеру с запросом о переключении в другой режим, и он ее удаляет. Можно ли в dlib так делать?
(далее…)В 2013-2017 годах я писал собственный физический движок, в котором LCP решается через систему неравенств для скоростей: каждое неравенство вводит в систему ограничение свободы для пары столкнувшихся тел, солвер итеративно решает столкновения путем корректировки скоростей. Это универсальный, но вычислительно недешевый метод, к тому же подверженный эффектам нестабильности. Импульсная физика хороша для движущихся тел, но не очень стабильна в состояниях покоя – тела часто дрожат, и для их “успокаивания” приходится вводить различные уловки и хаки, которые неизбежно вводят в систему ошибки, понижая точность симуляции.
В импульсных движках используется интегрирование Эйлера:
Где Δx – скорость частицы – интегрируется аналогичным образом на основе ускорения:
Таким образом, “физично” подействовать на частицу можно только через скорости и силы. Все ограничения в систему вводятся только через скорости – модифицировать позиции тел вручную нельзя, что делает импульсную физику в играх менее удобной для определенных геймплейных задач. Однако существует альтернативный подход на основе интегрирования Верле:
Из формулы получается, что для частицы не нужно хранить скорость, но нужна позиция с предыдущего шага интегрирования.
for (size_t i = 0; i < positions.length; i++)
{
Vector3f currentPos = positions[i];
positions[i] += (currentPos - oldPositions[i]) + freeFallAcceleration * (dt * dt);
oldPositions[i] = currentPos;
}Метод Верле позволяет легко вводить в систему ограничения: чтобы их решить, нужно итеративно скорректировать позиции частиц. Например, в случае с веревкой – то есть, набором последовательно соединенных частиц – расстояние между ними делается таким, каким оно должно быть (то есть, позиции частиц корректируются так, чтобы расстояние между ними не увеличивалось и не уменьшалось):
for (size_t i = 0; i < positions.length - 1; i++)
{
Vector3f pos1 = positions[i];
Vector3f pos2 = positions[i + 1];
if (i == 0)
positions[i] = attachPosition;
Vector3f diffVec = pos1 - pos2;
float dist = distance(pos1, pos2);
float difference = 0;
if (dist > 0.0f)
difference = (nodeDistance - dist) / dist;
Vector3f translation = diffVec * (0.5f * difference) * stiffness;
positions[i] += translation;
positions[i + 1] -= translation;
}Аналогичным образом разрешаются столкновения: для частиц вводится объемная оболочка (например, сфера), взаимопроникшие тела перемещаются в кратчайшем направлении так, чтобы их оболочки не пересекались. Алгоритмы проверки столкновений обычно дают необходимую для этого информацию – нормаль и глубину проникновения. Преимущество перед импульсным подходом в том, что для этого не нужно составлять систему для скоростей – вы можете напрямую корректировать позиции и, таким образом, легко реализовать любую модель столкновений.