Softwareprojekt Spieleentwicklung

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1 Softwareprojekt Spieleentwicklung Prototyp I (2D) Prototyp II (3D) Softwareprojekt Meilenstein I Meilenstein II Prof. Holger Theisel, Tobias Günther, OvGU Magdeburg

2 Outline Softwareprojekt (10-15 min / Gruppe) Erster Meilenstein Zeigen der Ergebnisse Gantt Chart Rendering-Pipeline (30 min)

3 Project Monitoring Aufgaben bei Meilensteinen Zusammenfassung Was hattet ihr euch für den vergangenen Monat vorgenommen? Was habt ihr geschafft, was nicht? Falls nicht, warum habt ihr es nicht geschafft? Was wurde von welchem Teammitglied gemacht? Mittelfristige Planung Was wollt ihr in einem Monat erreicht haben? Langfristige Planung Wo steht ihr auf dem Weg zum fertigen Spiel? Planvisualisierung: z.b. Gantt Chart zeigen

4 Rendering Pipeline Grundlage: Matrizen Lineare Transformationsmatrix Beschreibt Koordinatensystem Orthogonal invertierbar y [ ] z Right Up Forward x Left-handed coordinates

5 Rendering Pipeline Lineare Transformationen Beschreiben Konvertierungen von Koordinatensystemen Rotationsmatrix (für jede Achse) Skalierungsmatrix Scherungsmatrix (nutzt man kaum) Jedoch keine Translation!

6 Rendering Pipeline Affine Transformationen Anheben des 3D zu 4D Affine Transf.= lineare Transf. + Translation Erhalten Kollinearitäten und Abstandsverhältnisse paralleler Strecken [ ] Right Up Forward Position

7 Rendering Pipeline Konvertierung Kartesische zu homogenen Koordinaten x z y x 1 y z Homogene zu kartesischen Koordinaten w x y z 1 w x y z

8 Rendering Pipeline Räume auf der Rendering Pipeline Object Space World Space Viewing Space (View Reference Coordinates) Clipping Space (Normalized Projection Coordinates) Tangent Space

9 Rendering Pipeline Object Space Koordinatensystem in dem das Model modeliert wurde Typischerweise liegt (0,0,0) im Model (0,0,0) ist das Rotationszentrum Jedes Model hat seinen eigenen Object Space

10 Rendering Pipeline World Space Gemeinsames Koordinatensystem in dem sich die ganze Szene befindet Macht u.a. Abstandsberechnungen möglich Transformation Object Space World Space mittels World Matrix World Matrix..wird für jedes Objekt definiert (enthält mindestens Skalierung, Rotation und Translation)..beschreibt Lage und Orientierung des Models

11 Rendering Pipeline Viewing Space Beschreibt Lage und Orientierung der Kamera Transformation World Space Viewing Space mittels View Matrix Herausfinden wo sich die Models, von der Kamera aus betrachtet, befinden. Kamera steht in (0,0,0) Besonderheit: Forward-Basisvektor: nach hinten (!) alle sichtbaren Objekte haben negativen z-wert

12 Rendering Pipeline Clipping Space Raum in dem Clipping Algorithmen einfach sind Raum: [-1,1] x [-1,1] x [0,1] Transformation Viewing Space Clipping Space mit Projection Matrix z-achse ist nicht linear

13 Rendering Pipeline Tangent Space Beschreibt Orientierung eines Vertex Anwendung: Bump Mapping, Parallax Mapping, Relief Mapping, Transformation Object Space Tangent Space mit TBN Matrix TBN-Matrix Basisvektoren: Tangente, Binormale, Normale

14 D3D9 Rendering pipeline Vertices Primitives Vertex Shader Geometry Processing (1) Pixel Shader Pixel Rendering (3) Surfaces Texture Sampler (2) (1) Clipping, Face-culling, Rasterization (2) LOD-filtering (mipmaps) (3) Depth-, Stencil- & Alpha-Test, Blending, Fog

15 Vertex Shader Eingaben VertexBuffer (enthält die Geometrie: Positionen und Normalen im Object Space, Texturkoordinaten, ) IndexBuffer (enthält die Topologie) Vertex Declaration (enthält das Layout der Vertex- Daten) Parameter (World, View, Projection Matrix) Ausgabe Vertexposition im Clipping Space Vorberechnungen für Pixel Shader

16 Bsp: Vertex Shader Deklaration der Effect Parameter // object space world space float4x4 World; // world space view reference coords float4x4 View; // vrc normalized projection coords float4x4 Projection;

17 Bsp: Vertex Shader Definition des Vertex Layouts struct VS_In { // input of vertex shader float4 Pos : POSITION0; float3 Normal : NORMAL0; }; struct VS_Out { // output of vertex shader float4 Pos : POSITION0; float3 WNormal : TEXCOORD0; float4 WPos : TEXCOORD1; };

18 Bsp: Vertex Shader VS_Out VSFunc(VS_In in) { VS_Out out; float4 wpos = mul(in.pos, World); float4 vpos = mul(wpos, View); float3 wnormal = mul(in.normal, World); } out.pos = mul(vpos, Projection); // npc pos out.wpos = wpos; // world pos out.wnormal = wnormal; // normal return out;

19 Bsp: Pixel Shader Deklaration der Effect Parameter float3 EyePos; // Eye position // material properties float4 MatAmb; // Ambient float4 MatDif; // Diffuse // light properties float4 LDif; float3 LPos; // Diffuse // World position

20 Bsp: Pixel Shader float4 PSFunc(VS_Out in) : COLOR0 { // normalize normal float3 Normal = normalize(in.wnormal); // cartesian world position float3 WPos = in.wpos.xyz / in.wpos.w; // light direction float3 LDir = normalize(lpos WPos); // compute diffuse intensity float Kd = saturate(dot(normal, LDir));

21 Bsp: Pixel Shader // combine colors float4 color = MatAmb; color += MatDif * LDif * Kd; } // return result return color;

22 Bsp: Technique technique Technique1 { pass Pass1 { // compile using shader model 2.0 VertexShader = compile vs_2_0 VSFunc(); PixelShader = compile ps_2_0 PSFunc(); } }

23 Nächste Woche... Soll/Ist Vergleich Was wurde in der letzten Woche erreicht? Was nehmt ihr euch für die nächste Woche vor?

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