Game Engine Architecture and Development. Effekte (Sound, Partikel, Physik)

Transkript

1 Game Engine Architecture and Development Effekte (Sound, Partikel, Physik)

2 Wer hat schon was?

3 Sound

4 s

5 Soundsysteme Einfach zu benutzen Leveldesigner müssen sehr einfach Sounds hinzufügen können (Gamplay Programmer auch) Effizient Flexibel

6 Soundsysteme

7 Probleme?

8 Probleme Disk Hit(!) Viele, viele Sounds in einer Map begrenzte Kanalzahl Musik: Faden Große Dateien

9 Problem: Disk-Hit Problem: Sound soll sofort starten, allerdings muss die Sounddatei geladen werden Lösung: Soundcaches (Source Engine bspw.) Ein Soundcache beinhaltet die ersten 125ms jedes Sounds - dieser Cache wird beim Level laden auch geladen Während den ersten 125ms kann asynchron der eigentliche Sound geladen werden

10 Problem: Begrenzte Kanalzahl Problem: Soundsysteme haben Kanäle welche Resourcen verbrauchen Daher sollten die Anzahl der aktiven Kanäle so wenig wie möglich sein

11 Problem: Begrenzte Kanalzahl Lösung: Sounds werden nur in einem gewissem Umkreis des Spielers wirklich abgespielt Erfordert allerdings ein ständiges Swappen von Sounds Eine Priorisierung kann auch notwendig sein

12 Problem: Musik Für Musik gibt es oft extra aufgesetzte Systeme Faden verschiedener Tracks (Stimmungen) Oft auch mit Gamplay Code verbunden Große Dateien: Streaming! Nur zwei kleine Buffer in die On-the-fly dekomprimiert wird

13 Sound Effekte Oft verfügbar in den Audio APIs Echo Reverb Verzerrungen In einigen Engines im Editor oder anderen Tools einstellbar um glaubwürdige Umgebungen zu schaffen (Höhlen, Offenes Gelände, Täler,..)

14 Sound APIs FMODEx OpenAL XAudio2 BASS Miles Soundsystem

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18 Partikel

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22 Partikelsysteme Bestehen aus mehreren Komponenten: Emitter Partikel (Kollisionsgeometrie)

23 Partikelsysteme Emitter: Dienen als Ausgangspunkt für die Partikel verschiedene Geometrie Formen (Kugeln, Punkte, Linien, Flächen,..) haben eine einstellbare Spawn Rate für Partikel

24 Partikelsysteme Partikel normalerweise nur einfache structs die die notwendigen Informationen über die Lebenszeit der Partikel speichern Lebensdauer, Farbe, Transparenz, Größe Dienen für den Rendering Code als Basis Können unterschiedliche Dinge sein: Billboard (Standard), Meshes,..

25 Partikelsysteme

26 Partikelsysteme Kollisionsgeometrie nettes Feature :) Verschiedene Geometrie Formen mit denen die Partikel kollidieren können bei Kollision: Unterschiedliches Verhalten

27 Partikelsysteme

28 Partikelsysteme - Rendering Effizientes Rendering: Kommt stark auf die API an!

29 Partikelsysteme - Rendering DX9: Hardware Instancing mit Aufspannen der Billboards im Vertex Shader DX10/11: Instancing, aber nur Punkte rendern und Erzeugen der Billboards im Geometrie Shader OpenGLES 2: Leider notwendig Quads (2 Dreiecke) pro Partikel zu erzeugen

30 Partikelsysteme - Softparticles

31 Partikelsysteme - Softparticles

32 Partikelsysteme - Softparticles Softparticles: Vermeiden der harten Kanten an den Billboards durch zusätzliches Einbeziehen der Depth Werte der Szene Unterschiedliche Fading Varianten denkbar

33 Partikelsysteme - Fillrate Ein klassisches Problem bei Partikeln sind Fillrate Probleme Oft bedecken Partikel einen großen Teil des Bildschirms (Explosionen, Rauch,..) Dies führt zu sehr hohem Overdraw Fillrate Probleme

34 Partikelsysteme - Fillrate Eine Lösung: Partikel nicht mit voller Auflösung rendern Partikel zum Beispiel in ein RT mit halber Auflösung des Backbuffers Allerdings: Artefakte an Kanten von Objekten Nicht geeignet für Hochfrequente Details (Funken,..) Daher: Bestimmen pro Partikel System!

35 Physik

36 Physik

37 Physik Systeme Eine einfache Anbindung ist oft einfach Quasi alle verfügbaren Systeme: Welt (Physik) Rigid Bodies (Ragdolls, Soft-Bodies,..)

38 Physik Systeme Anbindung: Bei Level laden Welt erstellen (Parameter einstellen) Für Physikobjekte müssen parallel in der Physik Welt die passenden Rigid Bodies etc. angelegt werden Pro Frame wird die Step() Methode der Physik Simulation ausgeführt Nachdem die Ergebnisse berechnet wurden werden sie aus der Physikwelt auf die Engine Repräsentation übertragen (Position, Rotation,..)

39 Beispiel: PhysX

40 Beispiel: PhysX

41 Beispiel: PhysX

42 Physik: Interaktionen Oft müssen Spieler mit der Welt interagieren (Gravity Gun,..) Hierzu bieten eigentlich alle Physik SDKs Kräfte auf Aktoren einwirken zu lassen (Gravity Gun Stoß) Auch können spezielle Aktortypen manuell verschoben werden (Capsule um den Spieler)

43 Physik APIs nvidia PhysX (PC Kostenlos) Havok Physics (PC Kostenlos) ODE (frei) Bullet (frei)...

44 Das wars für Heute Nächstes Mal: GUI,?