Pull to refresh
39
0
Send message

Краткий курс компьютерной графики: пишем упрощённый OpenGL своими руками, статья 4a из 6

Reading time 7 min
Views 85K

Содержание курса



Улучшение кода






Official translation (with a bit of polishing) is available here.




Построение перспективного искажения


Четвёртая статья будет разбита на две, первая часть говорит про построение перспективного искажения, вторая про то, как двигать камеру и что из этого следует. Задача на сегодня — научиться генерировать вот такие картинки:



Читать дальше →
Total votes 92: ↑90 and ↓2 +88
Comments 48

Краткий курс компьютерной графики: пишем упрощённый OpenGL своими руками, статья 4б из 6

Reading time 5 min
Views 62K

Содержание курса




Улучшение кода






Official translation (with a bit of polishing) is available here.




Сегодня мы заканчиваем с ликбезом по геометрии, в следующий раз будет веселье с шейдерами!
Чтобы не было совсем скучно, вот вам тонировка Гуро:



Я убрал текстуры, чтобы было виднее. Тонировка Гуро очень проста: добрый дяденька-моделёр дал нам нормальные вектора к каждой вершине объекта, они хранятся в строчках vn x y z файла .obj. Мы считаем интенсивность освещения для каждой вершины треугольника и просто интерполируем интенсивность внутри. Ровно как мы делали для глубины z или для текстурных координат uv!

Кстати, если бы дяденька-моделёр был не таким добрым, то мы могли бы посчитать нормали к вершине как среднее нормалей граней, прилегающих к этой вершине.

Текущий код, который сгенерировал эту картинку, находится здесь.
Читать дальше →
Total votes 80: ↑77 and ↓3 +74
Comments 57

Краткий курс компьютерной графики: пишем упрощённый OpenGL своими руками, статья 3 из 6

Reading time 6 min
Views 94K

Содержание курса



Улучшение кода






Official translation (with a bit of polishing) is available here.




А что потом? Я разобрал весь материал!



В статьях 7 и 8 мы поговорим о программировании непосредственно под OpenGL. Есть ненулевая вероятность получить краткий курс OpenCL/CUDA в статьях 9+.

Удаление невидимых поверхностей


Знакомьтесь, это мой друг z-buffer головы абстрактного африканца. Он нам поможет убрать визуальные артефакты отбрасывания задних граней, которые у нас оставались в прошлой статье.



Кстати, не могу не упомянуть, что эта модель, которую я использую в хвост и в гриву, была любезно предоставлена замечательным Vidar Rapp.

Мы её можем использовать исключительно в рамках обучения рендерингу. Это очень качественная модель, с которой я варварски обошёлся, но я обещаю вернуть ей глаза!
Читать дальше →
Total votes 90: ↑89 and ↓1 +88
Comments 63

Краткий курс компьютерной графики: пишем упрощённый OpenGL своими руками, статья 2 из 6

Reading time 7 min
Views 141K

Содержание курса



Улучшение кода






Official translation (with a bit of polishing) is available here.




Update:


Внимание, статья 4в даёт новую, более простую версию растеризатора.

Давайте знакомиться, это я.



То есть, модель моей башки, отрендеренная в программе, которую мы сделаем за ближайшие час-два.

В прошлый раз мы нарисовали проволочную сетку трёхмерной модели, в этот раз мы зальём полигоны. Точнее, треугольники, так как OpenGL практически любой полигон триангулирует, поэтому ни к чему разбирать сложный случай. Напоминаю, что этот цикл статей создан для самостоятельного программирования. Время, которое я здесь привожу — это не время чтения моего кода. Это время написания вашего кода с нуля. Мой код здесь только для того, чтобы сравнить ваш (рабочий) код с моим. Я совсем не являюсь хорошим программистом, поэтому ваш код может быть существенно лучше моего. Любая критика приветствуется, любым вопросам рад.

Пожалуйста, если вы следуете этому туториалу и пишете свой код, выкладывайте его на github.com/code.google.com и им подобные и давайте ссылки в комментариях! Это может хорошо помочь как и вам (другие люди могут чего посоветовать), так и будущим читателям.
Читать дальше →
Total votes 119: ↑116 and ↓3 +113
Comments 116

Краткий курс компьютерной графики: пишем упрощённый OpenGL своими руками, статья 1 из 6

Reading time 7 min
Views 398K

Содержание курса



Улучшение кода






Official translation (with a bit of polishing) is available here.




Постановка задачи


Цель этого цикла статей — показать, как работает OpenGL, написав его (сильно упрощённый!) клон самостоятельно. На удивление часто сталкиваюсь с людьми, которые не могут преодолеть первоначальный барьер обучения OpenGL/DirectX. Таким образом, я подготовил краткий цикл из шести лекций, после которого мои студенты выдают неплохие рендеры.

Итак, задача ставится следующим образом: не используя никаких сторонних библиотек (особенно графических) получить примерно такие картинки:



Внимание, это обучающий материал, который в целом повторит структуру библиотеки OpenGL. Это будет софтверный рендер, я не ставлю целью показать, как писать приложения под OpenGL. Я ставлю целью показать, как сам OpenGL устроен. По моему глубокому убеждению, без понимания этого написание эффективных приложений с использованием 3D библиотек невозможно.
Читать дальше →
Total votes 198: ↑196 and ↓2 +194
Comments 120

Использование искусственных иммунных систем для решения задачи символьной регрессии

Reading time 4 min
Views 8.9K
Доброго времени суток, уважаемое хабро-сообщество!

Представляю на ваш суд статью, написанную по мотивам моей магистерской работы (факультет прикладной математики, информатики и механики Воронежского ГосУниверситета). Ее тема «Применение распределенных искусственных иммунных систем для решения задачи символьной регрессии». Постараюсь коротко (но содержательно) рассмотреть основные понятия искусственных иммунных систем и мой подход к их реализации для решения задачи символьной регрессии – восстановления символьного представления функции по заданному множеству ее значений в некоторых точках. Программа была написана на языке Python (версии 3.3), исходники доступны на Github.
Читать дальше →
Total votes 20: ↑18 and ↓2 +16
Comments 5

Жонглирование. Теория. Практика

Reading time 5 min
Views 40K
Настороженно отношусь к непрофильным топикам, но решил написать этот по следующим причинам:
  • У жонглирования есть своя теория — стройная и математически привлекательная!
  • Мы живем не только работой. Жонглирование — отличное развлечение и разминка после долгого сидения за компом.
  • В пятницу приятно немного расслабиться и почитать не очень серьезные статьи. К тому же, будет чем заняться на выходные, особенно если у вас не было определенных планов.

Теория


Утверждать, что жонглирование — это последовательность бросков, все равно, что сказать, что музыка — это просто последовательность нот. Нельзя назвать это неправдой, но любой, хоть немного знакомый с музыкальной теорией, возмутится последним определением — столь поверхностным и недалеким.
Читать дальше →
Total votes 252: ↑242 and ↓10 +232
Comments 45

Steering behavior. Виды изменения направления движения персонажа на ходу

Reading time 4 min
Views 22K
При разработке игр часто возникает необходимость реализации следования некоторому маршруту. Например, персонажу нужно проложить путь из точки A в точку B. Допустим рассчитали его по какому-нибудь алгоритму поиска пути, идем. И тут оказывается, что из точки C в точку D идет другой юнит и пересекает нам дорогу и надо бы его обойти. Что делать? Постоянно перестраивать путь – накладно, много лишних вычислительных расходов, когда достаточно слегка изменить направление уже во время движения, чтобы избежать столкновения.
Виды изменения направления по ходу движения и есть steering behaviors.
Читать дальше →
Total votes 22: ↑22 and ↓0 +22
Comments 8

Молнии

Reading time 4 min
Views 41K


Вы летите на своём корабле по пещере, уклоняясь от вражеского огня. Однако, довольно скоро вы осознаёте что врагов слишком много и похоже что это конец. В отчаянной попытке выжить вы жмёте на Кнопку. Да, на ту самую кнопку. На ту, что вы приготовили для особого случая. Ваш корабль заряжается и выпускает по врагам смертоносные молнии, одну за другой, уничтожая весь флот противника.

По крайней мере, таков план.

Но как же именно вам, как разработчику игры, отрендерить такой эффект?
Читать дальше →
Total votes 99: ↑97 and ↓2 +95
Comments 22

Язык программирования J. Взгляд любителя. Часть 1. Введение

Reading time 6 min
Views 21K
Дейкстра: А как вы запишите более сложное выражение? Например, сумму всех элементов матрицы, которые равны сумме индексов соответствующих строк и столбцов.
Айверсон: + + / (M = ?1 ^(o)+ ?1)M//
(Кеннет Айверсон — создатель языков APL и J)


1. Быстрый старт



Перед тем как APL получил свое название, он назывался «нотация Айверсона». Однако Кен считал, что название должно звучать просто как «Нотация». И в самом деле, мы же не говорим «трава Бога», мы говорим просто «трава».
Paul Berry


Отличительными особенностями языка программирования J можно назвать:
  • векторная арифметика
  • предельная лаконичность
  • обширная стандартная библиотека, предназначенная в частности для статистической обработки данных
  • наличие в стандартной библиотеке функций для рисования 2d графиков и 3d поверхностей, а также примитивов для создания графического интерфейса
  • подробнейшая и разнообразнейшая документация и примеры

Можно сказать, что J находится в той же нише, что и Matlab и R. Но есть одно «но» — синтаксис языка.
Приведем один из самых распространенных учебных примеров всех введений и туториалов J:

	mean =: +/%#

В данном примере определяется новая функция (на языке J это называется «глаголом») «mean», которая рассчитывает среднее значение в массиве чисел.
Читать дальше →
Total votes 35: ↑31 and ↓4 +27
Comments 10

Boids — простой алгоритм перемещения групп юнитов

Reading time 3 min
Views 31K
Во время разработки клона одной игрушки мне понадобилось перемещать группы юнитов от одной планеты к другой. Первое что пришло в голову — заспавнить юниты один за другим и двигать их по прямой. Но это выглядело не очень весело, кроме того — нужно было как-то обходить планеты. После беглого ознакомления с алгоритмами группового перемещения я решил попробовать Boids. В итоге получилось такое:



Под катом описание алгоритма с примерами кода.

Читать дальше →
Total votes 63: ↑60 and ↓3 +57
Comments 23

Шпаргалка по шаблонам проектирования

Reading time 2 min
Views 1.4M

Перевод pdf файла с сайта http://www.mcdonaldland.info/ с описанием 23-х шаблонов проектирования GOF. Каждый пункт содержит [очень] короткое описание паттерна и UML-диаграмму. Сама шпаргалка доступна в pdf, в виде двух png файлов (как в оригинале), и в виде 23-х отдельных частей изображений. Для самых нетерпеливых — все файлы в конце статьи.

Под катом — много картинок.

Читать дальше →
Total votes 192: ↑179 and ↓13 +166
Comments 66

Чего никто не говорит новичкам

Reading time 2 min
Views 60K
Это краткий пересказ лекции Айры Гласса – ведущего и продюсера национального радио-шоу «This American Life» (Эта американская жизнь). Посвящается Данилу.

Никто не говорит это новичкам и было бы здорово, если бы кто-то в начале сказал это мне: все мы – люди, которые начинают заниматься творческой работой – мы начинаем заниматься ею, потому что у нас хороший вкус. Но результат совсем не соответствует тому, что говорит тебе твой вкус. Первые несколько лет ты работаешь, но результат не особо хорош. Он как бы пытается быть хорошим, у него есть к тому потенциал, но он не так уж хорош; совсем нехорош. Но твой вкус, который заставил тебя этим заняться, всё равно великолепен. Он достаточно хорош, чтобы ты увидел, что твоя работа не дотягивает; он позволяет тебе увидеть, что она паршива. Многие люди не проходят эту фазу, многие люди на этом всё бросают.
Читать дальше →
Total votes 50: ↑36 and ↓14 +22
Comments 25

Сетевое программирование для разработчиков игр. Часть 2: прием и передача пакетов данных

Reading time 9 min
Views 105K
От переводчика: Это перевод второй статьи из цикла «Networking for game programmers». Мне очень нравится весь цикл статей, плюс всегда хотелось попробовать себя в качестве переводчика. Возможно, опытным разработчикам статья покажется слишком очевидной, но, как мне кажется, польза от нее в любом случае будет.
Первая статья — http://habrahabr.ru/post/209144/



Прием и передача пакетов данных


Введение

Привет, меня зовут Гленн Фидлер и я приветствую вас в своей второй статье из цикла “Сетевое программирование для разработчиков игр”.


В предыдущей статье мы обсудили различные способы передачи данных между компьютерами по сети, и в конце решили использовать протокол UDP, а не TCP. UDP мы решили использовать для того, чтобы иметь возможность пересылать данные без задержек, связанных с ожиданием повторной пересылки пакетов.

А сейчас я собираюсь рассказать вам, как на практике использовать UDP для отправки и приема пакетов.

BSD сокеты

В большинстве современных ОС имеется какая-нибудь реализация сокетов, основанная на BSD сокетах (сокетах Беркли).

Сокеты BSD оперируют простыми функциями, такими, как “socket”, “bind”, “sendto” и “recvfrom”. Конечно, вы можете обращаться к этим функциями напрямую, но в таком случае ваш код будет зависим от платформы, так как их реализации в разных ОС могут немного отличаться.

Поэтому, хоть я далее и приведу первый простой пример взаимодействия с BSD сокетами, в дальнейшем мы не будем использовать их напрямую. Вместо этого, после освоения базового функционала, мы напишем несколько классов, которые абстрагируют всю работу с сокетами, чтобы в дальнейшем наш код был платформонезависимым.
Читать дальше →
Total votes 42: ↑40 and ↓2 +38
Comments 20

Сетевое программирование для разработчиков игр. Часть 1: UDP vs. TCP

Reading time 9 min
Views 171K
От переводчика: Это перевод первой статьи из цикла «Networking for game programmers». Мне очень нравится весь цикл статей, плюс всегда хотелось попробовать себя в качестве переводчика. Возможно, опытным разработчикам статья покажется слишком очевидной, но, как мне кажется, польза от нее в любом случае будет.


Привет, меня зовут Гленн Фидлер и я приветствую вас в первой статье из моей онлайн-книги “Сетевое программирование для разрабочиков игр”.

image

В этой статье мы начнем с самых базовых аспектов сетевого программирования — приема и передачи данных по сети. Прием и передача данных — это основная и наиболее простая часть из всего круга задач, которыми занимаются сетевые программисты, но часто бывает сложно определить, каким путем лучше двигаться. Уделите этой части достаточно внимания — если у вас останется непонимание, то это может привести к ужасным последствиям для вашей многопользовательской игры в дальнейшем!

Вы, скорее всего, уже что-нибудь слышали о сокетах, и, возможно, знаете, что они делятся на два основных типа — TCP и UDP. Первое, что нужно решить при разработке многопользовательской игры — это какой тип сокетов использовать — TCP, UDP, или оба?
Читать дальше →
Total votes 86: ↑75 and ↓11 +64
Comments 53

Что же там такого тяжелого в обработке исключений C++?

Reading time 12 min
Views 70K
image
Исключения и связанная с ними раскрутка стека – одна из самых приятных методик в C++. Обработка исключений интуитивно понятно согласуется с блочной структурой программы. Внешне, обработка исключений представляется очень логичной и естественной.

Аккуратное использование стековых объектов позволяет создавать очень эффективный и безопасный код, где, в отличие от систем со сборкой мусора, сохраняется локальность ссылок, что дает возможность уменьшить число обращений к системе за памятью, снизить её фрагментацию, более эффективно использовать кэш памяти.

Тем не менее, в C++, исключения традиционно рассматриваются буквально как исключительные ситуации, связанные с восстановлением после ошибок. Трудно сказать, является ли это причиной или следствием того, что реализация обработки исключений компиляторами чрезвычайно дорога. Попробуем разобраться почему.
Читать дальше →
Total votes 91: ↑90 and ↓1 +89
Comments 38

Изобретаем JPEG

Reading time 28 min
Views 172K

Вы правильно поняли из названия, что это не совсем обычное описание алгоритма JPEG (формат файла я подробно описывал в статье «Декодирование JPEG для чайников»). В первую очередь, выбранный способ подачи материала предполагает, что мы ничего не знаем не только о JPEG, но и о преобразовании Фурье, и кодировании Хаффмана. И вообще, мало что помним из лекций. Просто взяли картинку и стали думать как же ее можно сжать. Поэтому я попытался доступно выразить только суть, но при которой у читателя будет выработано достаточно глубокое и, главное, интуитивное понимание алгоритма. Формулы и математические выкладки — по самому минимуму, только те, которые важны для понимания происходящего.

Знание алгоритма JPEG очень полезно не только для сжатия изображений. В нем используется теория из цифровой обработки сигналов, математического анализа, линейной алгебры, теории информации, в частности, преобразование Фурье, кодирование без потерь и др. Поэтому полученные знания могут пригодиться где угодно.

Если есть желание, то предлагаю пройти те же этапы самостоятельно параллельно со статьей. Проверить, насколько приведенные рассуждения подходят для разных изображений, попытаться внести свои модификации в алгоритм. Это очень интересно. В качестве инструмента могу порекомендовать замечательную связку Python + NumPy + Matplotlib + PIL(Pillow). Почти вся моя работа (в т. ч. графики и анимация), была произведена с помощью них.

Внимание, трафик! Много иллюстраций, графиков и анимаций (~ 10Мб). По иронии судьбы, в статье про JPEG всего 2 изображения с этим форматом из полусотни.
Читать дальше →
Total votes 356: ↑354 and ↓2 +352
Comments 70

Быстрая, экономная, устойчивая…

Reading time 10 min
Views 60K

Если вам понадобится алгоритм сортировки массива, который:
  • Работал бы гарантированно за O(N*log(N)) операций (обменов и сравнений);
  • Требовал бы O(1) дополнительной памяти;
  • Был бы устойчивым (то есть, не менял порядок элементов с одинаковыми ключами)

то вам, скорее всего, предложат ограничиться любыми двумя из этих трёх пунктов. И, в зависимости от вашего выбора, вы получите, например, либо сортировку слиянием (требует O(N) дополнительной памяти), либо пирамидальную сортировку (неустойчив), либо сортировку пузырьком (работает за O(N2)). Если вы ослабите требование на память до O(log(N)) («на рекурсию»), то для вас найдётся алгоритм со сложностью O(N*(log(N)2) — довольно малоизвестный, хотя именно его версия используется в реализации метода std::stable_sort().

На вопрос, можно ли добиться выполнения одновременно всех трёх условий, большинство скажет «вряд ли». Википедия о таких алгоритмах не знает. Среди программистов ходят слухи, что вроде бы, что-то такое существует. Некоторые говорят, что есть «устойчивая быстрая сортировка» — но у той реализации, которую я видел, сложность была всё те же O(N*(log(N)2) (по таймеру). И только в одном обсуждении на StackOverflow дали ссылку на статью B-C. Huang и M. A. Langston, Fast Stable Merging and Sorting in Constant Extra Space (1989-1992), в которой описан алгоритм со всеми тремя свойствами.

Так что же это за алгоритм?
Total votes 155: ↑150 and ↓5 +145
Comments 29

Математический фокус для MP3, JPEG и Гомера Симпсона

Reading time 6 min
Views 109K
Девять лет назад я посещал курс физики в колледже, и мой профессор рассказал одну вещь, которая поразила меня. Я думаю, не будет преувеличением сказать, что это одно из наиболее широко используемых математических открытий — от оптики до квантовой физики, радиоастрономии, сжатия MP3 и JPEG, рентгеновской кристаллографии, распознавания голоса и МРТ. Этот математический инструмент называется преобразование Фурье, в честь французского физика и математика 18-го века Жозефа Фурье. Им пользовались даже Джеймс Уотсон и Фрэнсис Крик, чтобы декодировать структуру двойной спирали ДНК из рентгенограмм, произведенных Розалиндой Франклин. (Крик был экспертом по преобразованиям Фурье, он в шутку назвал свою книгу «Преобразования Фурье для орнитологов», чтобы объяснить суть Уотсону, заядлому любителю птиц).
Читать дальше →
Total votes 159: ↑145 and ↓14 +131
Comments 35

Десятка лучших консольных команд

Reading time 2 min
Views 197K
imageВ данном посте я расскажу о наиболее интересных командах, которые могут быть очень полезны при работе в консоли. Однозначных критериев определения какая команда лучше другой — нет, каждый сам для своих условий выбирает лучшее. Я решил построить список команд на основе наиболее рейтинговых приемов работы с консолью от commandlinefu.com, кладовой консольных команд. Результат выполнения одной из таких команд под Linux приведен на картинке. Если заинтересовало, прошу под кат.
Узнать больше
Total votes 382: ↑346 and ↓36 +310
Comments 215
1

Information

Rating
Does not participate
Location
Санкт-Петербург, Санкт-Петербург и область, Россия
Date of birth
Registered
Activity