Создание трехмерного графического движка для разработки игровых программ - Дипломная работа

В том числе к подобным продуктам относятся и видеоигры, которые в настоящее время благодаря большому спросу на различные игровые системы вносят ощутимый вклад в мировую экономику. Такая сфера деятельности как индустрия разработки компьютерных игр, зародившаяся во второй половине 70-х годов ХХ века как обычное увлечение энтузиастов, за несколько десятилетий охватила огромную аудиторию. За почти 40 лет индустрия разработки компьютерных игр уже во многом обошла своих конкурентов в сфере мультимедиа и продолжает развиваться. Известно, что в 2013 году эта часть мировой экономики занимала 91% рынка российского цифрового контента [1], а по данным за 2014 год в России игровыми программами пользовались 44,8 млн. (32%) населения страны [2]. игровой движок модуль трехмерный Особенность индустрии игр дает возможность реализоваться в этом сегменте рынка как крупным компаниям, так и отдельным разработчикам, создающим свои приложения без финансирования.Движок игры содержит в себе совокупность компонентов, как правило, независимых друг от друга, куда могут входить различные модули приложения такие как игровое меню и интерфейс, формирование сцены, загрузка уровней и объектов, воспроизведение звуковых эффектов и многое другое.Графический движок, также называемый «рендерер» или «визуализатор», является одним из главных компонентов игрового движка. Это промежуточное программное обеспечение, предназначенное для выполнения задач визуализации, или рендеринга, двухмерной или трехмерной компьютерной графики. Также немаловажным отличием является то, что игровые графические движки используют для визуализации ресурсы видеокарты, а программные для этих же целей используют центральный процессор. Графические движки не используются отдельно от основного движка, так как без дополнительного инструментария невозможно создать готовую игровую программу. Разработчики либо пишут графический движок сами, либо используют уже готовый графический пакет и объединяют его с другими компонентами (физика, звук и др.), создавая полноценный движок.Еще одним важным компонентом игрового движка является физический движок, позволяющий в виртуальном пространстве моделировать основные законы физики реального мира. Физические движки так же, как и графические, используются как составные элементы, или подпрограммы, игровых движков, а не как самостоятельные программные продукты. Также важно отметить, что игровой движок должен достаточно быстро обрабатывать данные, чтобы физические процессы в виртуальной среде воспроизводились с такой же скоростью, с которой они происходили бы в реальности.Помимо этого, задачей звукового движка может быть имитация некоторых акустических условий, эффект эха, воспроизведение звука исходя из местоположения слышащего и пр. Например, окклюзия (звук, минующий препятствие) и обструкция (звук, не проходящий через препятствие), реверберация (уменьшение интенсивности звука) и дистанционное моделирование (звук, источник которого удален от слушателя) и масса других звуковых эффектов, которые придают реализм происходящему на игровой сцене.Язык сценариев, называемый также скриптовым языком, представляет из себя язык высокого уровня, использующийся для написания сценариев, или скриптов. Скриптовые языки дают разработчикам возможность объединять между собой различные программные компоненты.Набор различного рода методик, используемых для создания имитации интеллекта в поведении игровых персонажей под управлением компьютером, называется игровым искусственным интеллектом (ИИ). Игровой ИИ заключает в себе как методы традиционного искусственного интеллекта, так и алгоритмы, использующиеся в робототехнике, компьютерной графике, информатике и теории управления. Реализация искусственного интеллекта оказывает влияние не только на игровой процесс, но и на бюджет и системные требования игры. Поэтому при создании игрового искусственного интеллекта, как и в физическом движке, активно используются различные эмуляции и упрощения. Например, безошибочное движение и мгновенная реакция, присущие компьютеру, затруднят игровой процесс, так что эти способности искусственно снижаются.Чтобы определить необходимые параметры для игрового движка, немаловажным будет изучить рынок и определить на какие игры и игровые движки есть спрос на данный момент.Unity, пожалуй, самый популярный среди начинающих разработчиков игр движок, созданный под операционные системы Windows и OS X. Этот движок пользуется спросом как у крупных компаний (например, Electronic Arts, Blizzard Entertainment, Ubisoft Entertainment и др.), так и у разработчиков небольших игр, благодаря легкости в работе с движком, возможности самостоятельной настройки интерфейса и наличию его бесплатной версии.Движок Unreal Engine, разработанный компанией Epic Games, является одним из наиболее популярных технологий для создания высококачественных игр, написанных на языке программирования C . Движок представляет собой систему зависимых модулей, таких как технологии рендеринга (например, Direct3D, OPENGL и др.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. СПЕЦИАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

1.1 Анализ предметной области

1.1.1 Обзор компонентов игрового движка

1.1.1.1 Графический движок

1.1.1.2 Физический движок

1.1.1.3 Звуковой движок

1.1.1.4 Язык сценариев

1.1.1.5 Игровой искусственный интеллект

1.1.1.6 Многопоточность

1.1.2 Обзор существующих игровых движков

1.1.2.1 Unity

1.1.2.2 Unreal Engine

1.1.2.3 CRYENGINE

1.1.2.4 Source Engine

1.1.2.5 Frostbite Engine

1.1.2.6 OGRE

1.2 Назначение и область применения

1.3 Постановка задачи

Выводы к главе 1

2. КОНСТРУКТОСКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

2.1 Выбор используемого программного обеспечения

2.1.1 Microsoft Visual Studio 2012

2.1.2 Autodesk 3ds Max 2012

2.1.3 Paint.net

2.2 Выбор языка программирования

2.3 Выбор библиотеки трехмерной графики

2.4 Разработка системы моделирования

2.4.1 Алгоритм работы базового приложения

2.4.2 Инициализация интерфейса

2.4.3 Отображение сцены и объектов

2.4.4 Управление объектами

2.4.5 Графический движок

2.5 Контрольный пример

2.5.1 Пример отображение отдельного объекта

2.5.2 Пример отображения сцены

2.5.3 Пример отображения сцены с объектом

Выводы к главе 2

3. ЭКОЛОГИЯ И ОХРАНА ТРУДА

3.1 Безопасность труда при работе с ПЭВМ

3.2 Микроклимат в рабочей зоне

3.3 Защитное зануление

3.4 Разработка эргономичного интерфейса

Выводы к главе 3

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ 1. ФУНКЦИИ ИНИЦИАЛИЗАЦИИ И ФОРМИРОВАНИЯ СЦЕНЫ ФАЙЛА ИСХОДНОГО КОДА VISENGINEDX.CPP

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. ПРОГРАММНЫЙ КОД ДЛЯ DX3D

ПРИЛОЖЕНИЕ 3. ПРОГРАММНЫЙ КОД ДЛЯ DXOBJ

ПРИЛОЖЕНИЕ 4. ПРОГРАММНЫЙ КОД ДЛЯ DXGRAPH