VERSIÓN EN ESPAÑOL Para todas aquellas personas que han querido saber cómo se creaba un videojuego, en este curso vamos a explicar cómo crear un pequeño motor, uno de los elementos nucleares de cualquier videojuego. El curso persigue comprender su concepto, entender qué es ese núcleo que en terminología inglesa se conoce como 'game engine', Analizaremos no solo su papel, sino qué utilidades debe proporcionar para ser utilizado en un videojuego. Y todo ello, explicando cómo crear un pequeño motor desde cero, que nos permitirá crear un videojuego en DirectX11. Un curso donde cualquier persona podrá entender los conocimientos básicos sobre el funcionamiento de un motor, y donde las personas con formación en programación aprenderán a crear su propio motor. El curso está estructurado de tal forma que desde el primer día tengamos resultados en pantalla y cualquier persona pueda seguir el propio curso. El resultado será un pequeño motor de videojuegos 3D sobre DirectX11, donde crearemos un pequeño videojuego de tipo FPS. IMPORTANTE Subtítulos en inglés disponibles. _________________ ENGLISH VERSION For those who ever wanted to know how to create a video game, in this course we will explain how to create a small engine, one of the main elements in any video game. This course wants to understand their concept, understand what is this nucleus called 'game engine'. We will analyze their role and which utility it has to provide in aim to be used in a video game. We will do all this by explaining how to create a small engine which will allow us to create a DirectX11 video game. A course in which anyone will be able to understand the basic knowledges on an engine's functioning, and where people who have studied programming will be able to create their own engine. This course is structured so that from the first day we have results on screen and anyone can follow them. IMPORTANT English subtitles are available for this course.
Introducción a un motor 3D (Parte V)
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Del curso dictado por Universitat Autònoma de Barcelona
Motores gráficos en videojuegos: game engine
88 calificaciones
Universitat Autònoma de Barcelona
88 calificaciones
Curso 4 de 6 en SpecializationDiseño y Creación de videojuegos
De la lección
Introducción a un motor 3D
En este módulo aprenderemos los conocimientos necesarios para crear una aplicación DirectX 11 con Microsoft Visual Studio.
Una vez creada nuestra aplicación en DirectX 11 64 bits aprenderemos a pintar modelos de tipo Debug como Ejes, cajas, esferas y grids.
Conoce a los instructores
Enric Martí GòdiaAssociate Professor
Computer Science
Jordi Arnal MontoyaCEO en Kaneda Games y Colaborador docente
Ciencias de la Computación (UAB)
Continuamos explicando los sistemas de cámaras que hemos montado en
nuestro motor.
El CameraManager, gestiona las diferentes cámaras de nuestro juego.
En nuestro motor podemos tener más de una cámara, ya sea para Debug,
ya sea para jugar, ya sea para lo que sea.
Entonces, para el CameraManager hemos utilizado una clase,
que lee un fichero XML, que luego explicaremos como son y a partir
de es fichero XML podemos crear diferentes cámaras dentro de nuestro juego.
Entonces para poder leer un fichero XML utilizamos la clase XMLParser.
Tenemos nuevamente un diccionario de cámaras de controladores de cámaras,
donde se define un nombre,
cada cámara está definida por un nombre y a partir de ese controladores de cámara
podemos coger un controlador de cámara dependiendo de su nombre.
Tenemos el método, cameracontroller que lo que será añadir un tipo de cámara
asociado a un nombre, a una posición, zoom etcétera.
Tenemos el método, ChangeVision que lo que haces es cambiar de, utilizar una cámara
como visión u otra y el ChangeControl que lo que hace es cambiar el controlador de
cámara entre uno u otro y tenemos los dos métodos que se utilizan para luego el
Frustum que nos dice si una esfera es visible, pasando una posición y un radio
o si una caja contenedora es visible, pasando un mínimo y un máximo.
El método Load que será el responsable de carganos el archivo XML
y luego el método Camera que no devolverá directamente la cámara
y el Update que actualiza el CameraManager.
Nos llegamos al CameraManager vemos que cuándo se construye,
se construye el Frustum, se inserta la primera cámara,
que es un cantador de cámara tipo que le llamamos Player que es de tipo
FPS y es la que vamos a utilizar como cámara control y cámara de visión.
Tenemos el destructor que sera responsable de eliminar cada una de las cámaras
y tenemos otro método,
que es el CameraController que dependiendo el tipo de cámara me dirá una cámara tipo
controlador de cámara tipo cámara esférica o cámara FPS.
El ChangeVision lo que hará es ir iterando respecto a los
diferentes controladores de cámara y luego tenemos el método Startelement
que sera el encargado de parcear el fichero XML; es decir nosotros
tenemos un fichero XML como el que vamos a ver a continuación.
Esto es un fichero XML, fichero XML tiene un padre que en nuestro caso es un
CameraManager, un TagPrincipal y tenemos dos tipos de elementos en este caso,
un SphericalCameraController y un FPSCameraController estos tipo de
elementos tienen propiedades, para cada tipo tenemos propiedades diferentes,
tenemos el nombre en la posición XYZ del controlador de cámara y el zoom para
la esférica y por otro lado tenemos el controlador de cámara
FPS que tiene otro nombre y posición XYZ para este tipo de cámara.
Si vamos al código por cada elemento del
fichero XML El CameraManager, SphericalCameraController o
FPSCameraController se nos llamara el método OnStartElement.
Entonces si el elemento, se llama SphericalCameraController
sacamos sus propiedades, de los atributos el nombre, la posición XYZ,
el zoom y añadimos un CameraController del tipo esférico pasando el nombre,
la posición y el zoom.
Si nos llega un tipo FPSCameraController quitamos el nombre,
posición XYZ el zoom no haría falta este caso
y haríamos un CameraController pasando el tipo de cámara, el nombre y la posición.
Entonces, ¿por qué lo hacemos con XML?
Bien, porque si nosotros queremos añadir en nuestro juego una nueva cámara,
simplemente copiando esta linea y modificando los parámetros
y cambiando el nombre, añadiríamos una nueva cámara a nuestro juego.
Es decir lo XML nos van a ir muy bien porque podemos modificar el comportamiento
a nuestro juego, simplemente modificando un fichero externo al juego,
es decir no tenemos que recompilar el código,
no tenemos que volver a general el EXE y lo podemos hacer de forma externa.
Una persona que no tenga conocimientos de programación,
podría hacerlo mediante ficheros XML.
Bien continuamos, el SphereVisible,
como hemos dicho antes simplemente devuelve si un objeto es visible o no,
según su caja contenedora y lo mismo para la caja contenedora.
Método de CameraController que devuelve un contador de cámara segun su nombre,
método Update que actualiza el contador de cámara que tengamos de control
y actualiza la cámara según el contador de cámara que tengamos como visión
y actualizara el Frustrum de camera, para actualizar el Frustrum de camera
necesitamos el View y la proyección de la cámara y por último el método Log
que hara, sera el responsable de cargar el fichero que se engaña.
Por último, para terminar con las cámaras,
tenemos las cámaras de tipo FPS hemos dicho, que sería una first person shutter,
una cámara en primera persona y la cámara esférica.
Para las cámaras esféricas y las cámaras en primera persona le vamos a calcular de
la siguiente manera: una cámara nos definirá el Yaw y el Pitch.
El Yaw sería sobre el plano XZ, es decir, si este es el plano
XZ este sería el ángulo Yaw.
Básicamente hacia donde miramos y el Pitch definirá
sobre el pano Y si miramos hacia el cielo o hacia el suelo.
En una persona el Yaw definiría si miramos hacia los lados y el Pitch
si miramos hacia arriba o hacia abajo, eso sería los ángulos.
Entonces para nuestro controlador de cámara, tendremos nuestra posición,
nuestro ángulo Yaw y nuestro ángulo Pitch.
Entonces sobre un plano XZ tenemos el ojo,
que sería la posición, esto sería un FPS, una cámara tipo FPS y el Look at.
[SONIDO] Sería
igual a la posición, más la dirección,
por una distancia que podría ser 1 y esto sería el Look at.
Entonces en nuestra
cámara vendría a dar, sería esta.
La dirección de la cámara sería el
Coseno de Yaw por
el Coseno de Pitch, el Seno de Pitch,
Seno de Yaw por Coseno de Pitch.
Este sería, nuestro vector director de la cámara.
Entonces para calcular el ojo y el Look at sería esto que vemos a continuación.
En una cámara esférica la forma de trabajar es la contraria.
En una cámara esférica tendríamos,
una posición, un ojo
y el Look at sería igual a la posición.
Entonces nuestra cámara miraría hacia esa posición.
Para calcular el ojo sería, osea el Look at
sería igual a la posición y el eye sería igual a la posición
menos la dirección que hemos calculado previamente,
claro esto sería una cámara esférica x por el zoom es
decir, la distancia
que queremos mirar respecto al objeto que estamos mirando.
Pues este sería nuestro cálculo de una cámara esférica.
Continuamos con las clases que tenemos en nuestro juego.
Tenemos la clase Player, la clase Player en esta primera sesión,
lo único que va a tener es: la posición y el controlador de cámara FPS
y es lo que vamos a mover, como veremos el controlador de cámara según el update y
podremos moverlo en la dirección de la cámara,
hacia delante hacia atrás o hacia los lados, con el método Move.
Entonces tenemos unas variables de posición velocidad,
en caso de que estemos usando la tecla Shift y luego la
velocidad vertical actual, y la velocidad vertical cuando usemos el botón de salto.
Entonces si vamos a CPP tenemos el código,
tenemos el botón de salto,
simplemente asigna la velocidad vertical a la variable del,
el valor de la variable vertical Speed Yaw para que salte y luego el menú de Update,
es el clásico lo que hace es, en caso de que no
este activa la Library modifica el Yaw de la cámara,
según el movimiento del eje X, del ratón es decir, como si miraramos de izquierda
a derecha moviendo el ratón de un lado horizontalmente hacia otro y por
otro lado, el eje vertical moverá el Pitch hacia arriba o hacia abajo,
como haríamos con la vista y luego tenemos, comprobamos la tecla,
si esta pulsada la tecla izquierda, derecha, arriba o adelante, adelante o
atrás que serán las teclas W, A, S, D que son los controles clásicos de un FPS.
La W dirá que se mueve hacia adelante, la S que se mueve hacia atrás,
la A a la izquierda y la D a la derecha.
También tenemos las variable L Forward o L Straight
que tiene un valor positivo o negativo.
Entonces, si están las teclas pulsadas de una manera determinada,
llamamos al método Move que lo que hara es según si es el método Straight o Forward
se multiplicara por el vector hacia adelante o el vector hacia los lados.
El vector que hemos dicho antes, hacia adelante sera el Coseno de Yaw en X y el
Ceno de Yaw en Z y 0 en Y y el Strafe será en perpendicular al vector frontal.
Lo que hara es el ángulo hacia adelante más 90 grados.
180 dividido entre 2, entonces lo que hara es mover en el eje
perpendicular respecto al Forward de cámara.
Luego actualiza el Vertical Speed según la gravedad y en caso
de que este por debajo de 2 metros, ahora mismo no tenemos ningún motor de física
lo dejariamos en 2 metros y el Vertical Speed en 0 y por último actualizamos la
posición de la cámara según la posición que hemos calculado multiplicado
por la velocidad y multiplicado por el tiempo, es decir: se calcula la posición
a partir del desplazamiento según la fórmula del movimiento rectilíneo.
La fórmula del movimiento rectilíneo, os la recuerdo, sería (X)
posición = (Xu) posición inicial + (V) velocidad x (T) diferencial de tiempo.
Como estamos trabajando en 3 dimensiones, la velocidad en el eje XZ, en
el plano XZ es una velocidad determinada y en eje vertical es la velocidad modificada
por la gravedad y en la posición original esto es 3 dimensiones,
esto es 3 dimensiones esto es 3 dimensiones
y esto es un valor constante que es el Elapsed Time.
Entonces, esta es la fórmula que modificamos el
nuestro movimiento de personaje.
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