Game Dev Insubria 2014/ /10/2015. Funzione matematica prende punti 3D / vettori 3D restituisce punti 3D / vettori 3D

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1 Game Dev 2015/2016 Univ Insubria Scene composite: lo scene graph Marco Tarini Recap: trasformazioni spaziali Funzione matematica prende punti 3D / vettori 3D restituisce punti 3D / vettori 3D Es: traslazioni, scalature, rotazioni, deformazioni varie Modellano: spostamenti (traslazioni) ri-orientamenti nello (rotazioni) quindi trasformano modelli 3D (applicando ad ogni pos vertice, normale vertice) queste sono dette rigide (o isometriche) ingrandimenti / rimpicciolimenti (scalature) isotropiche (uniformi) o anisotropiche (che deformano) etc: appiattimenti, (da oggetto a sua ombra), deformazioni varie Marco Tarini 1

2 Recap: trasformazioni spaziali Struttura dati interna: (es: matrici 4x4, quaternioni, asse+angolo, angoli eulero) Fattori importanti: leggerissime in memoria (poche decine di bytes) veloci da applicare a modelli interi (GPU) dinamicamente, durante il rendering in genere, si possono facilmente: interpolare invertire (trovare la trasformaz opposta) comporre (cumulare) («chiuse rispetto a composizione») si possono vedere come cambi di sistema di coordinate (almeno, una classe di trasf che ci interessa: quelle affini ) Scene composite: Composte da molti modelli 3D diversi Tipico uso: ambienti 3D es. una città, una stanza, l interno di un palazzo, etc. ma non solo: un personaggio (modelli 3D per vestiti, accessori), un arnese (modelli 3D per sottopezzi) Scena composta da molteplici istanze dello stesso modello idea: evitare di replicare in memoria lo stesso modello associare una trasformazione diversa ad ogni istanza Marco Tarini 2

3 Modelling di scene composite oggetto ruota 1 oggetto automobile mondo (globale) Scene graph posizonamento della automobile (rispetto al mondo) posiz. della ruota (rispetto all automobile) T0 T1 T2 T3 T4 T5 T6 Nella scena: - 3 istanze dello stesso modello 3D di auto - 3x4 istanze dello stesso modello 3D di ruota Marco Tarini 3

4 Scene graph mondo T0 T1 T2 ogg. 1 ogg 2 ogg 3 T3 T4 T5 T6 ogg. 4 ogg. 5 ogg. 6 ogg. 7 Scene graph T0 mondo T1 T2 T0*T3 ogg. 1 ogg 2 ogg 3 T3 T4 T5 T6 ogg. 4 ogg. 5 ogg. 6 ogg. 7 Marco Tarini 4

5 Scene graph: nodo con camera posizonamento della automobile (rispetto al mondo) V mondo vista = ( T2 x T8 ) -1 = ( T8 ) -1 x ( T2 ) -1 posiz. della ruota (rispetto all automobile) T0 T1 T2 pos camera (es, dietro all automobile) T3 T4 T5 T6 T8 camera Scene graph Struttura ad albero (cioè gerarchica) Nei nodi (istanze di) modelli 3D es: riferimenti a modelli o anche: luci, telecamera Negli archi: trasformazioni Marco Tarini 5

6 Scene Graph : la struttura dati Nodo camera: nodo che determina la posizione della camera sua trasf globale = inversa della matrice vista Mutare dinamicamente le trasformazioni? es tramite script animazione cinematica (ci torneremo) Modellare una scena 3D in un game 1/3 Es, parte del level design nei games Separazione task: modellatori di «scene props» producono i modelli 3D da comporre, es le case, muri (+ texutres etc) «sceners» modellatori di scenes compongono i modelli in uno Scene Graph (assegnando una trasformazione x nodo) [ DEMO ] Marco Tarini 6

7 Modellare una scena 3D in un game 2/3 Asset addizionali produrre la Collision Mesh (un Geometry Proxy) per ogni scene-prop! automatizzabile? non bene per: motore fisico, (ma anche: visibility computation, gameplay ) la Navigation Mesh (aka AI mesh) 1 per ogni scena per: AI automatizzabile? non bene Modellare una scena 3D in un game 3/3 Asset addizionali produrre Scripts? task del level designer Sky box, Outer terrain mesh Marco Tarini 7

8 Scene Graph come struttura dati Ogni engine / libreria, la propria soluzione No standards ma Ǝ formati files che possono includere scene graphs: es. COLLADA Idee ricorrenti: classe nodo: contiene trasformazione (locale) al padre e links (es. puntatori) a padre/figli/assets trasformazioni globali computate al volo camera come nodo speciale ottimizz per sotto-alberi ripetuti (varie soluz) Es: una tavola imbandita Marco Tarini 8

9 Es: una tavola imbandita Avendo prop Meshes: piatti, forchette, coltelli sedie tavoli parete lampadari Scenegraph da editare con istanze ripetute per i sottographi Mondo (scena) Stanza Tavolata Tavolata Fila di luci Fila di luci Sei pareti LuceLuce Luce Tavolo Posto a Tavola Posto a Tavola Coperto Sedia Coppia di Piatti Coltello Bicchiere Forchetta Marco Tarini 9

10 Es: una tavola imbandita Marco Tarini 10