Vývoj herního enginu

[Mihulik]

Ahoj,
nemáte někdo prosím nějaké zajímavé materiály k tvorbě vlastního enginu?
Vlastním doma knižky Vývoj her v jazyce Java a Programování dokonalých her v Javě. V těchto knižka je sice popsaná samotná implementace, ale nějaký obecný návrh, jak navrhnout funkční engine, jsem z nich nedostal:-(
Samotný engine by měl být:
2D a 2,5D(izometrický pohled), objektově orientovaný, snadno modifikovatelný a podpora rozšíření (modulární).
Takovou bych měl zhruba představu, rád bych se do ní pustil, jenže nějak nevím, jak začít, jelikož mi chybí obecná návrh toho enginu. Nějaký "engine" jsem si již zkusil napsat, jenže nesplňuje výše uvedené věci. Prakticky se ukázalo, že se jedná jen o jednoúčelový engine schopný pracovat s hrou, která na něj byl napsaná, ale v případě, že bych ho chtěl využít jinak, znamenalo by to přespání 90% kódu.
Budu rád za každý uvedený materiál.

Ještě jedna věc by mě zajímala-návrh editorů pro engine. Právě uživatelsky/vývojářsky přístupné enginové nástroje/editory podle mě dělají dobrý engin enginem. Bohužel v těchto knihách o tom nic není a na internetu jsem taky nic slušného nenašel (přiznávám ovšem, že ohledně vývoje enginových nástrojů jsem zatím příliš nehledal...)


No, doufám že z příspěvku je patrné o co se snažím a co hledám, takže děkuji za případnou pomoc.

Na internetu se samozřejmě dá najít řada článků, jenže mně se zatím nepodařilo najít nic, co se by se zabývalo samotným návrhem enginu (analýzou a navrhnutím projektu)

[VladR]

Uz len tym, ako rozlisujes medzi 2D a 2.5D ti vznikne uplne iny engine, kedze to je ako miesat hrusky s kapustami. Oba enginy mozu vyuzit nejaky spolocny zaklad na funkcionalitu ako Input, Sound, Particle Manager, Texture Manager,HUD, ale AI a renderer budu o dost ine, kedze tie sa musia nasit na mieru hry. Uplne vseobecnu AI nenapises, ani to nema zmysel, kedze primarnym cielom dobre napisaneho kodu na AI je predovsetkym debugovatelnost a prehladnost, a nie nejaka zbytocna abstraktna vseobecnost. Teoreticky vies zvolit 2 zanre, kde by AI pre 2D aj 2.5D bola rovnaka, ale to nie je dolezite.

Nejake zakladne objekty pre rendering budu spolocne, ale celkovo to bude o dost ine, o optimalizacii ani nehovoriac, lebo ta je specificka pre kazdu hru.

A mimochodom, http://scientificninja.com/advice/write-games-not-engines

[Vilem Otte]

Jak psal VladR - write games not engines.

Mimochodem programování enginu je mnohem těžší než programování hry, sám teď dělám na jednom enginu (vlastním) - http://www.otte.cz/engine/index.php. Výrazně nedoporučuji psát vlastní engine - i když sám jsem do toho šel (není to ostatně můj první větší projekt).
Dělám na tom ještě s jedním člověkem (kdysi byli 2 další), a navrhovat funkční engine je docela o hlavu. Nejprve je potřeba vědět co bude engine podporovat, tvůj popis je velice strohý a celkem k ničemu při navrhování. Obecně jde o věci -
Jaký typ vykreslení - 2D/2.5D je sice pěkné, ale hodláš použít nějakou knihovnu, nebo psát úplně od začátku?
Jaké operační systémy hodláš podporovat - Windows, Linux, ... ?
Programovací jazyk a jeho stupeň - ASM (no to asi ne), C (tj. funkcionálně), C++ (objektově), C# (aspektově), nebo jiný?
Design - Objektový (často bývá singleton), Plug-in architektura, Funkcionální?
Podpora networkingu - Peer to peer, Client server, ... ?
SDK - plánuješ nějaké editory (uff psát cross-platform editory aby byly rychlé a vykreslovaly stejně jako "ve hře" je docela o hubu, i dneska)
Zvuk a hudba - 2D zvuk, 3D zvuk, streamovaná hudba?
Fyzika (i pro 2D hry se musí napsat) - detekce kolizi, dynamika pevnych teles, mekkych teles, obleceni, kapaliny (mno, spis jen ta detekce kolizi ve 2D)
AI - skriptovana, pathfinding, neuronove site (nedoporucuji, je s tim hodne prace ... i kdyz vysledky stoji za to), decision based, ... ?

Co se tyce grafiky a knihovny ... planujes psat vlastni (je to zkusenost, ale vetsinou neprakticka pro jednoho cloveka ... sam jsem delal nejakou dobu na ForgottenLibu, nekde tady jeste bude postnuty screen z nej, ano slo o real time (spis interactive) ray tracing na dnesnich x-jadernych masinach s vysledky blizicimi se fotorealismu, stale na nem delam - ale je to docela dost prace). Jestli planujes vlastni - co planujes podporovat, ve 2D me napada dynamicke osvetleni, stiny, jaky typ texturingu (napr. i bump mapping jde ve 2D!)
Management sceny s grafikou - jaky typ optimalizace, mno nejaky Quad-tree bych tipoval pro 2D jako nejlepsi.
Jake maji byt schopnosti te knihovny?

A nakonec popis enginu - coz je opravdu hnusna prace (ale nekdo ji udelat musi, a nikdo ji za tebe neudela).

Takze jestli chces pomoct s navrhem enginu - odpovez na ne a ja se pokusim pomoct s navrhem.
Prepsani 90% kodu hrozi velmi casto i v pripade klasickeho enginu a jenom vylepseni vykreslovaní (např. s mým enginem jsem implementoval real time ray tracing na dosažení vyšší kvality vykreslení - hybridním renderingem a přepisoval jsem 90% dosavadního kódu (pravda nějaký ten měsíc to už bude)).
_________________
Should array indices start at 0 or 1? My compromise of 0.5 was rejected without, I thought, proper consideration.

[VladR]

Ako pise Vilem, refactoringu sa nevyhnes. Nikdy nebudes vnutorne spokojny s tym, ako je dana komponenta napisana, vzdy to pojde napisat krajsie, cistejsie, abstraktnejsie, lepsie zoptimalizovane.

Ja som momentalne na stvrtom refactoringu terrain rendereru. Tym myslim uplne zahodenie daneho kodu a novy design s novymi poziadavkami - vzdy po sfunkcneni aktualnych poziadaviek sa ti zrazu vynoria 2-3 dalsie. Uz teraz vidim 4 dalsie nove poziadavky, ktore by znamenali znacny refactoring
Je to uz cele krasne navrhnute, automatizovane, v podstate len davam hi-level prikazy subkomponentam ako sa maju spravat a oni si to uz medzi sebou same vyriesia


Takisto, zabudni na to, ze pokial za sebou nemas zopar hier a iteracii enginov, ze napises nejaky vseobecnejsi. To pride az casom, az za sebou tie pokusy budes mat a budes presne vediet ze co treba.

[quas4]

[Mihulik]

Uf, děkuji za reakce, takže postupně:

[nou]

robit refraktoring 90% kodu kvoly optimalizacii je myslim v poriadku. ale robit refaktorin 90% kodu kvoly pridaniu jednej dvoch funkcii nasvedcuje na chybu v navrhu alebo nepripravenost kodu na taketo rozsirovanie.
_________________
Najjednoduchšie chyby sa najtažšie hľadajú.

[VladR]

Alebo to skor znamena, ze vyzvy boli naplnene a je treba sa vydat k novym vyzvam, ktore s povodnym navrhom po funkcnej/vizualnej stranke vela spolocneho nemaju.

[MD]

Ja mam otazku: Kolik programatoru a kolik casu (v rokach ) si do toho muzes dovolit investovat? A stihnes to driv, nez zalozis rodinu / zacnes pracovat?

Takze moje rady:
1) Dobre odhadni, co zvladnes a kolik ti to zabere casu.
2) Mej dobrou specifikaci a jasny cil.
3) Vyber si jednu vec a tu udelaj dobre (At mas neco, kde budes vynikat nad ostatnimi enginy)
4) Cokoli nepotrebujes, vyskrtej, podivej se po uz hotovych komponentach
5) Seznam se s konkurenci. Hlavne Game Maker

K tomu patri i muj engine KRKAL - stale neni dokonceny tak, jak bych chtel aby byl. Doporucuju se kouknout, jak tam delame editor levelu a skriptovani. Vice zde: http://www.ceske-hry.cz/forum/viewtopic.php?t=1011 a zde: www.krkal.org

Krome GM se doporucuju kouknout i na Torque (meli tam 2d verzi), Mnemonicuv WME a spoustu dalsiho..

PS: A vubec, proc zacinat z necim novym? Nechces mi radeji pomoct a pustit se do Krkala (Jen to nedelam v Jave a prenositelnost jsem momentalne obetoval)
_________________
- play with objects - www.krkal.org -

[Mihulik]

Tak ze začátku budu na projektu pracovat bohužel sám.Čas si právě z těchto důvodů, co píšeš raději netroufnu odhadnout

Na tvůj KRKAL jsem koukal, opravdu zajímavé. Sice jsem ho ještě nestáhl, ale dle obrázků a textů to vypadá opravdu zajímavě, takže se na to zcela určitě chystám

K tvému projektu bych se rád připojil, bohužel pokud se nepletu, tak je psaný v C++ a stím bych ti bohužel absolutně nepomohl (sice mi časem nezbyde nic jiného, než se i na to C++ podívat, ale v současnosti se mu zatím vyhýbám)

[Vilem Otte]

#VladR - Psaní obecného enginu není sranda ani když za sebou máš již nějaký ten hotový. Zrovna dělám na svém co nejobecnějším a i tak to dá dost práce vše organizovat do rozumné (a rychlé) struktury.

#quas4 - Mno mě jde hlavně o to, že ve hrách máš většinou pohled z 1. resp. 3. osoby a já dělám editor s pohledem dynamickým (především nad terénem pro přehlednost), a dynamicky osvětlovat modely o několika milionech polygonů desítkami dynamických světel s PCML variance shadow mapami (omnidirectional, spot a directional) je docela problém, když k tomu započítáš dynamické reflekce na desítkách objektů a dynamickou radiositu (updatovanou téměř instantně) pomocí ray tracingu tak při pohledu zezhora už můžeš mít nějaký ten problém.
Ve hře můžu šetřit na optimalizaci (nebudu ji tady teď popisovat - jakou provádím, protože by to skoro znamenalo tady psát knihu)

#Mihulik - Dobře, takže engine má být nezávislý na OS => psát budeš zřejmě pod SDL. V javě jsem osobně nedělal, ale můj engine je taky postaven v C++ (ale funkcionálně! Takže je to víceméně čisté C ... objekty jsou pomalé (mnohem pomalejší než funkce, tedy pokud je nenapíšete jako prasata), ale dobře se s nima pracuje). Ale pro první engine bych objekty rozhodně doporučil. Java2D jako knihovna - nedělal jsem, ale zkus zvážit i použití OpenGL (pro 2D grafiku se dá velmi slušně použít) - a je hardwarové.
Plug-in způsob je rozhodně jeden z nejlepších (ovšem pluginy samotné si nesmí odporovat). Co se tyce ostatniho - AI, veř, že psaní AI ti zabere mnohem více času, než počítáš. Jinak evoluce je základ učení, pokud ale chceš opravdu nejdokonalejší AI - tak můžeš zkusit neural networks (ale do začátků moc nedoporučuji).
Kvalitní dokumentace, hm... dokumentace je ta nejpěknější a nejhorší práce jaká může být - většinou jsi rád, že už to máš za sebou ... ale píšeš ji velmi často hodně dlouho pokud jsi sám (mám na mysli i ukázkové demonstrace k tomu).

Co se týče designu, osobně bych ti doporučoval Singleton (asi jsem se již zmínil). Nebude to nejrychlejší řešení, ale funkcionálně by jsi v tom měl asi docela bordel (nemůžu však jistě soudit, protože nevím jak jsi zvyklý psát).
Každopádně strukturovat se to snaž takto:
Hlavní-----------Grafická část--------Samotné volání JAVA 2D (popř. OpenGL)
|
|----------Fyzikální část--------Funkce fyziky
|
|----------Zvuková část--------Funkce zvuku
|
|----------Networking čast------Funkce Networkingu

Ty funkce můžeš zaměnit a místo nich napsat rovnou objekty, budeš li chtít. Co je podstatné je ten 2. sloupec, roztřiď si kód takto do částí, aby jsi ho měl přehledný a dobře se ti poté vše dokumentovalo.
Nevím jestli tady někdo jiný má zkušenosti s OOP, a jestli používá jinou architekturu. Já sám jsem si až moc přivykl na funkcionální a tím způsobem, že část kódu mám v C (výjmečně v C++) a velké části v ASM (většinou SIMD SSE řada příkazů ... hlavně teda můj ForgottenLib, tam jde o každý kousek rychlosti a v tom mi pomáhá SSE ASM).

#nou - Kvoly prekopani povodneho rasterizeru (OpenGL kniznice) na hybridny rendering znamena prekopat vacsinu OpenGL kodu.

#MD - Hm... ja zase muzu říct, pojďte mi všichni pomoct na mém enginu - ale když na něm dělá více lidí každý s jiným způsobem psaní, tak s organizací jsou trochu problémy (a někdy také s dokumentací výsledného kódu, ale neříkám že se to nedá ).

#Mihulik - C++ se časem moc vyhnout nedá, a já jen doporučuji se naučit, programuje se v něm dobře a přece také:
"Kolik jazyků znáš, tolikrát jsi robotem"
_________________
Should array indices start at 0 or 1? My compromise of 0.5 was rejected without, I thought, proper consideration.

[MD]

[Quiark]

[OT]Mě jen bije do očí to slovo "funkcionální". Ono to totiž znamená něco jiného, než co máš na mysli. To, co máš na mysli, se označuje slovem "procedurální".[/OT]

K tématu: Mihulik: Proč si vlastně chceš napsat vlastní engine?
_________________
Mám strach

[Augi]

[Vilem Otte]

#Quiark - funkcionální jsem to přeložil do češtiny, jsem zvyklý mluvit kompletně angl. co se programování týče ... a "procedural" jsem přeložil jako funkcionální (teda slovník mi to tak alespoň "říká").
Mihulik již psal - chce si rozšířit informace. Připadá mu to jako mnohem větší výzva než hra a chce to zkusit. (Btw. ona to mnohem větší výzva je)

#MD - Ano, zaměřuju se na grafiku, fyziku a reálnej svět. Ale prvně musím dokončit ten engine, který zrovna dělám (pak plánuju nějakej čistě ray-traced projekt ... už na to plánuju i ladící mašinu ... tedy mašiny - přece řada PC je na ladění raytraceru lepší než jedno).
Takže proti spojení sil nic nemám, ale ne zrovna teď. Možná ke konci roku (to většinou dokončuji úplně a začínám nové ).
_________________
Should array indices start at 0 or 1? My compromise of 0.5 was rejected without, I thought, proper consideration.