Освоить создание графических шейдеров — это значит взять под свой контроль всю мощь видепроцессора с его тысячами параллельно работающих ядер. При таком способе программирования требуется другой образ мышления, но раскрытие его потенциала стоит потраченных усилий.

Практически в любой современной графической симуляции используется код, написанный для видеопроцессора: от реалистичных эффектов освещения в высокотехнологичных AAA-играх до двухмерных эффектов постпроцессинга и симуляции жидкостей.


Сцена из Minecraft, до и после добавления нескольких шейдеров.

Задача этого туториала

Иногда программирование шейдеров представляется загадочной чёрной магией и его часто понимают неправильно. Существует множество примеров кода, демонстрирующих создание невероятных эффектов, но в которых практически нет объяснений. В своём руководстве я хочу восполнить этот пробел. Я сосредоточусь в основном на базовых принципах создания и понимания кода шейдеров, чтобы вы смогли с лёгкостью настраивать, сочетать или писать свои собственные шейдеры с нуля!

Сетки из шестиугольников (гексагональные сетки) используются в некоторых играх, но они не так просты и распространены, как сетки прямоугольников. Я коллекционирую ресурсы о сетках шестиугольников уже почти 20 лет, и написал это руководство по самым элегантным подходам, реализуемым в простейшем коде. В статье часто используются руководства Чарльза Фу (Charles Fu) и Кларка Вербрюгге (Clark Verbrugge). Я опишу различные способы создания сеток шестиугольников, их взаимосвязь, а также самые общие алгоритмы. Многие части этой статьи интерактивны: выбор типа сетки изменяет соответствующие схемы, код и тексты. (Прим. пер.: это относится только к оригиналу, советую его изучить. В переводе вся информация оригинала сохранена, но без интерактивности.).

Урок №1
Данная статья написана для новичков, которые (как и я) хотят научиться писать программы для Андроид с использованием OpenGL. Основные мысли и код взяты из замечательной книги Кевина Бразалера «OpenGL ES 2 for Android. A Quick-Start Guide by Kevin Brothaler» (1).
Зачем же пересказывать, спросите вы? Дело в том, что перед этой книгой я прочитал еще десяток статей на эту тему и код Кевина у меня сразу не пошёл (в книге среда разработки Eclipse, а у меня Android Studio). Поэтому, решил написать эту статью так, чтобы было понятно, прежде всего, самому себе.
Для начала давайте выясним, что такое OpenGL. Если почитать Википедию (2), то увидим следующее:
«OpenGL (Open Graphics Library) — спецификация, определяющая независимый от языка программирования платформонезависимый программный интерфейс для написания приложений, использующих двумерную и трёхмерную компьютерную графику.
Включает более 300 функций для рисования сложных трёхмерных сцен из простых примитивов. Используется при создании компьютерных игр, САПР, виртуальной реальности, визуализации в научных исследованиях. На платформе Windows конкурирует с Direct3D.»
Мы будем изучать укороченную версию OpenGL ES 2 (в дальнейшем OpenGL). Укоротили её по понятным причинам, у Андроид малая операционная память по сравнению с настольными ПК, наличие виртуальной машины Java также накладывает определенные ограничения. Наверно есть еще много причин, почему это сделали, но нас это не должно волновать. Просто нужно знать, что есть прекрасный инструмент OpenGL и надо научиться им пользоваться!

Игры большие и трехмерные уже давно радуют глаз реалистичным освещением, мягкими тенями, бликами и прочей осветительной красотой. В двумерных же играх — во главе стола прямые руки художника, который подсветит и затенит где нужно, спрайт за спрайтом, или даже пиксель за пикселем. А если хочется динамики и без художника, и да, в пиксельарте?

Исправление от 07.05.2016
В сети слишком часто ссылаются на этот мой текст, поэтому я хочу предостеречь людей: я не несу никакой гарантии за достоверность данных, рассказанных тут полгода назад. По хорошему, я хотел бы удалить эту статью, но не вижу такой кнопки в интерфейсе сайта. Тем не менее, я счел необходимым удалить некоторые пункты этим исправлением.

Эта статья мой личный опыт размещения игры в Стиме, и в ней я расскажу о тех моментах, которые беспокоили меня самого в процессе этого дела. Надеюсь, она поможет тем, кто решит пройти этим же путём. Этим немного особенным образом, дорогой минимальных усилий.

Содержание курса

• Статья 1: алгоритм Брезенхэма
• Статья 2: растеризация треугольника + отсечение задних граней
• Статья 3: Удаление невидимых поверхностей: z-буфер
• Статья 4: Необходимая геометрия: фестиваль матриц
  
  • 4а: Построение перспективного искажения
  • 4б: двигаем камеру и что из этого следует
  • 4в: новый растеризатор и коррекция перспективных искажений
• Статья 5: Пишем шейдеры под нашу библиотеку
• Статья 6: Чуть больше, чем просто шейдер: просчёт теней

Улучшение кода

• Статья 3.1: Настала пора рефакторинга
• Статья 3.14: Красивый класс матриц

---

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.

^{Некоторые люди полагают, что они мыслят, в то время как они просто переупорядочивают свои предрассудки.}
Давно я написал статью-обзор по эволюции методов моделирования нейронов и забросил это дело. В описание попали старые и всем интересующимся нейронами известные методы, можно сказать, получился обзор учебников выпущенных до распада СССР. Если кому интересно может сходить habrahabr.ru/post/101020, посмотреть старый обзор. Сейчас у меня подсобрался материал по нескольким с моей точки зрения увлекательным и более современным методам моделирования, которые заслужили упоминания в виде структурированного обзора. Здесь я только упомяну эти методы в описательном порядке, по той простой причине, что для большинства интересней знать, зачем мы его применяем, а не как он работает и как его применять. Объем текста значительно уменьшится, интересность повысится, а то, как в действительности работают эти методы, каждый сможет найти сам.
Итак, готовьтесь.

Введение

JavaScript мощный, но недопонятый язык программирования. Людям нравится говорить, что он является объектно-ориентированным языком программирования или является функциональным языком. Другим нравится говорить, что он не является объектно ориентированным или не является функциональным языком программирования. Некоторые скажут что он относится к обеим парадигмам или ни к одной из них — но, давайте отложим на пока этот спор в сторонку.

Задание

Недавно я рассказывал, как выполнял секретную миссию и с помощью Go загружал дамп цитат с «пустоты». Пришло время снова вступить в бой, на этот раз дело касается «Ататы», и не только потому что в рифму с пустотой.

Для тех кто пропустил — в свое время «Тематические Медиа» (да-да, хозяева хабра) запустили проект «Респектива» ( этакую гламурную имиджборду\тумблр с одним разделом), хитроумными баннерами заманили туда девушек и программистов и стали ждать, видимо надеясь что срастется. Не срослось, и через некоторое время «Респективу» мутировали в «Атату», которая уже имела функционал для создания пользовательских бордпотоков, хабов для объединения тематических потоков и так далее. Какое-то время проект развивался, но Девушки ушли, остались программисты, да и их стало куда меньше. Сейчас это место почти покинуто, там чумные ветра, брошенные поезда, темнота и только редкие вопли нескольких выживших старожилов изредка прорезают хтмл в ночи.

И ладно, атата с ней, с этой ататой. Но отличного контента в виде картинок там осталось немало, один тред с обоями чего стоит! Поэтому неудивительно, что следующее задание из штаба выглядело следующим образом:
«Срочно сохранить для потомков все изображения из потока #949 #291. ps. Извращенно.»

Ну, что же, есть задание — нужно работать. Вообще-то по извращенным структурам у нас уже есть некий кофейный чемпион, но и на Go тоже можно что-нибудь сообразить! После 9 часов работы в Paint у меня родился следующий план атаки:



Степень изврата поражает, начальство будет довольно! Рассмотрим что тут и как:

«Генератор» будет загружать с ататы хтмл код страниц, выдергивать урлы картинок и передавать их «Балансировщику», который раскидывает эти урлы некоторому количеству «Рабочих» (каждый из которых имеет свою небольшую очередь заданий) следя за тем, чтобы все рабочие были равномерно нагружены. Ну а «рабочие» загружают картинки и радуют глаз умиленного балансировщика. Выглядит избыточно, но зато про войну! Поехали:

Ну действительно, прекратите. Есть куча прикольных штук для соединения самых разнообразных проводов, а все равно технология «откусить зубами изоляцию, скрутить, замотать изолентой» жива до сих пор.

Привет, Хабр! Мы продолжаем делиться своим практическим опытом разработки игры для iOS с нуля. В этом деле оказалось намного больше подводных камней, чем мы могли представить, когда начинали разработку. Срыв дедлайнов, противоестественные (на первый взгляд) требования издателей и Apple, кривоватые бесплатные движки… Вот только часть того, на что пришлось тратить свои время и силы.



В прошлой статье мы говорили про выбор движка и то, как мы добивались качественной картинки и естественного поведения эластичной оболочки нашего главного героя. Ниже мы расскажем о нашем редакторе уровней и коснемся животрепещущей темы о том, как безжалостно урезать свое детище до приемлемых размеров, а также адаптировать игру для миниатюрного экранчика iPhone. Ну и напоследок дадим еще несколько полезных советов, за которые сами бы год назад отдали левую почку.
Осторожно, под катом много картинок!

Год назад мы, украинская студия Room 8, начали делать свою первую игру под названием Cyto. Ни у кого в команде практически не было опыта гейм-девелопмента и разработки приложений под iOS, зато у всех были амбиции сделать что-то реально офигенное. Учиться всему пришлось буквально на ходу и иногда мы чувствовали себя слонами в посудной лавке:)

Этой статьей мы хотели бы, по возможности, помочь коллегам-разработчикам почерпнуть из нашего опыта.
Прежде, чем начать рассказ, давайте мы покажем вам, что у нас получилось:



Мы поделимся собранной коллекцией граблей, через которые наша команда прокладывала путь целый год. Итак, кому интересны технические детали разработки – читайте дальше.