Clase01
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Este documento describe un curso de programación 3D que incluye el uso de herramientas de modelado 3D, desarrollo en entornos 3D, y la creación de simulaciones y programas 3D. El curso consiste en 2 clases expositivas semanales, desarrollo de laboratorios y la elaboración de un entorno virtual. Los exámenes parciales y proyectos comprenden el 75% de la calificación. Se explican conceptos como DirectX, OpenGL y tipos de entornos como FPS, RTS y RPG.
Clase01
- 1. Programación 3D Técnica Electiva 16/06/2015 1bdiazcampos@yahoo.com
- 2. • Uso de herramientas de modelado •Entorno de desarrollo en 3 dimensiones •Sienta las bases para que el estudiante pueda desarrollar, simulaciones y todo tipo de programas que requieran el uso de una interfaz 3D. 16/06/2015 2
- 3. •2 clases expositivas a la semana •Desarrollo de laboratorios •Elaboración de un entorno virtual. 16/06/2015 3 Primer examen parcial 20% 6- 10 abril Segundo examen parcial 25% 8-12 junio Laboratorios 25% Todo el ciclo Arquitectura del sistema 10% y 20% 15-19 junio
- 4. 16/06/2015 4
- 8. 16/06/2015 8
- 9. Algunos hechos 1. 15 mil millones de dólares: se estiman las ventas de software de videojuegos en 2009 2. 10 millones de dólares: costo promedio del desarrollo de un videojuego 3. 16 a 22%: porcentaje de las ganancias que dedican las empresas de videojuegos en investigación 4. 60 mil dólares: sueldo promedio de un programador de juegos recién egresado de la universidad 5. Microsoft vendió 28 millones de consolas Xbox 360 en 2008. 6. PSP alcanzó los 50 millones en enero de 2009 7. Wii (34,55 millones); Nintendo 64 (32,93 millones) 16/06/2015 9
- 10. Los más vendidos durante 2008 1. Wii Play con Wii-Mote - Wii – Nintendo – 5.28 milliones 2. Mario Kart Wii w/ wheel – Wii – Nintendo – 5.00 milliones 3. Wii Fit w/ balance board – Wii – Nintendo – 4.53 milliones 4. Super Smash Bros. Brawl - Wii – Nintendo – 4.17 milliones 5. Grand Theft Auto IV - Xbox 360 – Take-Two – 3.29 milliones 6. Call of Duty: World at War - Xbox 360 – Activision – 2.75 milliones 7. Gears of War 2 - Xbox 360 – Microsoft – 2.31 milliones 8. Grand Theft Auto IV - PS3 – Take-Two – 1.89 milliones 9. Madden NFL ‘09 - Xbox 360 – Electronic Arts – 1.87 milliones 10. Mario Kart - DS – Nintendo – 1.65 milliones 16/06/2015 10
- 11. 16/06/2015 11
- 12. La guerra de las consolas 16/06/2015 12
- 13. Por otra parte •Un adolescente asesina a otro tras una pelea por la Xbox (23 Feb 2009 | REUTERS) •Un nuevo estudio vincula el uso de los videojuegos con el empobrecimiento de sus relaciones con familiares y amigos (22 Feb 2009 | LA FLECHA, AGENCIAS) •Amazon retira un videojuego japonés que simulaba una violación (13 Feb 2009 | AFP) 16/06/2015 13
- 15. • Es una API propietaria diseñada por Microsoft para la acelaración de hardware 3D en la plataforma Windows. • Con esta API es posible desarrollar entornos para Xbox, Sega y DreamCast ademas de los entornos para Windows. 16/06/2015 15 1. Aporta los datos de entrada (líneas, puntos y triángulos). 2. Se encarga de las operaciones de vértices (iluminación, texturas, transformaciones). Trata los vértices individualmente. 3. Realiza operaciones con entidades primitivas (líneas, triángulos o vértices). A partir de una primitiva, el geometry shader puede descartarla, o devolver una o más primitivas nuevas. 4. Almacena la salida de la etapa anterior en memoria. Resulta útil para realimentar la pipeline con datos ya calculados. 5. Convierte la imagen 3D en píxeles. 6. Operaciones con los píxeles. 7. Se encarga de combinar la salida del pixel shader con otros tipos de datos, como los patrones de profundidad, para construir el resultado final.
- 16. •Esta implementada para muchas plataformas : Windows, Unix, Mac Os, Linux y algunas versiones soportan crear juegos para las consolas PS3, Nintendo, Nintendo GameCube y Wii, Nintendo DS y PSP. •OpenGL fue seleccionda como libreria primaria de graficos para Iphone, Andorid (mobile device Plataform) y Symbian OS. Con exepción de Winodws y Xbox, todos los sistemas operativos que permiten acelaración de graficos 3D utilizan OpenGL. 16/06/2015 16 1. Evaluación, si procede, de las funciones polinomiales que definen ciertas entradas, como las, superficies NURBS aproximando curvas y la geometría de la superficie. 2. Operaciones por vértices, transformándolos, iluminándolos según su material y recortando partes no visibles de la escena para producir un volumen de visión. 3. Rasterización, o conversión de la información previa en píxeles. Los polígonos son representados con el color adecuado mediante algoritmos de interpolación. 4. Operaciones por fragmentos o segmentos, como actualizaciones según valores venideros o ya almacenados de profundidad y de combinaciones de colores, entre otros. 5. Por último, los fragmentos son volcados en el Frame buffer. (localidades de memoria)
- 17. DirectX 16/06/2015 17 •Direct3D: utilizado para el procesado y la programación de gráficos en tres dimensiones (una de las características más usadas de DirectX). •Direct Graphics: para dibujar imágenes en dos dimensiones (planas), y para representación de imágenes en tres dimensiones. •DirectInput: utilizado para procesar datos del teclado, mouse, joystick y otros controles para juegos. •DirectPlay: para comunicaciones en red. •DirectSound: para la reproducción y grabación de sonidos de ondas. •DirectMusic: para la reproducción de pistas musicales compuestas con DirectMusic Producer. •DirectShow: para reproducir audio y vídeo con transparencia de red. •DirectSetup: para la instalación de componentes DirectX.
- 18. Tipos de entornos FPS - First Person Shooter: acción en primera persona, la idea básica es: ir desde A a B resolviendo puzzles sencillos, eliminando todo lo que se nos cruza en el camino con todas las armas que disponemos para llegar a la victoria. 16/06/2015 18 Maze War (1974) 1992.
- 19. Tácticas de juego •Combate a distancia: conocido como "Sniper", se trata de usar un arma, generalmente de precisión, para causar grandes bajas en las líneas enemigas. •Camping: Consiste en tomar una posición fija y esperar a que aparezca el enemigo o bien tomar una posición en la cual el enemigo no pueda eliminar al jugador y con un arma a larga distancia eliminar cualquier hóstil. •Combate cuerpo a cuerpo: Es el acto de golpear al oponente con el arma, los puños o algún arma blanca indivudual o anexada al arma principal. Es un último recurso al agotarse las municiones. •Combate cerrado: Consiste en atacar, defender o conseguir una posición en la base enemiga. •Montado: Básicamente se usan vehículos para poder evitar las balas o bien para romper una formación enemiga en favor de nuestros colegas. •Mercenario: Una táctica usada en "todos contra todos", consiste en ayudar al oponente a cambio de respeto y protección. •Camuflaje: Consiste en usar el ambiente para pasar desapercibido al ojo enemigo. •Operaciones especiales: Se trata de sabotear o robar algún objeto u objetivo enemigo lo más sigilosa y rápidamente posible. •Asalto: La mas común de las tácticas. Los adversarios se encuentran cara a cara usando generalmente Rifles de asalto y/u otras armas de corto y mediano alcance como carabinas, escopetas, subfusiles o pistolas. 16/06/2015 19
- 20. RTS - Real Time Strategy: se suele ver todo el campo de batalla, nuestras unidades en forma pequeña y donde predomina la estrategia por sobre las balas en si, poseen interesantes sistema de Inteligencia Artificial 16/06/2015 20 1992 1997 2004
- 21. RPG - Role playing games: es un juego en el que, tal como lo indica su nombre, uno o más jugadores desempeñan un determinado rol, papel o personalidad concreta. 16/06/2015 21
- 22. Planeamiento del entorno Semana 1: Preparar los diagramas de Gannt Semana 2: Historia, tipo, estilo y ambientación. Semana 3: Guión, bocetos, storyboards y mapeado Semana 4: Diseño de Personajes 16/06/2015 22
- 23. La Metodología en la creación de un guión para proyectos de Multimedia Interactiva se inicia con el proceso de ideación de una historia y sigue desarrollándose en función de los siguientes puntos: 1.- Génesis de la historia (proceso de creación del guión). 1. a - Storyline… (Síntesis del Conflicto Matriz). 1. b - Análisis del Argumento Base (desarrollo en extenso del Storyline). 1. c - Análisis de Personajes (psicológico y fisiológico). 1. d - Locaciones y Lugares Espaciales (análisis histórico y arquitectónico). 1. e - Historia Original (historia final en cuento, comic, guión cinematográfico, 16/06/2015 23
- 24. Proceso de desarrollo 16/06/2015 24 Patrocina dores ideas Diseño •Reglas del juego •Niveles •Personajes •Historia Prototipo •Arte •Producción •Herramientas •Diseño •Ingeniería Producción •Arte •Modelos •Texturas •Mapas •Animaciones •Producción •Diseño •Ingeniería •Script •IA
- 25. 16/06/2015 25
- 26. 16/06/2015 26
- 27. Storyboard 16/06/2015 27 Los Storyboards son ilustraciones mostradas en secuencia con el objetivo de servir de guía para entender una historia, previsualizar una animación, seguir la estructura de una película antes de realizarse o filmarse y mostrar las secuencias en las acciones de un videojuego
- 28. Planificación Sección Semana 5 Semana 6 Semana 7 Semana 8 Gráficos Titulo y Logotipo Tipografía Modelado Texturizado Desarrollo Diseño Diseño del entorno Presentación, Menús y tutorial Desarrollo Programación Editar zonas de acción Esquema del código Audio Crear efectos (disparos, vuelos, etc.) Crear efectos (disparos, vuelos, etc.) Crear efectos (disparos, vuelos, etc.) 16/06/2015 28
- 29. Planificación Sección Semana 9 Semana 10 Semana 11 Semana 12 Gráficos Texturizado Animación Modelado y animación de otros caracteres Modelado y animación de otros caracteres Desarrollo Diseño Desarrollo Programación Visualizador del terreno Indicadores de pantalla Controlar movimientos del jugador Controlar movimientos del jugador Audio Crear entono, menús, y voces Crear entono, menús, y voces Crear entono, menús, y voces Crear la música del menú 16/06/2015 29
- 30. Planificación Sección Semana 13 Semana 14 Semana 15 Semana 16 Gráficos Texturizado Modelado de edificios y otros. Texturizado Texturas del entorno Desarrollo Diseño Desarrollo Programación Controlar colisiones y alteración del entorno Efectos especiales con partículas Colocando objetos en el terreno IA Audio Crear música del escenario 1 Crear música del escenario 2 Crear música del escenario 3 16/06/2015 30
- 31. Clasificación del Mercado (NPD Group) •Jugadores no frecuentes (casuales) •Juegos de cartas, puzzles, juegos de mesa. •Jugadores Pesados (hardcore gamers) •Alta exigencia de arte, sonidos, etc. 16/06/2015 31
- 32. Distribución del mercado PC Consolas Genero 30.8 Estrategia 19.8 9.3 Niños y Entretenimiento familiar 14.4 8.7 Disparos 12.4 7.8 Roles 5.8 Aventura 4.7 30.1 Acción 3.7 17.3 Deportes 11.1 Carreras 4.7 Peleas 8.4 11 Otros 16/06/2015 32
- 33. Algunas capacidades que debemos tener en cuenta •Administrador del proyecto •Escritores de los script •Diseñadores de niveles •Artistas •Modeladores •Animadores •Músicos •Programadores • Testers 16/06/2015 33
- 34. Extendiendo el plan •Meta del juego: ganar la copa mundial, salvar tantas vidas como pueda por nivel, etc. •Criterio de finalización: Como va a terminar el juego: cuando el nivel de vida llegue a cero, cuando el tiempo sea cero, etc. •Storyline •Jugabilidad •Rejugabilidad •Desafío •Recompensa 16/06/2015 34
- 35. Estructura General Inicializar gráficos Cargar los recursos Iniciar el lazo del juego. En cada paso: Obtener la entrada del usuario Realizar los cálculos necesarios (IA, movimientos, colisiones, etc.) Verificar el criterio de finalización (si esta, terminar el juego) Dibujar (renderizar) pantalla, generar sonidos y retroalimentación. Finalizar gráficos, entrada y sonidos Liberar los recursos 16/06/2015 35
- 36. Tipos de archivo en el content •Formatos 3D (.x soportados por directx, fbx archivos de transformación) •Formatos de materiales: FX, los cuales son usados para describir modelos 3D, efectos a escenas, etc. •Formatos 2D: BMP,DDS,DIB,HDR,JPG,PFM,PNG,PPM TGA •Descripciones de Fuentes: Archivos XML utilizados por XNA para describir como generar un mapa de textura a partir de un tipo de letra. •Formatos de audio. XAP generado por la herramienta XACH, la cual importa una gran cantidad de formatos de archivos 16/06/2015 36
- 37. Inicialización del juego •Initialize: Cuando se ejecuta método Run, antes del lazo del juego, aquí van rutinas de inicialización de elementos no gráficos como sonido •LoadContent: se cargan los elementos gráficos, por que algunas veces es necesario recargarlas 16/06/2015 37
- 39. Lazo del Juego •Update: Los cálculos del juego •Draw: Dibujar los componentes del juego •Propiedades de la clase GameTime •ElapsedGameTime: Representa la cantidad de tiempo de juego desde la ultima vez que el lazo del juego fue llamado. •ElapsedRealtime: Representa la cantidad de tiempo real desde la ultima vez que fue llamado el lazo. •IsFixedTimeStep= true or false •TotalGameTime and TotalRealTime: Las cantidades desde que comenzó el juego. •IsRunningSlowy: Si la clase Game esta llamando al método Update menos veces que la establecida entonces retorna true 16/06/2015 39
- 40. Tarea individual •¿Qué es Dark Basic Profesional? •¿Qué son los vertex shaders? •¿Qué es un gantt? •Mencione dos tareas en el diseño del videojuego •¿Por qué son importantes los gráficos? •¿Cuál fue el primer videojuego de la historia? 16/06/2015 40