wtorek, 27 października 2009

Re: Pola i akcesory wewnątrz klas

Do napisania tego posta sprowokował mnie Xion, swoją notką. Kiedyś sam o tym troszkę rozmyślałem, i doszedłem do wniosku, że zwykle wewnątrz klasy lepiej jest się odwołać bezpośrednio do składowych. Są jednak pewne wyjątki. I tutaj historia z życia wzięta, ale rozpisywać się nie będę, bo jak wiadomo jeden pseudokod znaczy więcej niż tysiąc słów :P
class Scene {

// trzy wskazniki na glowne macierze 
const Matrix4x4* modelMatrix;
const Matrix4x4* viewMatrix;
const Matrix4x4* projMatrix;

// od groma wyliczonych z nich macierzy 
Matrix4x4 modelViewMatrix, modelViewProjMatrix, invModel, (...), invModelViewProjMatrix;

bool /* w oryginale tu jest bitset */ modelChanged, (...), invModelViewProjChanged; 

public:

// tylko trzy metody set 
void setModelMatrix(const Matrix4x4* m) const;
void setViewMatrix(const Matrix4x4* m) const;
void setProjMatrix(const Matrix4x4* m) const;

// od groma metod get
const Matrix4x4& getModelMatrix() const; 
(...) 
const Matrix4x4& getInvModelViewProj() const;

};
Do tego dodajmy klasę ShaderManager, która pobiera sobie te macierze (i nie tylko, ale nie będę mieszać tutaj za bardzo, bo do puenty nie dojdę nigdy). I teraz - jak słusznie zauważył Xion użycie metod set na zewnątrz klasy Scene nie budzi (nie powinno!) wątpliwości. W tym przypadku jest to również konieczne wewnątrz. Przyczyna? Ktoś kto uważnie przeczytał pseudokod pewnie się domyśla, że liczenie (bądź co bądź kosztowne, szczególnie w przypadku inverse) macierzy jest odłożone do pierwszego get. Natomiast set aktualizuje odpowiednie wartości "changed". W przypadku nieużywania set trzeba te wartości zmienić ręcznie, co powoduje generalny syf w kodzie.

Pojawia się tutaj pytanie - co jeśli ktoś używa naszej klasy i o tym nie wie, i napisze gdzieś po prostu modelMatrix = identity4x4. Albo (o zgrozo :P) my sami mamy już tak rozdmuchaną klasę, że o tym zapominamy. Znalezienie błędu potem może być dosyć kosztowne. Moje rozwiązanie (które stosuję) polega na wywaleniu całej logiki związanej z macierzami do klasy SceneMatrix, gdzie macierze są w prywatnym obszarze a metody w publicznym, i dziedziczenie po niej. Zaleta jest taka, że w zależności od potrzeb możemy dziedziczyć publicznie lub prywatnie i w ten sposób udostępniać lub chować metody get / set na zewnątrz. Przy takim podejściu nie ma mowy o "zapomnieniu", że trzeba użyć set zamiast operatora=. Wadą jest to, że zwykle prowadzi to do wielodziedziczenia, ale moim zdaniem nie jest to ani błąd ani problem w takim przypadku.

sobota, 24 października 2009

Geometria w C++

Każdy kto pisze silnik graficzny, fizyczny, lub po prostu grę, potrzebuje często używać algorytmów geometrii obliczeniowej - triangulacji, liczenia otoczek wypukłych, operacji Boolowskich na wielokątach lub geometrii 3 wymiarowej, czy choćby prostym sprawdzaniu kolizji punktu z bryłą. Są to algorytmy używane w większości dziedzin związanych z kodowaniem gier i nie tylko, również ważne w CADach, robotyce, sofcie medycznym etc. Ponieważ odkrywanie koła po raz setny jest bezsensowne, postanowiłem znaleźć bibliotekę realizującą takie zadania za nas.

CGAL (Computational Geometry Algorithms Library) wydaje się być strzałem w dziesiątkę. Jest to bardzo dojrzały projekt, rozwijany od 97 roku o ile się nie mylę. Obecnie doczekał się już wersji 3.5. Udostępnia bardzo pokaźną liczbę struktur danych i algorytmów. Poszczególne biblioteki projektu są proste w użyciu i dobrze udokumentowane. Całość napisana jest z myślą o C++, ale z tego co wyczytałem jest również wsparcie dla Pythona (co może się przydać w pisaniu skryptów do AI). Szczegółowy przegląd ficzerów można znaleźć na stronie http://www.cgal.org/
Teraz licencja - do zastosowań niekomercyjnych CGAL jest darmowy (połowicznie na licencji LGPL i QPL). Natomiast w przypadku zastosowań komercyjnych tak różowo nie jest, trzeba zakupić licencję, niestety nie znalazłem ceny na ich stronie.




Wykobi jest dużo mniej rozwiniętym (obecnie wersja 0.0.4), ale również ciekawym i dobrze zapowiadającym się projektem na licencji GNU GPL w przypadku zastosowań niekomercyjnych oraz na płatnej licencji w przeciwnym przypadku. Warto zobaczyć co oferuje, na stronie http://www.wykobi.com/

VGL jest częścią większego pakietu VXL. Nie oferuje zbyt wiele, tak na prawdę jest to zbiór struktur danych oraz kilku podstawowych algorytmów, głównie do transformacji przestrzennych. Jednak uznałem, że warto go odnotować, choćby ze względu na możliwość używania za free po spełnieniu podstawowych warunków o dołączeniu licencji, nie używaniu TM i wyraźnym zaznaczeniu modyfikacji. Cały pakiet VXL oferuje już troszkę więcej - między innymi algorytmy algebry liniowej i operacje na obrazach. http://vxl.sourceforge.net/

Na koniec zostawiłem Generic Geometry Library (GGL), która nie oferuje wprawdzie tyle co CGAL, ale jest całkowicie darmowa. Jest to kandydat do wcielenia w zestaw libów Boost. Udostępnia kilka ciekawych funkcji jak liczenie otoczki wypukłej (algorytm Grahama), clipping czy proste testy kolizyjne (a raczej bazę do takich testów). http://geometrylibrary.geodan.nl/index.html
Muszę jednak wspomnieć o dokumentacji do GGL, która jest... tragiczna. Dobrym przykładem jest opis użycia klasy graham do liczenia otoczki wypukłej. Jest on wygenerowany przez doxygena, co bardzo lubię, ale brakuje tam choćby słowa komentarza od autora.

Na koniec dodam, że jeśli ktoś zna inne ciekawe liby (najlepiej free) to zachęcam do podzielenia się linkiem :)

czwartek, 1 października 2009

SSequence, 4k intro sequencer

This small application purpose is to create sounds (like beat or hat) for 4k intros, that can be later composed into music. The sounds are exported directly into C++ header file (in the form of code that generates them). It was created using C++ and wxWidgets. The tool was never released due to lack of time to finish it. Anyway, it was kind of fun.