Dev Math

Doom работал благодаря статье, которая старше игры на тринадцать лет https://youtube.com/shorts/qjejcOEpT4w?si=aP_hj_EddkdqMzoj Чтобы коридор выглядел коридором, стены надо рисовать по порядку: ближняя закрывает дальнюю. Порядок этот зависит не от стен, а от того, где стоит игрок — сделали пару шагов, и две стены поменялись очередью. Пересобирать такой список каждый кадр железо девяносто третьего года не могло. Поэтому порядок посчитали до игры. Уровень режут плоскостью надвое, каждую половину — снова, и так до мелких кусков; разрезы складываются в двоичное дерево. У каждого узла есть ближняя сторона и дальняя — от любой точки, где вы стоите. Дерево одно на весь уровень, а обход у него для каждой точки свой: всю тяжёлую работу делают один раз при сборке уровня, а в игре остаётся быстрый проход по дереву. Идея не Кармака. Он взял её из научной статьи 1980 года, которую писали вообще не про игры. #devmath #gamedev #doom #математика #алгоритмы

Проблемы с тенями на больших локациях Пока сцена небольшая, тени идеальны. Контур чёткий, ножки стула читаются, всё лежит там, где должно. Потом уровень дорастает до нормального размера, и в первом же кадре всё становится плохо. Дальше всё идёт по накатанной. Качество теней ставят на максимум, разрешение карты поднимают с 1024 до 2048, потом до 4096, память под неё растёт вчетверо на каждом шаге и это не помогает. Было такое? Собственно, вся история упирается в одну штуку. Карта теней — это текстура на N×N, и она обязана накрыть всё, что свет освещает. Сторона накрытой области, поделённая на разрешение, даёт размер одного текселя, а внутри текселя ответ «в тени или нет» один на всех. Считаем. Комната двадцать метров, карта 1024 — два сантиметра на тексель, тень от стула держит форму. Та же карта на локации в пятьсот метров — сорок девять сантиметров. Полметра. Я не к тому, что разрешение поднимать нельзя. До какого-то момента это работает. Просто это самый дорогой вариант из имеющихся. Посмотрите, какую область накрывает карта — это дальность теней, она есть в настройках почти любого движка, — поделите на разрешение и сравните с размером того, чья тень должна читаться. Вышло полметра на тексель, а вам нужны перила? Ну и самое интересное — дальше. Область просто так не ужать: свет обязан освещать весь уровень, тени нужны и вдали. Но нужны-то они с разной подробностью: под ногами сантиметры, на горизонте хватит метров, а карта одна и тексель у неё везде одинаковый. Отсюда та самая строчка «Shadow Cascades» в настройках: карту подгоняют не под уровень, а под то, что видит камера, и режут по дистанции. Четыре карты по 1024 вместо одной на 2048 — та же память, а у ног тексель выходит примерно вшестеро мельче. Как именно режут дистанцию, почему на границах появляются швы и отчего край тени начинает переливаться, стоит тронуть камеру, — разберём в пятницу. #геймдев #графика #математика #рендер #тени #gamedev

Дейв и Дельта: Пролог — Первый трейлер https://youtu.be/Q3cpMvUEODs Итак, я сделал трейлер. Мне не совсем нравится музыка, но без бюджета работаем с тем,что имеем. Я постарался максимально сгладить шерховатости. В целом получилось прикольно из уже созданных материалов по сюжету на мой взгляд. Но монтажер не настоящий, так как этим я никогда не занимался. Оцените, скажите как вам трейлер. Ну и поддержать проект всегда можно на https://dev-math.ru/support/ А в дневник разработчика пойдет на этой неделе процесс создания ролика. Я в целом хочу описать общий пайплайн работы над игрой по ходу пьессы. #оработе #суровыйпутьинди

Тень — это фотография мира из лампы Присядьте так, чтобы ваш глаз оказался там, где лампочка, и посмотрите оттуда на комнату. Что видно с этой точки — туда свет лампы дошёл напрямую, чего не видно — не дошёл. Дальше уже дело отскоков (и это больше к теме GI): скажем белая стена подсветит и то, что от лампы закрыто. Но форму самой тени задаёт именно этот вид: она повторяет силуэт, каким предмет виден лампе, а не вам. Собственно, ровно это делает игра. Рисует кадр со стороны света и сохраняет не цвет, а глубину: как далеко ближайшая поверхность в каждом направлении. Потом, рисуя картинку уже вам, для каждой точки смотрит в этот снимок. Приём предложил Лэнс Уильямс в 1978-м, и в реальном времени тени до сих пор чаще всего считают именно так. Снимок конечного размера: сколько в нём пикселей, столько записано чисел, и покрывает он конечный кусок мира — между числами данных нет. Зубцы по контуру, рябь на ровном полу, тень, обрывающаяся по невидимой линии вдали — последствия этого. Почему конечный размер даёт именно такие артефакты — разберём в пятницу. #геймдев #графика #математика #рендер #тени #gamedev

Теперь в модном чёрном цвете https://dev-math.ru/ Вы попросили — я сделал. Мне не сложно. Так же как запрашивать какие-то темы (но новое я что-то буду делать когда добью свой "учебник по рендеру", а это ещё 3 статьи) — можно запрашивать какие-то фичи, если вам что-то не нравится и неудобно. По навигации или типа того. А так на сайте теперь работает тёмная тема. Смотрю пока что никакой раздел не поехал, если обноружите какие-то баги — пишите. Я и сам ищу. А так согласен, ну какой сайт про разработку и для разработчиков без тёмной темы? #новости #devmath

Metallic — переключатель, а не шкала https://youtube.com/shorts/Lifzj3UvyZg?si=ED9gehzfKRdGJzYz Решил попробовать новый формат видосов. Образовательный с инфографиками, а не чисто рассказ под мультфильм. Посмотрим как зайдёт или не зайдет. Золото, ржавчина, лак, кожа — в современных играх все эти материалы описываются двумя числами: metallic и roughness. Раньше на это уходили три независимые карты, и можно было нарисовать вещество, которого не существует: пластик, отражающий как зеркало. Свернуть их в два помогла не новая формула, а физика — вещество либо проводник, либо нет. #геймдев #графика #pbr #unity #unrealengine

Квиз про графику https://dev-math.ru/dave-quiz/ Актуализировал квиз. Раз мы уже прошли с вами большую часть пути и вышло столько статей про графику, то давайте проверим знания небольшим квизом. 15 вопросов по темам что вышли и что выйдут. От самых простых про то, что такое UV до вопросов посложнее. В общем можно за 5 минут понять, а всё ли вы с ходу знаете из того, что я рассказывал 8 недель. #devmath #квиз

Куда уходит свет, который поверхность не отразила https://dev-math.ru/articles/pbr/ Физика отражения в реальном времени: BRDF и уравнение отражения, микрофасеты и распределение GGX, Френель и F0, затенение по Смиту и знаменатель 4(N·L)(N·V), white furnace test как проверка энергии, metallic/roughness workflow. В общем если вы хотели узнать, что за параметры metallic и roughness. Почему металлик в теории на самом деле бинарный и прочие нюансы PBR рендера — статья для вас. Репосты и 🔥как всегда приветствуются. Это помогает развиваться каналу, а значит выпускать новые материалы. А на следующей неделе уже будем разбирать тени и шадоумаппинг. #devmath #статья #pbr #рендер

На всякий случай завел Макс https://max.ru/channel_dev_math Раз уж там можно сделать публичный канал, а не приватный. Там будет всё тоже самое, только работает без VPN. Мало ли кому-то удобнее. #новости #devmath

Сфера должна исчезнуть Как за пять минут проверить, что материал не отдаёт больше света, чем получил. Уберите из сцены свет и HDRI, поставьте вместо окружения ровную белую заливку яркостью единица, выключите тонмаппинг. Материал возьмите предельный: металл с базовым цветом в единицу — такой ничего не поглощает и обязан вернуть всё, что пришло. Вернёт — станет неотличим от фона. Не посветлеет, а исчезнет: силуэта нет, на экране ровное поле. Видите тёмный силуэт — энергию теряете, светлый — берёте из ниоткуда. Приём известен как white furnace test. Теперь главное. Возьмите шейдер, собранный правильно, и потяните Roughness вверх. Сфера всё равно темнее фона, и на матовом конце наружу возвращается меньше половины пришедшего. Модель считает один отскок: луч пришёл на микрогрань, отразился, улетел. В изрытой поверхности он так не летает — бьётся о соседний бугор и уходит со второго-третьего раза, а этих отскоков в модели просто нет. На металле заметнее всего: у него всё отражение зеркальное, и нет диффузной части, которая прикрыла бы потерю. Отсюда матовая сталь, которая выглядит серой и припылённой. Ровно на это заведён баг в референсном вьювере glTF — «Rough metal looks too dark, may be losing energy». Собственно, вывод: увидели припылённый металл — не тяните альбедо вверх, так вы проблему не решите. Прогоните тест и посмотрите, считает ли ваш шейдер многократное рассеяние. Считает — сфера не видна на любом Roughness. Почему теряется и как это править — в пятницу. #геймдев #графика #математика #рендер #pbr #gamedev

Pac-Man невозможно пройти https://youtube.com/shorts/mbZlm4AeHxw?si=2a6Af3dDvEJmUe1U На 256-м уровне Pac-Man ломается пополам: слева обычный лабиринт, справа каша из мусорных тайлов. Уровень пройти нельзя — и дело не в сложности. Номер уровня игра держит в одном байте, а байт считает только от 0 до 255. На 256-м счётчик переполняется и щёлкает обратно на ноль. Подпрограмма, которая рисует фрукты внизу экрана, берёт этот номер как счётчик цикла — получает ноль и уходит на полный круг: 256 фруктов подряд. Места под них нет, и она затирает правую половину экрана. Отсюда и «идеальная игра» Pac-Man — 3 333 360 очков. #геймдев #математика #программирование #ретрогейминг #аркады #pacman #байт #переполнение #gamedev #retrogaming #arcade #devmath

Вдали ваш кирпич — зеркало По дальней стене, гравию, клёпке побежали белые искры. MSAA по ним не работает вообще, TAA давит их ценой шлейфа. А вблизи тот же материал выглядит прилично. Дело в мипах карты нормалей. Карта нормалей хранит наклон поверхности в каждой точке: тут скол кирпича смотрит влево, тут вправо, тут вверх. Мип-уровень — это усреднение соседних текселей, а если усреднить «влево» и «вправо», получится «прямо». Чем дальше объект, тем более пологим становится его рельеф в мипах, и на дальних уровнях от кирпичной кладки остаётся ровная плита. Roughness при этом остался тот, что вы поставили. Ровная поверхность с низким Roughness — это зеркало: она отражает окружение чётко, без размытия. И на дальнем объекте одному пикселю достаётся то солнце или яркое пятно пробы, то тёмный кусок неба рядом. Кадр — вспышка, кадр — чернота. Вот вам и искры. Собственно, суть: наклоны, которые усреднение потеряло, — это и есть Roughness на этой дистанции. Карта нормалей и Roughness описывают одну и ту же неровность, просто на разных масштабах: что различимо на экране — живёт в нормалях, что мельче пикселя — в Roughness. Объект уезжает вдаль, рельеф обязан перетекать из первого во второе. Чинится штатно. В Unreal у текстуры Roughness есть свойство Composite Texture: кладёте туда карту нормалей, и движок при генерации мипов сам смотрит, сколько наклонов потерялось на уровне, и ровно настолько поднимает Roughness. В Unity такой галочки в импортёре нет. Ближайшее — Geometric Specular AA в HDRP, но он про другой источник: срезает гладкость по кривизне самой геометрии, и в доке прямо сказано, что полезнее всего он там, где карты нормалей нет. А почему разброс наклонов вообще сворачивается в одно число и как это число выглядит изнутри — в пятницу. #геймдев #графика #математика #рендер #pbr #gamedev

Что такое блик? Посмотрите на любую цветную пластмассу рядом с собой: корпус мышки, крышку от бутылки, борт машины. Поймайте на ней отражение лампы или окна. Пластмасса синяя, красная, зелёная — а блик на ней белый. Ровно того цвета, что и источник. Так же ведут себя краска, дерево, камень, кожа: собственный цвет предмета в блик не попадает вообще. Дело в том, что упавший свет делится один раз — на входе. Часть отражается сразу от границы двух сред, внутрь не заходя: про материал она ничего не знает, поэтому и уносит цвет источника. Остальное преломляется внутрь, гуляет там между частицами пигмента, что-то по дороге поглощается, а что уцелело — выходит обратно наружу, уже окрашенное. Вот это вернувшееся вы и называете цветом предмета. Собственно, вывод: матовая часть и блик — не два эффекта, которые складывают. Это два разных поведения одного луча. Что отскочило от границы — внутрь не попало и цвета не наберёт; что ушло внутрь — в блике не появится. А количество энерегии одно, и равно оно тому, что упало. Проблема простой реализации прошлой статьи, что это никак не учитывается. В шейдере крутите specular вверх: если материал просто становится ярче и ничего при этом не теряет — баланс энергии у вас не сходится, поверхность отдаёт больше света, чем получила. С одним источником света это сходит с рук. А потом сцену переносят под HDRI, где свет идёт со всех сторон, и материал начинает светиться сам. Ну и бытовое наблюдение в ту же копилку: почему мокрый асфальт темнее сухого. Вода ничего не пачкает и цвет не съедает — она меняет маршрут той части света, что собиралась выйти наружу. Плёнка заворачивает часть выходящего обратно внутрь, тот идёт по материалу на второй круг, и там его добирает поглощение. Наружу возвращается меньше — глазу темнее. Заодно ровная плёнка собирает зеркальную часть в аккуратное пятно, поэтому мокрое всегда темнее и глянцевее одновременно. А делится свет не всегда одинаково — пропорция зависит от угла. Посмотрите на стол сверху вниз: видите цвет дерева. Теперь присядьте и гляньте почти вдоль столешницы — на том же самом месте отражение окна, а дерева уже почти не разглядеть. Не поменялось ничего, кроме угла, под которым вы смотрите. По той же причине светлее края круглых предметов. Почему угол решает так много, почему отражённое собирается в узкое пятно, а не светится ровно по всей поверхности, и как уложить это в шейдер, — разберём в пятницу. И загадка туда же. Блик у неметалла белый, потому что отражение от границы цвета не набирает. Тогда откуда у золота жёлтый блик, а у меди рыжий — по этой логике они тоже должны отражать лампу как есть. #геймдев #графика #математика #рендер #pbr #gamedev

Про свет по-простому https://dev-math.ru/articles/lighting/ Поговорим про свет. Про ламберта, про Блинна и про Фонга. Если вы не знали или хотите освежить как устроено освещение в игровых движках — это чтиво для вас! Я постарался собрать полную картину с историей, как всё это работает и как всё это придумывалось. Это пока не PBR с BRDF, эти вещи у нас будут темой следующей недели, но это первый шаг к физически корректному освещению. Вообще чтобы понимать как устроена 3д графика в первую очередь я считаю, что нужно знать базу того, как всё работает и придумывалось. Это и дает понимание как использовать то, что уже давно сделано и дает пищу для создания новых креативных идей. Ведь чтобы сделать свой хитрый, стилизованный свет полезно знать, как работает обычное освещение играх. Да и это база потребуется нам в будущем, когда мы перейдем к более комплесным эффектам и шейдерам. #devmath #свет #Ламберт #Фонг #Блинн

Дневник разработчика Сегодня статьи не будет. Она выйдет где-то на выходных. Я последние несколько дней делал другие статьи. Более практические и крутые, но будут они на закрытом портале. Они уже про реальные технологии производства и конкретные техники по опыту создания моей игры. На них ушло много времени, так что статья про свет немного уехала. Но она всё равно выйдет на этой неделе. Получить доступ можно пока только поддержав игру тиром "Рефакторинг" и выше https://dev-math.ru/support/ В статьях сейчас про документ ферст подход, про создание ассетов на примере "тёмного фентези" и о том, как я создавал ассеты для процедурного тиррейна. Кто заинтересуется может поддержать и получить доступ к этим материалам. Там точно так же будет выходить что-то новое и постараюсь держать тем раз в неделю. Спасибо за внимание! #devmath

В Fallout 3 нет ни одного поезда https://youtube.com/shorts/0Dw4ciULxYQ?si=2GqaYJOx-ryyU72f Поездка на метро есть — в дополнении Broken Steel. А поезда нет: движок не умеет катать по миру объект, внутри которого сидит игрок. Он умеет ровно две вещи — водить персонажа и надевать на него предметы. Поэтому вагон сделали одеждой. В файлах он так и лежит: недоступная броня на слот правой руки. Игрок садится — дальше всё делает скрипт. Надевает броню, включает свой пакет камеры и гонит игрока по путям. Снаружи — метро. Внутри — человек, который надел поезд и побежал. Нравится мне тут не костыль, а причина, по которой он не палится. Подмену нельзя заметить в принципе: пока вагон приклеен к игроку, в его системе отсчёта вагон стоит, а движется мир. Ровно корабль Галилея, только с метро. Про этот вагон, кстати, ходит красивая неправда: будто это шляпа, надетая на невидимого NPC, который бежит под миром. Версия пошла с вброса на 4chan. Слот не головной, и надевает вагон сам игрок — это видно в GECK, официальном редакторе Bethesda, куда фанаты и залезли в 2015-м. #геймдев #fallout #devmath #fallout3

Ребята... Мне нужна ваша помощь https://dev-math.ru/support/ Сегодня наверное будет самое сложное для меня. Всегда хочется казаться крутым и что всё получается. Но пора смириться с тем, что рынок на котором я работал последние 7 лет мертв. И с одной стороны это грустно, так как было убито столько времени и сил в развитие своего дела. А с другой это новая возможность. Всем привет. Меня зовут Гриша Дядиченко. Ну про мой карьерный путь вы возможно читали. И вот начинается новая глава. Возможно знаете меня лично. Может мы вместе тусовались на конференциях. Возможно вы были когда-то на моих митапах в Москве. Возможно вы читали мои статьи, посты, пользовались репозиториями. А может мы вместе когда-то работали. И сейчас мне нужна ваша помощь. Я хочу сделать интересную игру. Но думаю моих оставшихся ресурсов не хватит. Эта игра - ностальгическое путешествие по легендарным историям из разработки. По механике это головоломка вдохновлённая инкредибл машинс и другими старыми головоломками. Хочется сделать что-то действительно крутое и интересное. На рынке, где сейчас не всё так просто, особенно с тем какие палки в колеса на нём вставляются всем. Собственно моя просьба. Если вы верите, что я способен сделать что-то интересное. То поделитесь этим постом или ссылкой, если не трудно. Возможно у вас есть какой-то свой блог, знакомые с блогами, чат (только если в чате разрешено такое публиковать, спамить не надо). А если такой проект вам интересен или есть желание просто поддержать мою инициативу, за все статьи что я написал и репозитории что я сделал, да или просто подкинуть монет на мечту старому знакомому, то вообще супер. Хотелось бы как раньше иметь возможность на покупку рекламы в блогах или вроде того. Но сейчас ресурсы исчерпаны. Я всё равно сделаю игру. Просто с поддержкой она может получиться круче, о ней узнает больше людей, и думаю тогда получится сделать что-то действительно крутое. Инфоцыганином мне пока всё ещё не позволяет стать совесть. Так что буду делать игру. В общем для вас это может быть мелочью или парой кликов, а мне вы очень поможете и я буду признателен.