Чтобы не нагружать процессор покадровой трассировкой лучей (для определения какая клетка насколько в данный момент «видима»), я использовал довольно интересный метод «тотального предрасчёта» – основные параметры для фактически всех возможных ситуаций считаются до игры в большую матрицу, и во время игры остаётся только обращаться к ней, выбирая нужные значения.
Что я имею ввиду под предварительными расчётами:
Герой ставится в клетку начала координат (0;0). Для каждой клетки в пределах видимости экрана (с запасом, в пределах двух экранов) считаются различные игровые параметры, в том числе список клеток, которых пересекает отрезок от начала координат до её центра:
Если быть точнее, то подобные списки считаются для каждого из 4х углов каждой клетки:
Все эти данные записываются в «матрицу видимостей» M.
Как это работает? У каждого объекта в игре есть параметр «непрозрачность» — величина от 0 до 1, процент загораживаемости обзора. В игре, чтобы узнать насколько виден тайл (xt;yt) относительно положения героя (x0;y0), мне нужно:
1. Обратиться к элементу матрицы Mt = M[xt-x0;yt-y0]
2. Посчитать насколько виден каждый из углов этого тайла (причём не учитываются углы, которые загораживаются самим тайлом (xt;yt), так что их 2 или 3): для этого я считываю из Mt вектор тайлов, которые встречаются на пути до угла и перемножаю «степени видимости» всех объектов, которые в них находятся (и да, как только встречается объект с нулевой видимостью, прохождение по списку можно не продолжать).
3. Степень видимости тайла Vt= среднее арифметическое видимостей каждого из его углов.
Так я делаю для каждого из тайлов в некоторой области вокруг героя, когда что-то меняется (положение героя или объектов).
Расчёт по углам вместо одного центра тайла ведётся для сглаживания артефактов, когда клетку незначительно загораживает какая-нибудь непрозрачная стена своим концом, но из-за этого клетка становится полностью невидима.
Способ, как вы понимаете, не совсем точный (по сравнению с честной «аналоговой» трассировкой луча), но даёт хорошие значения. Дискретность заметна тем меньше, чем визуально меньше клетки в игре.
Насколько будет повышать производительность предварительный расчёт всех параметров в «матрицу видимостей» (по сравнению с определением параметров на ходу) будет зависеть от языка, но по сути все геометрические расчёты заменяются на операцию доступа к элементу матрицы/вектора. У меня на AIR прирост в скорости колеблется от 7 до 11 раз (зависит от степени нагруженности области карты объектами)
Ту же самую матрицу можно использовать для определения освещённости клетки, когда какие-то объекты могут испускать свет, а какие-то его загораживать. Алгоритм тут точно такой же.
(монетки имеют небольшое свечение)
Демонстрация смены видимости тайлов в динамике:
Спасибо за внимание!
Комментарии (21)
splatt
23.11.2016 18:28+1Интересная идея. На видео с демо освещение появляется резкими переходами из одного состояния в другое.
Я понимаю, что это из-за того что количество состояний освещения напрямую зависит от количества тайлов.
Но тем не менее, нельзя сделать интерполяцию между двумя значениями освещения во время перехода от одного тайла к другому?
Мне кажется, плавный переход будет выглядеть гораздо приятнее.AntonRiot
23.11.2016 19:56Алгоритм даёт циферки, а как их отображать — тут уже вопрос визуализации.
На самом деле, переходы как раз «сглажены» – степень видимости меняется с некоторой максимальной дельтой. Но поле для экспериментов с визуальной составляющей всегда есть, согласен.perfect_genius
23.11.2016 20:20+1Наверно, он имел в виду, что из чёрного в видимый переходит слишком резко, и я тоже согласен с этим.
AntonRiot
23.11.2016 20:25Возможно.
Ещё некоторым сам факт черноты не нравится. Тоже есть варианты отображать неисследованное пространство как-то иначе, но мне нравится так. Пластилиновый стоп-моушен на чёрном фоне.
Dendroid
23.11.2016 19:15+1Буквально недавно делал похожее, у меня хранились в матрице все клетки простреливаемые из этой в порядке дальности. И тоже, что интересно, на AIR )
Можно организовать клуб анонимных пользователей AIR. Главное, не произносить вслух слово на букву F )))
rrrrex
23.11.2016 20:08Неплохо бы добавить полупрозрачность для тайлов, если они перекрывают игрока.
AntonRiot
23.11.2016 20:17Да, кстати это реализовано. Вот тут лучше видно будет:
perfect_genius
23.11.2016 20:43Вначале показалось, что игра пластилиновая.
Какую функцию выполняют клетки?AntonRiot
23.11.2016 21:05+2Игра и есть пластилиновая – всё из фотографий. Клетки… Такой стиль. Большие пластилиновые пространства трудно было фотографировать и как-то компоновать, а тут составлено из кубиков.
Ну и карта проходимости тоже потайловая.
OlegKozlov
24.11.2016 00:45Обожаю дешевые способы не считать всё в рантайме, а попотеть в предрасчётах. Я так в RTS с поиском пути делал — заранее делил карту на квадраты и считал все возможные пути между ними. Тут, по моим ощущениям, тот же подход. Круто!
napa3um
https://ru.wikipedia.org/wiki/Двоичное_разбиение_пространства
napa3um
(Впрочем, если для 2D тормозит просчёт поля видимости без предрасчётов, то, кажется, сделано что-то неверно.)