Benutzer:Finalspace/Game Engine Design

Dies wird ein Versuch ein Tutorial zu erstellen, zur Entwicklung einer Game Engine.

Von vornerein werde ich mich auf die sprache Lazarus/Freepascal festlegen. Der Gesamte Code wird darin entwickelt und folgendes Grundwissen wird für dieses Tutorial vorausgesetzt:

- Entwicklung von UI Anwendungen mit Lazarus/Delphi (TForm, TApplication, Events)

- OOP Entwicklung (Klassen, Vererbung, Abstraktion, ...)

Der Renderer allerdings wird nicht festgelegt sondern Abstract gehalten, das bedeutet das Grafik API befehle ausgelagert sind und pro API eine library existiert die gewechselt werden kann.

Das klingt jetzt sehr gehoben und aufwendig, ist es aber nicht ;-) Im gegenteil wir müsssen nicht alles von den jeweiligen API´s (OpenGL, Direct3D) unterstützen. Um das ganze einfacher zu machen, wird erstmal eine reine OpenGL Renderer API erstellt.

Die Gesamte Engine wird eine art Pluginsystem haben was integration von neuen Mesh/Grafik/... Formaten ermöglichen kann.

Erstmal nun ein paar Grundsätzliche Denk Stützen:

- Was will ich erreichen

 - Scene 1: Reine grafik

   Eine 3D Scene in einem TForm Control welches folgendes darstellt/kann:

   - Eine simple map aus einfachen primitiven (Würfel, Sphere, Cylinder, Wände, Polygone, Teapot, Transparente Objekte)
   - Die Scene soll eine Kamera enthalten in der man sich frei bewegen, entweder per toggling oder per mouse down/move.
   - Es soll von folgenden Lichttypen jeweils 3 enthalten sein: Point / Spot / Directional.
   - Das licht wird per Pixel berechnet, somit müssen die Licht Operationen im Shader geschrieben sein.
     Es reicht aber normales Licht ohne Special Effekte wie Bumpmapping...
   - Jedes Licht soll natürlich auch auf die Objekte Schatten werfen (Shadow maps).
   - Jedes Licht muss ein/ausschaltbar/einstellbar sein per TForm GUI.
   - Jedes Licht hat eine Eigenschaft in der man die Schatten ein/ausschalten kann. (Cast shadow)
   - Jedes Objekt in der Scene hat eine Eigenschaft in der man die Schatten ein/ausschalten kann. (Receive shadow)
   - Das Rendering erfolgt komplett über deferred rendering.
   - Eventuell wird es noch einen seperaten forward renderer geben.
   - Es soll auch ein paar Post-Processing effekte ein/ausgeschaltet werden können wie z.b.
     Tone-Mapping, Depth-Of-Field.

 - Scene 2: Spiel erweiterung

- Was brauch ich dazu (Grob in stichwörtern beschrieben, unsortiert)

 Für Scene 1:

   - Mesh
   - Texture
   - Material
   - Shader
   - Object
   - Camera  
   - Renderer
   - Image
   - Vertex/Index buffer
   - Render buffer (Render to texture)
   - Scene graph
   - Plugin
   - Vector
   - Matrix
   - Frustum
   - AABB/BB
   - Math-Library
   - Resource Manager

 Für Scene 2 (Zusätzlich zu scene 1):

   - Octree
   - Collisionserkennung

- Das ganze wird schritt für schritt aufgebaut, das ergebnis von oben soll sequentiell realisiert werden.

 1. Wir erzeugen einen Blue-Screen :D

 1.1 Projekt erzeugen

 1.2 Die Renderer Klasse erstellen