Introduction aux technologies du jeux-vidéo

Introduction aux technologies du jeux-vidéo Steve Gury steve.gury@gmail.com

Histoire • 1952: Ralph Bear, ingénieur dans uns société de télévision, a l’idée d’intégrer un module électronique de jeu à ses téléviseurs • 1961: Steve Russell programme Spacewar sur PDP-1 • 60’s: Ralph Bear sort Chase pouvant être joué sur téléviseur ordinaire • 70’s: Début de l’air où les jeux sont commercialisés en masse • 70’s: Naissance de l’arcade • 1980: Pac-Man, Nintendo sort la NES

Marché • Un marché de 41 milliards de dollars (PNB du Luxembourg) • 15% de croissance annuelle

Technologie des jeux vidéo • Principaux composants technologiques d’un jeu moderne: • Moteur 3D • Composant « gameplay » • Moteur réseau • Moteur physique

Agenda • Visualisation tridimensionnelle • Lumière & Couleur • Texture

Qu’est ce qui rend une image en 3D ? • L’écran n’est qu’une surface en 2 dimensions • Indépendamment l’un de l’autre, ces deux triangles ne donnent pas l’illusion d’une forme tridimensionnelle. Pourtant combinés ensemble, pour la plupart des gens, ils représentent une pyramide.

isométrique perspective Projection • L’idée est de calculer la position des objets en 3D et de projeter le résultat sur une surface en deux dimensions • Pour cela, différentes techniques de projection existent

Direction du regard Œil Projection perspective • On va se limiter à • Un « angle de vue » (fov) • Un certaine profondeur (ni les éléments trop près ni trop éloignés)

Projection perspective (2) • On applique une transformation aux points contenu dans l’espace de projection • Puis on projette ces points parallèlement à la direction du regard Direction du regard Œil

Transformation du monde • Cependant la projection n’est pas la seul transformation mise en œuvre (34,10,4) (12,8,5) (1,1,0) • Il faut déplacer l’objet depuis la position avec lequel il a été défini vers sa position dans le jeu • Puis transformer les coordonnées des objets en prenant la camera comme point de référence

Rastérisation • Une fois la projection réalisée, il faut convertir les segments représentant l’image en une série de pixel à afficher à l’écran

Algorithme du peintre • Comment afficher correctement les objets qui se recouvrent • Problème des objets qui se chevauchent

Z-buffering 255 255 255 255 255 255 255 255 17 255 255 255 255 255 255 255 16 255 255 255 255 255 255 255 14 15 15 255 255 255 255 255 255 13 14 14 14 255 255 255 255 255 12 12 13 13 255 255 255 255 10 11 11 12 12 12 255 255 255 255 255 10 10 11 11 11 255 255 255 255 255 255 10 10 10 255 255 255 255 255 255 255 255 255 10 255 255 255 255 255 255 255 255 255 255 255 255 255 255 255 255 255 255 255 255 255 255 255 255 255 255 255 255 255 255 255 255 255 255 255

Z-buffering 255 255 255 255 255 255 255 255 17 255 255 255 255 255 255 255 16 255 255 255 255 255 255 255 14 5 15 255 255 255 255 255 255 13 14 4 4 2 3 255 255 255 12 12 13 13 3 1 2 1 10 11 11 12 12 12 2 255 1 255 255 10 10 11 11 11 1 255 255 255 255 255 10 10 10 255 255 255 255 255 255 255 255 255 10 255 255 255 255 255 255 255 255 255 255 255 255 255 255 255 255 255 255 255 255 255 255 255 255 255 255 255 255 255 255 255 255 255 255 255

Z-buffering 17 16 14 5 15 13 14 4 4 2 3 12 12 13 13 3 1 2 1 10 11 11 12 12 12 2 1 10 10 11 11 11 1 10 10 10 10

Lumière • Les différents type de lumière • Emissive • Ambiante • Diffuse • Spéculaire

Couleur • Emissive = 0 • Diffuse = vert • Spéculaire = faible • Couleur = Σ lumières • Emissive = 0 • Diffuse = bleu/violet • Spéculaire = forte

Calcul de l’éclairage • Eclairage dépend : • Distance à la source de lumière (atténuation) • Normale au point éclairé • Modèles d’éclairage • Lambert (flat) • Gouraud • Phong

Radiosité • Chaque objet éclairé éclaire à son tour les autres objets • On part de la lumière principale et on rebondit sur les objets

Texture • Pour définir de manière précise la couleur d’un objet en différent endroit, on utilise une texture

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