Chip 1996 April

home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search

/ Chip 1996 April / CHIP 1996 aprilis (CD06).zip / CHIP_CD06.ISO / hypertxt.arj / 9410 / FLIGHT.CD < prev next >

Wrap

Text File | 1994-11-23 | 13KB | 216 lines

@VVirtual Reality -- házilag@N @VA fantázia szárnyalása...@N ... avagy hogyan írjunk repülésszimulátort. Manapság Magyarországon elterjedt szokás külföldrôl katalógus alapján vásárolni számítástechnikai könyveket. Ennek egyszerû oka, hogy egyetlen forgalmazó sem képes minden könyvbôl egy-egy példányt tartani, hiszen ez jelentôs tôkelekötést igényelne. Jó esetben a vevô, megrendelô legalább egy eredeti könyvkatalógusból választhat (amelyben rövid ismertetô is van a könyvekrôl), de a legtöbbször csak egy egyszerû listája van. A gyanútlan vevô e lista alapján megrendel egy könyvet, melyrôl a címe alapján azt hiszi, hogy a könyv éppen neki szól. Pár hetes, esetleg hónapos várakozás után megjön az értesítés, félhavi fizetésével együtt jelenjen meg, átveheti a megrendelt könyvet. A buzgó számítástechnikus kifizeti álmai könyvét (mit is tehetne mást, hiszen aláírása ott szerepel a megrendelôn), és már a metrón (buszon, villamoson) elkezdi tanulmányozni az áhított mûvet. Bár ne tenné. ùgy legalább nem érné csalódás. Az esetek nagy részében a könyvek nem arról szólnak, és nem úgy, ahogy azt a megrendelô a cím alapján gondolta. Az angol nyelvû könyvek zömét ugyanis nem programozóknak írták, hanem átlag amerikaiaknak, akik a könyvbôl nem azt akarják megtudni, hogy egy repülésszimulátor megírásához milyen matematikai algoritmusok szükségesek, hanem azt, hogy az XYZ játékprogramban mely gombokkal lehet lôni, bombázni stb. Ezért ha nem körültekintôen választjuk ki, hogy milyen jellegû könyvet rendeljünk, könnyen abba a helyzetbe kerülhetünk, hogy egy program leírását kapjuk meg, amihez a programot még meg kell vennünk. Mindezt pár tucat dollárért. A programot persze el is lophatjuk (bár ez törvénybe ütközô), de sajnos a könyv árát már nem kapjuk vissza. @VZavaros algoritmusok@N Mint a számítógépes grafika rajongója, a fenti módszer alkalmazásával már jónéhány abszolút használhatatlan könyvet sikerült beszereznem. E könyvek egy része egy-egy program leírását tartalmazta, mások azt állították magukról, hogy bevezetik az olvasót a számítógépes grafika (2D, 3D stb.) rejtelmeibe. A könyvek ez az utóbbi csoportja valóban tett valamit a kitûzött cél érdekében, de a végeredmény sokszor elkeserítô volt. A könyvek ugyanis magyarázatok helyett programlistákat közöltek. Logikailag hibás kiindulásból rossz algoritmusokat hoztak létre, amelyek ugyan a könyvben szereplô példákban helyesen mûködtek, de minden másra használhatatlanok voltak. Persze ha semmit sem magyarázunk meg, akkor azt sem kell az olvasóval közölni, hogy az illetô algoritmus milyen korlátok között mûködik... Az elôzô esetbôl tanulva már nem rendelek meg könyvet anélkül, hogy elôtte meg ne nézném (valahol, valakinél, aki volt olyan balga, hogy megvette). îgy került kezembe Christopher Lampton Flights of Fantasy (A fantázia szárnyalása) címû könyve, mely már elsô átnézésre meglepetést okozott. A könyv ugyanis valóban arról szól amit az alcíme ígér: 3-D videojátékok programozása C++-ban. @VMatematika a gyakorlatban@N Lampton könyve azoknak szól, akik szeretnék megismerni a számítógépes grafika alapjait, nemcsak kész programokat és rutinokat felhasználni, hanem szeretnék megérteni az algoritmusok mûködési elvét is. A könyv megismertet a számítógépes grafikában használt matematikai módszerekkel. Nem riad vissza olyan fogalmak használatától, amelyek meghaladják a középiskolában tanultakat (mint például a mátrixok fogalma, mátrix- és vektormûveletek, fraktálok). Ennek ellenére nem merül el az elméleti kérdések tárgyalásában, hanem az alapfogalmak tisztázása után konkrét, mûködôképes programokon mutatja be azok használatát. Minden matematikai fogalom bevezetése után egyszerû, különálló kis programok segítik a fogalmak jobb megértését és azok használatát a programokban. A könyv megértése nem kíván egyetemi végzettséget, de a középiskolai matematika anyag ismerete, és némi fogékonyság a matematika iránt szükséges. A könyvben ismertetett algoritmusok és a programok egy része gépfüggetlen. A hardver teljes tudását azonban általában csak assembly programokból tudjuk kihasználni. Olyan programoknál -- mint a könyvben ismertetett szimulátor is -- amelyek a teljesítôképesség határán használják a hardvert, elengedhetetlen assembly rutinok használata. Ezek sajnos gépfüggôvé teszik a programot. îgy szimulátorunk csak IBM PC, vagy azzal kompatibilis gépen futtatható. A program nagyrésze C nyelven íródott, a szerzô a fordításhoz Borland C++-t használt. A programban használt grafikus rutinok assemblyben íródtak. Mivel a grafikus felbontás nagyban befolyásolja a rajzoláshoz szükséges CPU idôt, a szimulátor 320x200-as felbontásban dolgozik, 256 színnel. A könyv foglalkozik a VGA kártyák grafikus üzemmódjainak beállításával és használatával, különösen a programban használt 320x200-as móddal. Részletesen leírja a videomemória használatát, az egyes képpontok címzését, a színpaletta programozását és a képek megjelenítését. Külön fejezetben foglalkozik 2D alakzatok mozgatásával, a sprite technikával. A számítógépes grafikában jelentôs szerepe van az egyenesek, sokszögek és kitöltött sokszögek rajzolásának. Az 1960-as évek elejétôl -- amikor az elsô grafikus programok születtek -- számos megoldás született ezen alakzatok hatékony, gyors rajzolására. A könyv ezek közül a legelterjedtebbet, a Bresenham egyenesrajzoló algoritmust ismerteti. A poligonrajzoló és kitöltô algoritmusokat ebbôl származtatja. Åttérve a háromdimenziós alakzatok megjelenítésére, a szerzô elôször a testek háromdimenziós leírásával és a koordináták tárolásával foglalkozik. Ezután bemutatja azokat a matematikai eszközöket, amelyek segítségével elôállíthatjuk ezen tárgyak kétdimenziós képét. A következô lépésben megismerkedhetünk egy olyan algoritmussal, amely lehetôvé teszi a takart felületek elhagyását. Ha ugyanis a valóságban egy tárgy közelebb van hozzánk, mint egy másik, akkor elôfordul, hogy a közelebbi részben, vagy teljes egészében eltakarja a távolabbi tárgyat. Egy olyan szimulátornak, amely élethû képet akar elôállítani, figyelembe kell vennie ezeket a takarásokat. Sajnos a takart felületek felismerése és elhagyása sok számítással jár. îgy minél jobb algoritmust találunk, programunk annál lassabb lesz. Ezért, bár a könyv bemutat egy hibátlan algoritmust -- ez az úgynevezett festô algoritmus -- a végsô szimulátor programban egy egyszerûsített változat szerepel, amely nem mindig ismeri fel helyesen a takart felületeket, de elég gyors ahhoz, hogy a szimulátor élvezhetô legyen. @VTeljes vértezetben@N Bár a látkép generálása a leglátványosabb, mégis csupán csak egy része a teljes programnak. Mivel a könyv nem számítógépes grafikát ígér, hanem egy teljes szimulátort, a szerzô nem feledkezett meg a program többi részérôl sem. îgy egy-egy fejezetet szentel a programmal történô párbeszédnek, a billentyûzet és a botkormány kezelésének, továbbá a hangkártya programozásának. A repülésszimulátorok talán legtitokzatosabb része a repülés dinamikai egyenleteinek megoldása. Ennek során határozzák meg a repülôgép sebességébôl, a vezérsíkok állásából, külsô hatásokból (például szél) a repülôgép mozgását. Professzionális szimulátoroknál e feladatra legalább akkora, ha nem nagyobb gondot fordítanak, mint a látványgenerálásra. Mivel a mi szimulátorunk csak játék, nem fogjuk a dinamikai egyenleteket megoldani. (Ez még szakember számára sem könnyû feladat.) A könyv megelégszik az alapvetô fogalmak, mint sebesség, bólintás, dôlés tisztázásával. Ezekbôl a repülô mozgását a legegyszerûbb módon határozza meg. Csodákat persze Lampton sem mûvel. A program, amit közzétesz, vagy amit a könyv alapján írhatunk, nem fogja áthágni a PC-k korlátait. Ne számítsunk arra, hogy a könyv elolvasása, megértése után olyan programokat írhatunk, mint amilyeneket a PC-k nagyteljesítményû testvérein láthatunk. Ha Borland C helyett 32 bites Watcom C++ fordítót használunk, mintegy 20-30%-os sebességnövekedést érhetünk el. A sebességnövelés másik módja speciális videokártyák használata. E 3D grafikát támogató kártyák általában tartalmaznak egy processzort (például Intel 860), amely hardverrel végzi a sokszögrajzolást és valamilyen takart felület algoritmust. E kártyák ára azonban már meghaladhatja számítógépünk árát. Ráadásul néha nem elég a kártyát magát megvenni, hanem ha programozni akarjuk, úgy fejlesztôrendszert is vennünk kell hozzá. @VA jövô lehetôségei@N A háromdimeziós grafika -- bár elméleti alapjai már ismertek -- napjaink egyik jelentôsen fejlôdô ágazata. Számos olyan rendszer létezik, amelyek segítségével háromdimenziós látványgenerátorokat hozhatunk létre. Ilyenek a RenderMan, a PHIGS és az OpenGL. Várható, hogy a közeljövôben e rendszerek a PC-ken is megjelennek, és hardver támogatást fognak élvezni. Feltehetô, hogy a Windows valamelyik következô változata már tartalmazni fogja az OpenGL leírónyelvet. Ha ez bekövetkezik, úgy hamarosan az intelligens VGA kártyák (amit ma Windows-gyorsítónak hívunk) már támogatni fogják a háromdimenziós grafikát. Addig is mindenki saját kedve és pénztárcája szerint próbálgathatja a 3D megjelenítést. @KSteiner András@N ┌──────────────────────────────────────────────────────────┐ │ A könyv, floppymellékletén a forrásprogramokkal és a │▒ │ lefordított repülésszimulátorral szerkesztôségünkben │▒ │ megtekinthetô illetve megrendelhetô, ára 2475 Ft. │▒ └──────────────────────────────────────────────────────────┘▒ ▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒▒ @<9410\FLIGHT1.GIF>Drótvázas testforgatás demó@N @<9410\FLIGHT2.GIF>Felszállás!@N @<9410\FLIGHT3.GIF>Takart felület demó@N @<9410\FLIGHT4.GIF>Egymást takaró testek mozgásban@N