Обновления

Dagon 0.35.0

Вышла новая версия движка, в которой добавлена поддержка таймеров (Application.setTimer и событие Timer) и новый модуль dagon.core.sysinfo, предоставляющий базовую информацию об аппаратно-программной платформе, на которой запущено приложение. Исправлен забагованный метод Properties.serialize, реализована поддержка текстур в формате WebP в загрузчике glTF (расширение EXT_texture_webp для текстур), добавлена поддержка Entity.blurMask в режиме прямого рендеринга. Объект NewtonMeshShape в расширении dagon:newton теперь можно создавать с передачей матрицы трансформации, которая применяется ко всем вершинам меша. Также добавлен Dagon Platform — комплект для разработки игр под Dagon на языке GScript3, о нем я расскажу подробнее в одном из следующих постов.

Chillwave Drive 0.2.0

Демка автомобильной физики значительно обновлена: улучшена графика, модель машины заменена на McLaren GT, исправлено множество мелких недочетов в симуляторе, благодаря чему демка теперь адекватно поддерживает заднеприводные авто, а также устранен баг в модели колес, который создавал лишнюю боковую силу в некоторых ситуациях. Я решил развивать Chillwave Drive в качестве полноценной игры, в связи с чем создал соответствующую страничку на сайте GameJolt. Вероятнее всего, это будет симкейд для расслабляющего вождения, в котором можно добавлять собственные машины, настраивать окружение и т.д.

Dagon 0.34.0

Очередной релиз движка. Добавлена поддержка нескольких контроллеров (до 4 включительно). Методы-обработчики событий контроллера в EventListener теперь принимают индекс устройства в качестве первого аргумента. Индексы начинаются с нуля, устройства добавляются в порядке их подключения в системе. EventListener.onControllerAdd теперь принимает GameInputDeviceType в качестве второго аргумента.

Обновлен менеджер ввода. Символ + в клавишных биндингах input.conf заменен на символ _ (то есть, теперь вместоright+ctrl нужно писать right_ctrl). Добавлены символические имена для биндингов мыши (в input.conf): mb_left, mb_middle, mb_right, mb_x1, mb_x2, ma_x, ma_y.

Приложение теперь автоматически определяет разрешение монитора в полноэкранном режиме, если windowWidth и windowHeight указаны как 0. Добавлена поддержка безрамочных окон. Добавлены новые опции settins.conf: localePath, window.maximized, window.minimized, window.borderless, fullscreenWindowed. В режиме fullscreenWindowed размер окна игнорируется, создается безрамочное окно размером с весь экран, как раньше с указанием нулевых windowWidth и windowHeight в оконном режиме.

Добавлена экспериментальная поддержка изотропного рассеивания для позиционных источников света, о котором я писал в предыдущем посте.

Исправлен и расширен класс LoadingScreen — добавлена поддержка HiDPI и фонового изображения.

Рассеивание для позиционных источников света

Добавил в Dagon фичу, которая редко встречается даже в AAA-движках — поддержку изотропного объемного рассеивания для позиционных источников света. До этого уже были т. н. «лучи Бога» для направленного света — более тяжелый анизотропный эффект, основанный на приближенной физике рассеивания света аэрозолями. Теперь, выставив light.scatteringEnable = true для любого источника света, можно сделать «свечение в тумане». Это похоже на постэффект glow, но отличается тем, что объемный свет рассчитывается геометрически, в трехмерном пространстве — поэтому, если самого источника света нет в кадре, свечение все равно видно.

Сочетанием обоих эффектов можно добиться приятной атмосферности в ночных сценах:

Чтобы не создавать лишний оверхед, этот эффект вынесен в отдельный субпроход, который по умолчанию отключен. Включается так:

game.deferred.passLight.volumetricScatteringEnabled = true;

Dagon 0.33.0

Вышла новая версия движка. Большую часть изменений я уже описывал в предыдущем посте. Сверх того — исправлен баг с падением движка, если не найдена библиотека Wintab, в dagon.core.application добавлена информация о версии: структура dagonVersion и строка dagonVersionString.

HiDPI и другие нововведения

В Dagon значительно обновляется система конфигурации. Многие опции из settings.conf я вынес в отдельные конфиги — render.conf и audio.conf. Также наконец-то появилась поддержка переопределения опций в конфигах на разных уровнях фиртуальной файловой системы — то есть, если создать settings.conf в APPDATA/<game>, то в нем можно переопределить опции, заданные в корневом settings.conf в папке с приложением. Корневой конфиг теперь загружается на ранней стадии инициализации, что позволяет задать в нем настройки логгера и вообще переопределить практически все доступные параметры приложения. Можно даже задать кастомные пути к SDL2, SDL2_Image и FreeType, что полезно под Linux.

Список новых опций settings.conf: log.enabled, log.level, log.toStdout, log.file, log.timestampTags, log.levelTags, appDataFolder, window.resizable, window.x, window.y, window.highDPI, vsync, stepFrequency, gl.debugOutput, font.sans, font.monospace, font.size, SDL2.path, SDL2Image.path, FreeType.path. Последние три поддерживают ОС-постфиксы (SDL2.path.windows, SDL2.path.linux), чтобы задавать разные пути в зависимости от платформы. Опции windowWidth, windowHeight, windowTitle заменены на window.width, window.height и window.title.

В dagon:audio внесены исправления для корректной поддержки многоканальных профилей (5.1, 7.1). Количество каналов можно указать в конфиге audio.conf, например для 5.1:

channels: 6;

Но самое крупное обновление — это поддержка дисплеев с высокой плотностью пикселей (HiDPI). Теперь можно создать окно с фреймбуфером больше, чем само окно, задав в конфиге

window.highDPI: 1;

Фактический размер области рисования окна можно узнать через свойства Application.drawableWidth и Application.drawableHeight, а отношение физических пикселей экрана к логическим — через Application.pixelRatio.

На картинке ниже показано, как отличается вывод одного и того же спрайта в обычном режиме (слева) и в HiDPI-режиме (справа).

Большая часть движка уже поддерживает HiDPI из коробки, за исключением HUDRenderer.

Dagon 0.32.0

Очередной релиз Dagon содержит значительное изменение — переход на OpenGL 4.3. Это не должно сильно ударить по поддержке видеокарт (движок работает на всех десктопных видеокартах, выпущенных за последние лет 10), но дает много новых возможностей, в особенности — доступ к вычислительным шейдерам. Соответственно, появился новый класс ComputeShader, о работе с которым я писал ранее. Добавлен один встроенный вычислительный шейдер — dagon.compute.resample, реализация ресэмплинга текстур. Еще одна фича OpenGL 4.3 — кэширование шейдерных бинарников. В теории это должно ускорять их загрузку, хотя в Dagon встроенных шейдеров не так уж и много, и кэширование пока большого значения не имеет. По умолчанию оно отключено — можно включить свойством Application.shaderCache.enabled, либо опцией enableShaderCache в settings.conf. Бинарники сохраняются в папку data/__internal/shader_cache.

Добавлен арена-аллокатор (dagon.core.arena) — я о нем тоже писал отдельный пост. Пока он, впрочем, не используется встроенными классами движка, но пригодится в будущем для интеграции GScript.

Новый модуль dagon.core.dialogs — минимальное кроссплатформенное решение для открытия системного диалога открытия/сохранения файла. Поддерживает Windows и Linux, зависимости при линковке не тянет. Под GNOME работает на основе Zenity, под KDE — на основе kdialog.

Добавлена поддержка так называемого «оконного полноэкранного режима»: если в конфиге заданы нулевые windowWidth и windowHeight, то движок создает безрамочное окно размером с весь экран. Этот режим удобен для мультимониторных конфигураций.

Наконец, добавлено новое расширение dagon:audio для воспроизведения звука через библиотеку SoLoud. Сама библиотека, как обычно, предоставляется в готовом виде при компиляции под 64-битные Windows и Linux. Под Windows также предоставляется libopenmpt для поддержки трекерной музыки.

dagon:audio

В новой версии Dagon будет встроенный звуковой движок на основе SoLoud — расширение dagon:audio. Поясню для тех, кто не знает: SoLoud — это библиотека-микшер с поддержкой 3D-звука и базовых потоковых форматов (WAV, MP3, OGG, FLAC), а также трекерных форматов через OpenMPT. Есть частотные фильтры и встроенные синтезаторы — в частности, текстово-речевой преобразователь, SFXR, эмулятор VIC-20 и генератор разных видов шума. SoLoud поддерживает множество бэкендов, и по дефолту работает на основе SDL2, как и сам Dagon (пользователь, однако, может выбрать конкретный бэкенд через опцию audio.backend в settings.conf). Короче говоря, это своего рода «FMOD от мира OpenSource». Особо отмечу удобный API и, более того, прямо из коробки — обертка для D, позволяющая писать в объектно-ориентированном стиле.

SoLoud можно было и раньше использовать в приложениях Dagon с использованием BindBC-SoLoud, но dagon:audio упрощает работу со звуком в играх еще больше, предоставляя удобный механизм привязки 3D-слушателя и пространственных звуков SoLoud к объектам движка. Для этого я ввел менеджер AudioManager и компонент SoundComponent:

class MyGame: Game
{
    AudioManager audioManager;

    this(uint windowWidth, uint windowHeight, bool fullscreen, 
        string title, string[] args)
    {
        super(windowWidth, windowHeight, fullscreen, title, args);
        audioManager = New!AudioManager(this);
        currentScene = New!TestScene(this);
    }
}

class TestScene: Scene
{
    AudioManager audio;
    SoundComponent cubeSpeaker;
    WavStream music;

    this(MyGame game)
    {
        super(game);
        this.audio = game.audioManager;
    }

    override void afterLoad()
    {
        Camera camera = addCamera();
        camera.position = Vector3f(0.0f, 1.8f, 5.0f);
        game.renderer.activeCamera = camera;

        audio.listener = camera;

        auto eCube = addEntity();
        eCube.position = Vector3f(0, 1, 0);

        cubeSpeaker = audio.addSoundTo(eCube);
        music = audio.loadMusic("data/music/song.mp3");
        cubeSpeaker.play(music);
    }

    override void onUpdate(Time t)
    {
        audio.update(t);
    }
}

Позиция и ориентация слушателя и позиция источника звука обновляются автоматически в update.

Есть также класс PlaylistPlayer для управления плейлистами. Он упрощает загрузку множества аудиофайлов из папки и переключение между ними — полезно для автоматического воспроизведения фоновых мелодий одну за другой.

PlaylistPlayer pl = audio.addPlaylistPlayer();
pl.addTracksFromDirectory("data/music");
pl.play(0);

SoundComponent и PlaylistPlayer совместимы между собой:

cubeSpeaker.playlistPlayer = pl;
cubeSpeaker.play(0);

Арена-аллокатор в Dagon

Помимо встроенных в dlib механизмов управления памятью (New/Delete, ownership), Dagon теперь поддерживает арены (dagon.core.arena) — специально для случаев, когда ownership не подходит (в основном, это операции над строками). Арена — это аллокатор, который запрашивает память у системы одним большим блоком и размещает в нем объекты последовательно, пока он не заполнится. После этого запрашивает еще один блок и т.д. В моей реализации нет возможности удалять объекты индивидуально — память арены высвобождается только при удалении самой арены. Однако ее можно сбросить без высвобождения и переиспользовать.

Arena arena = New!Arena(10 * 1024); // первый блок в 10 Кб

// Записываем строку в арену:
string s1 = arena.store("This string is now stored in arena!");

// Можно создавать массивы, экземпляры классов и структур:
int[] arr = arena.create!(int[])(100);
Foo foo = arena.create!Foo(20);
MyStruct* stru = arena.create!MyStruct();

// Операции над строками - конкатенация, разбивка, объединение:
string s2 = arena.cat("Hello, ", "world", "!");
string[] parts = arena.split("one,two,three,four", ',');
string joined = arena.join(parts, " + ");

// Форматирование строк:
string s3 = arena.format("The answer is %d", 42);

// Замена:
string r = arena.replace("the quick brown fox jumps over the lazy dog", "the", "a");

Arena — это owned-объект, она может иметь владельца и автоматически удаляться, когда удаляется владелец. Это делает ее удобным хранилищем для временных данных, которые существуют лишь в рамках какого-то алгоритма и не нужны в общем контексте приложения (например, можно хранить в арене приватные данные worker-потока). А еще ее можно использовать как быструю фрейм-локальную память, очищаемую в конце каждого шага игрового цикла.

Вычислительные шейдеры в Dagon

С переходом на OpenGL 4.3 в движке появляется возможность использовать вычислительные шейдеры. Они довольно удобно легли поверх уже существующией шейдерной системы — добавились всего два новых класса, ComputeProgram (аналог ShaderProgram) и ComputeShader, наследующий от Shader. Механизм привязки параметров целиком остается тот же самый, никаких изменений, за исключением способа привязки текстур — для этого есть метод ComputeShader.bindImageTexture. Привязываются обычные текстуры Dagon, как-то специально их готовить не нужно. Чтобы создать свой шейдер, нужно наследовать от ComputeShader, создать программу и параметры, а в bindParameters, как обычно, задать им значения:

class TestComputeShader: ComputeShader
{
   protected:
    String cs;
    ShaderParameter!Color4f _fillColor;

   public:
    Texture outputTexture;
    Color4f fillColor = Color4f(1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f);

    this(Owner owner)
    {
        cs = Shader.load("data/test.comp.glsl");
        ComputeProgram p = New!ComputeProgram(cs, this);
        super(p, owner);

        _fillColor = createParameter!Color4f("fillColor");
    }

    ~this()
    {
        cs.free();
    }

    override void bindParameters(GraphicsState* state)
    {
        _fillColor = fillColor;

        if (outputTexture)
            bindImageTexture(0, outputTexture, TextureAccessMode.Write);

        super.bindParameters(state);
    }

    void run()
    {
        if (outputTexture)
            super.run(outputTexture.width, outputTexture.height);
    }
}

TestComputeShader cs = New!TestComputeShader(assetManager);
cs.outputTexture = myTexture;
cs.fillColor = Color4f(0.0f, 0.5f, 1.0f, 1.0f);
cs.run();

Пример шейдера, который заполняет текстуру «синусной плазмой» заданного цвета:

#version 430
layout(local_size_x = 16, local_size_y = 16, local_size_z = 1) in;

layout(rgba8, binding = 0) writeonly uniform image2D outputTexture;

uniform vec4 fillColor;

void main()
{
    ivec2 coord = ivec2(gl_GlobalInvocationID.xy);
    const float scale = 0.25;
    float value = 0.5f + 
        0.25f * cos(coord.x * scale) + 
        0.25f * cos(coord.y * scale);
    vec3 color = fillColor.rgb * value;
    imageStore(outputTexture, coord, vec4(color, 1.0));
}

ComputeShader.run уже ставит барьер памяти, в приложении это делать не нужно. Есть методы dispatch и barrier для запуска вручную.

GScript3

В D все очень плохо со встраиваемыми скриптовыми языками. Перепробовал много вариантов — Lua, Python, AngelScript — везде боль, все делается через неимоверно сложные API, где элементарно привязать к скрипту свою функцию — это целый квест. Чтобы, например, использовать биндинг dangel, нужно патчить рантайм языка для поддержки соглашения вызовов функций D, без этого там ничего не будет работать. Под Lua-биндинги очень сложно найти нужную версию библиотеки, чтобы приложение не крашилось. Pyd, привязка Python — вообще какой-то фантастически запутанный фреймворк из compile-time костылей. Нативные языки, написанные на D, по большей части устаревшие, неподдерживаемые и тупо не компилируются.

Поэтому я уже много лет назад начал пилить свой язык — GScript. Изначально это был больше учебный проект, у меня все не хватало времени довести до ума виртуальную машину — первые два варианта GScript были просто прототипами. Третья итерация, кажется, приобретает уже законченный вид.

(далее…)