मोबाइल गेम्स में आइसोमेट्री, जेड-इंडेक्स और उनका अनुकूलन

नमस्कार, हेब्र! हाल ही में हम अपने खेल के साथ बाहर आए, जिसे हमने लंबे समय तक तैयार किया और इस प्रक्रिया में काफी संख्या में दिलचस्प विषय जमा हुए जो समुदाय के साथ साझा करने लायक हैं। यह विषय न केवल आईओएस और अन्य मोबाइल डेवलपर्स के लिए, बल्कि उन सभी के लिए भी दिलचस्पी का विषय होगा, जो इस बात में रुचि रखते हैं कि सभी प्रकार की ग्राफिक चीजें हुड के तहत कैसे काम करती हैं, साथ ही साथ 2 डी रणनीतियों के सभी प्रशंसक, जो मैं खुद तीसरे दशक से हूं।

आज हम इस तरह के एक महत्वपूर्ण विषय की बारीकियों के बारे में बात करते हैं जैसे कि आइसोमेट्रिक सतह पर z-indexes (हाँ, सब कुछ उतना ही सरल नहीं है जितना कि कुछ समझदार लोगों को लगता है)। 3 डी दुनिया में, हम, अजीब तरह से पर्याप्त हैं, तीन निर्देशांक हैं - एक्स, वाई, जेड - जो अंतरिक्ष में वस्तु की स्थिति को पूरी तरह से निर्धारित करते हैं। कैमरे के लिए वस्तुओं की निकटता निर्धारित करने का कार्य भी है, लेकिन पूरी तरह से ओपनजीएल के कंधों पर निहित है। डेवलपर केवल z- बफर गहराई जैसे उच्च-स्तरीय मापदंडों के साथ काम करता है, जो प्रदर्शन को प्रभावित करते हैं, लेकिन अन्यथा आप ओपन बॉक्स को एक ब्लैक बॉक्स के रूप में भरोसा कर सकते हैं - इसमें पर्याप्त जानकारी है।

हमारे "छद्म 3 डी" दुनिया में एक पूरी तरह से अलग स्थिति देखी गई है - प्रत्येक वस्तु में केवल (एक्स, वाई) - निर्देशांक और स्प्राइट का आकार है। इंजन लिखने के दौरान प्रोग्रामर का सामना करने वाला पहला कार्य यह निर्धारित करने का कार्य है कि कौन सी वस्तुएं हमारे आभासी "कंप्यूटर" के सामने एक-दूसरे को ओवरलैप करना चाहिए।

सार

SpriteKit निर्देशांक (जहां (0; 0) "दुनिया" का केंद्र है और Y ऊपर जाता है) इस मामले में हम सभी में रुचि नहीं रखते हैं, क्योंकि उनका मतलब है कि आप के साथ हमारे आइसोमेट्रिक "दुनिया" में कुछ भी नहीं है, इसलिए चलो एक आरक्षण करें - हमारे पास आयु के साम्राज्यों जैसे हीरे के आकार का क्षेत्र है।



निर्देशांक (0; 0) के साथ एक टाइल रोम्बस के बाएं कोने में स्थित है, एब्सिस्सा एक्स "डाउन" और "राइट", अर्थात बढ़ता है। पर्यवेक्षक के करीब बढ़ता है, समन्वय वाई "ऊपर" और "दाईं ओर" बढ़ता है, अर्थात। पर्यवेक्षक के पास जाते ही घट जाती है।

इसके अलावा, रेल का "रेल" के नीचे होना चाहिए, ट्रेन से चिमनी का धुआं "ऊपर" होना चाहिए। लेकिन हम अब "परेशान होने की परतों" के साथ परेशान नहीं करेंगे - जाहिर है, कुछ भी हमें एक ही नियम के अनुसार काम करते हुए, आपको जितने चाहें, उतने आइसोमेट्रिक स्लाइस बनाने से नहीं रोकता है। हम मानते हैं कि एक टाइल में हमेशा एक वस्तु होती है - स्पष्टता के लिए, अधिक आवश्यक नहीं है।



ऊपर दो ट्रेनों पर विचार करें। जाहिर है, पर्यवेक्षक के दृष्टिकोण से, कारों को ट्रेन के नीचे "नीचे" होना चाहिए, अर्थात्। उनका z- इंडेक्स कम होना चाहिए। उसी समय, "ऊपरी" ट्रेन को पड़ोसी के साथ "ओवरलैप" करना चाहिए, "आगे" होना चाहिए। क्या हम केवल निर्देशांक (x; y) वाले प्रत्येक टाइल के लिए z- सूचकांकों के मानचित्र का निर्माण कर सकते हैं?

जाहिर है, हाँ, निम्न सूत्र का उपयोग करके (स्यूडोकोड एक ला स्विफ्ट):

zIndex = pos.x * field.size.width - pos.y 

इस प्रकार, हम गारंटी देते हैं कि जैसे जैसे ऑर्डिनेट बढ़ता है, ऑब्जेक्ट हटते हैं (-pos.y), साथ ही एब्सिस्सा में वृद्धि के साथ, ऑब्जेक्ट्स एप्रोच (pos.x) और, महत्वपूर्ण रूप से, किसी भी ऑब्जेक्ट जिसमें एक एब्सिस्सा होता है, 44 कहते हैं, "जानबूझकर" करीब होगा "किसी भी वस्तु की अनुपस्थिति 43 से अधिक है। यहां" लेयरिंग "जोड़ने के लिए (याद रखें, ट्रेन के नीचे की रेल, चिमनी के ऊपर धुआं), यह परत के कुछ निरंतर" ऊंचाई "को जोड़ने के लिए पर्याप्त है:

 zIndex = layerZIndex + pos.x * field.size.width - pos.y 

यही है, आप लेख को समाप्त कर सकते हैं, और 10 वीं कक्षा में सीखी गई स्टीरियोमेट्री की मूल बातें के लिए खुद की प्रशंसा कर सकते हैं और खेल तर्क शुरू कर सकते हैं। नहीं? अगर केवल! मैं स्पष्ट चीजों के बारे में लिखूंगा! (खैर, जैसा कि स्पष्ट है, एक दो दिन कुचले जाते हैं और यह)

हम बस मज़े से भाग रहे हैं, आगे बढ़ रहे हैं।

प्रदर्शन संघर्ष

हर कोई, कम से कम एक बार, SpriteKit (या एक नारियल, या किसी अन्य इंजन) के लिए एक परीक्षण परियोजना चलाता है, उसने जादू की संख्या - एफपीएस और नोड्स को देखा।



जाहिर है, एफपीएस प्रति सेकंड फ्रेम की संख्या है, नोड्स नोड्स की संख्या है, मुख्य रूप से स्प्राइट्स। लेकिन व्यवहार में, सभी एफपीएस को नोड्स की संख्या से नहीं, बल्कि एक अन्य पैरामीटर द्वारा सेट किया जाता है, जो कि डिफ़ॉल्ट रूप से प्रदर्शित नहीं होता है, लेकिन जिसे एक लाइन के साथ भी प्रदर्शित किया जा सकता है - ड्रॉ की संख्या को फिर से परिभाषित करना।



उसी दृश्य में, जैसा कि आप अब देखते हैं, नोड्स की संख्या लगभग 6000 है, और रेंडरिंग की संख्या लगभग 120 है। यह न्यूनतम ज़ूम पर है (कैमरा यथासंभव सतह के करीब है), 1: 1।

अब कैमरे को अधिकतम दूरी तक ले जाने दें (हमारे गेम में यह 2.5: 1 है)



हमने पैमाने को केवल 2.5 गुना बदल दिया (उदाहरण में, सभी ऑब्जेक्ट्स से बहुत दूर हैं), और नोड्स के साथ 5-6 गुना बढ़े ड्रॉ की संख्या अपरिवर्तित है!

बेशक, रेंडरिंग की संख्या एफपीएस को स्वाभाविक रूप से नोड्स की अमूर्त संख्या से अधिक प्रभावित करती है। स्प्राइटकिट सिर्फ नोड्स नहीं खींचता है जो व्यूपोर्ट (कैमरे में) में नहीं आते हैं। एकमात्र अपवाद जो मुझे अब तक मिला है, वे कण उत्सर्जक हैं, जो हमेशा तैयार होते हैं, भले ही वे दृश्यमान हों या नहीं।

अब बात करते हैं कि यह "ड्राइंग" ड्रा का क्या मतलब है। वीडियो कार्ड में सभी नोड्स "लेयर्स" हैं, जो उनके z-indexes द्वारा निर्देशित हैं। और यह पूरी तस्वीर के माध्यम से बार-बार जाता है, निम्नतम से उच्चतम तक। इस तरह के प्रतिपादन चक्रों की संख्या ड्रॉ है।

अब आप समझते हैं कि यदि आप प्रत्येक छोटे ऑब्जेक्ट को आकर्षित करते हैं (और हमारे पास एक बड़ा नक्शा है, तो लगभग 6000 x 3000) अपने स्वयं के जेड-इंडेक्स के साथ, यह किसी भी फोन के प्रदर्शन को बर्बाद कर देगा।

समस्याएं पुराने 5 और 5 के दशक में सबसे अच्छी तरह से देखी जाती हैं, लेकिन iPhone 10 की उपस्थिति कुछ भी गारंटी नहीं देती है - गलत दृष्टिकोण के साथ, आप किसी भी शक्तिशाली हार्डवेयर को खोद सकते हैं। हमारे खेल में, कॉर्नरस्टोन में से एक चरम स्पष्टता थी। निकटतम ज़ूम पर, एक-पर-एक स्प्राइट्स रेटिन पिक्सल के अनुरूप होते हैं। मुझे कहना होगा कि अधिकांश मोबाइल गेम्स में रेजोल्यूशन कम परिमाण का होता है, इसलिए आवश्यकताएं इतनी अधिक नहीं होती हैं, लेकिन हमने इसे गुणात्मक रूप से किया है, जैसा कि खुद के लिए ...

इसलिए आपको ट्रिक्स पर जाना होगा।

• वे सभी वस्तुएँ जिनके साथ खिलाड़ी बातचीत नहीं करता है, और जो एक्स-समन्वय में समान स्तर पर हैं, आमतौर पर उनके स्प्राइट में विलय हो सकते हैं। वीडियो कार्ड के लिए, 10 छोटे लोगों की तुलना में एक बड़ा स्प्राइट खींचना बहुत आसान है। इसलिए, सड़कों के बीच वन लेन कई पेड़ों से मिलकर अभिन्न स्प्राइट हैं। और वे पेड़ जो पथों को ओवरलैप नहीं करते हैं और अन्य पेड़ों को आमतौर पर नक्शे में सीवन किया जाता है। अल्फा में, वैसे, कुछ कीड़े काफी थे, जब सदियों पुरानी ओक एक रेल की पटरियों के नीचे या एक ट्रेन ट्रैफिक लाइट के नीचे बढ़ती थी, इसलिए ध्यान से अपने गेम का परीक्षण करें ताकि उपयोगकर्ताओं को खुश न करें।
  
• जिन वस्तुओं में एक z- इंडेक्स होता है उन्हें उस क्रम में खींचा जाता है जिसमें वे वीडियो कार्ड पर दिखाई देते हैं। यानी "दूर" वाले से पहले "दूर" वस्तुओं को जोड़ने से वे सही ढंग से गिर जाएंगे, लेकिन ग्राफिक्स कार्ड रेंडर की संख्या में वृद्धि नहीं करेंगे।
  

यह सब आपको कई बार ड्रॉ की संख्या को कम करने की अनुमति देता है, पुराने iPhone पर भी एफपीएस फिक्स करना। मुझे उन्हें कुछ प्रभावों को गंभीर रूप से सीमित करना पड़ा, लेकिन Apple ने अभी उनके लिए एक साल के लिए अपडेट जारी नहीं किया है - एक पाप की शिकायत होगी!

राहत की ऊंचाई

खैर, सब कुछ, इंजन तैयार है, क्या आप पहले से ही कुछ दिलचस्प शुरू कर सकते हैं? कोई कर सकता है, लेकिन यह हमारे लिए बहुत जल्दी है। आखिरकार, ट्रेन को खूबसूरती से सुरंग को छोड़ देना चाहिए, और यहां सब कुछ उतना सरल नहीं है जितना यह लग सकता है।



ट्रेन को सुरंग की "दूर" दीवार की तुलना में "उच्च" और सुरंग की छत और उसके बाद के पहाड़ों की तुलना में "कम" स्थित होना चाहिए। यह सुंदर है, सब के बाद, जब नक्शा इतना बहु-स्तरीय है, ऊंचाई में परिवर्तन के साथ - फिर से, हम सौलेंस बकवास नहीं कर रहे हैं, लेकिन हम खुद को क्या पसंद करते हैं!

लेकिन विवरण पर वापस - इस के लिए नक्शा "कट" इस प्रकार था।



सुरंग की भीतरी दीवार और बाईं ओर सब कुछ कम है और



पहाड़ों के साथ सुरंग का शीर्ष जिसमें यह बहती है। यहां, जेड-इंडेक्स की कोई भी प्रक्रियात्मक पीढ़ी मदद नहीं करेगी, केवल एक गंभीर बेलारूसी हार्डकोड।

चौकस रहने वाले खेल में स्क्रीनशॉट से ध्यान आकर्षित किया गया था कि सुरंगों के पास पेड़ों को बड़े करीने से "रेत" डाला गया था, जो प्राचीन समुद्र तट की रेत को उजागर करता था। यह प्रतीत होता है कि दोष 2 डी में इस तरह के पेड़ लगाने की मौलिक असंभवता से आता है। सुरंग से निकलने वाली ट्रेन को जानबूझकर उन पेड़ों से "ऊपर" होना चाहिए जिन्हें वे ओवरलैप करते हैं, उन्हें खुद से ढंकते हैं। लेकिन इन पेड़ों को सुरंग की छत को ओवरलैप करना चाहिए, जिसके तहत ट्रेन को कॉल करना चाहिए! और छत ट्रेन से अधिक होनी चाहिए, और इसलिए एक सर्कल में, हमारे पास एक तार्किक विरोधाभास है ...

इसी तरह के एक कारण के लिए, ग्राफिक्स इंजन की अपूर्णता के कारण, ड्यूक नुकेम और डूम 2 जैसे पुराने खेलों में इमारतों की ऊंचाई और फर्श में कोई बड़ा अंतर नहीं है।

इसीलिए सुरंगों के पास पेड़ नहीं उगते हैं।

मुझे आशा है कि यह दिलचस्प था, खिलौना यहां रहते हैं (खेलने के लिए स्वतंत्र) , श्रृंखला का अगला लेख सुंदर यथार्थवादी 2 डी पानी के बारे में होगा, इसे याद मत करो!

PS वैसे, ध्यान आकर्षित करने के लिए एक वीडियो को सामान्य गुणवत्ता में youtube पर देखा जा सकता है।

पीपीएस खेल अभी तक केवल सीआईएस, कनाडा और आयरलैंड में उपलब्ध है, अगर कोई अन्य देशों से देखना चाहता है, तो AppleId के साथ एक व्यक्तिगत ईमेल भेजें - मैं इसे TestFlight में जोड़ दूंगा