#include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include #include // Une structure pour contenir nos informations (Cette structure est très simpliste) struct Model { NzMatrix4f matrix; // Les transformations subies par le modèle NzMesh mesh; // Le mesh NzTexture texture; // Sa texture }; struct AnimatedModel : public Model { // Quelques variables pour l'animation const NzSequence* currentSequence = nullptr; // La séquence en cours float interpolation = 0.f; // La valeur de l'interpolation ([0..1], si dépasse 1, on passe à la frame suivante) unsigned int currentFrame = 0; // La première frame unsigned int nextFrame; // La seconde frame, l'animation est interpollée entre ces deux-là }; void AnimateModel(AnimatedModel& moedel, float elapsed); bool CreateCheckerTexture(NzTexture* texture); bool CreateFloorMesh(NzMesh* mesh); void DrawModel(const Model& model); void SetSequence(AnimatedModel& model, const NzString& name); int main() { // Tout d'abord on affiche les instructions std::cout << "Camera controls: ZQSD" << std::endl; std::cout << "Dr. Freak controls: Up, down, left and right" << std::endl; std::cout << "Escape to quit" << std::endl; // Cette ligne active le mode de compatibilité d'OpenGL lors de l'initialisation de Nazara (Nécessaire pour le shader) NzContextParameters::defaultCompatibilityProfile = true; // Maintenant nous initialisons le Renderer (Qui initialisera le noyau ainsi que le module utilitaire) // Cette étape est obligatoire pour beaucoup de fonctionnalités (Notamment le chargement de ressources et le rendu) NzInitializer renderer; if (!renderer) { // Ça n'a pas fonctionné, le pourquoi se trouve dans le fichier NazaraLog.log std::cout << "Failed to initialize Nazara, see NazaraLog.log for further informations" << std::endl; std::getchar(); // On laise le temps de voir l'erreur return EXIT_FAILURE; } // Maintenant nous pouvons utiliser le moteur comme bon nous semble, tout d'abord nous allons charger les ressources // Charger une ressource se fait actuellement manuellement, mais un ResourceManager est à venir // Vous initialisez une ressource, et la chargez via sa méthode LoadFrom[File|Memory|Stream] // Note: il est possible de donner des instructions au loader (qui va charger le fichier en ressource) via les ResourceParameters NzMeshParams parameters; // Le loader doit-il automatiquement charger les animations ? // Attention, ce paramètre possède une signification différente selon le type d'animation du mesh. // -Pour les animations keyframe (image-clé), c'est la seule et unique façon de charger les animations, étant donné // qu'elles sont fourniees avec le mesh. // -Pour les animations squelettiques, le loader ne fera que charger automatiquement l'animation associée au mesh s'il le peut // Dans les deux cas, les paramètres d'animations (parameters.animation) seront utilisés parameters.loadAnimations = true; // Vaut true par défaut // Pour qu'un mesh puisse être rendu, il doit être stocké du côté de la carte graphique (Hardware), mais il est parfois utile de // le stocker côté RAM, par exemple pour le moteur physique. En sachant qu'il est facile de changer le stockage d'un buffer. parameters.storage = nzBufferStorage_Hardware; // Vaut nzBufferStorage_Hardware par défaut AnimatedModel drfreak; if (!drfreak.mesh.LoadFromFile("resources/drfreak.md2", parameters)) // On charge notre bon vieux docteur avec les paramètres de chargement. { // Le chargement n'a pas fonctionné, le modèle est peut-être corrompu/non-supporté, ou alors n'existe pas. std::cout << "Failed to load mesh" << std::endl; std::getchar(); // On laise le temps de voir l'erreur return EXIT_FAILURE; } if (!drfreak.mesh.HasAnimation()) // Le mesh possède-t-il des animations ? { // Cette démo n'a aucun intérêt sans animations std::cout << "Mesh has no animation" << std::endl; std::getchar(); return EXIT_FAILURE; } SetSequence(drfreak, "stand"); // Il est possible que le mesh possède un ou plusieurs skin, nous utiliserons cette information pour charger une texture if (drfreak.mesh.HasSkin()) { // Contrairement aux autres ressources, la texture n'est pas critique if (drfreak.texture.LoadFromFile("resources/" + drfreak.mesh.GetSkin())) drfreak.texture.SetFilterMode(nzTextureFilter_Bilinear); // Appliquons-lui un filtrage bilinéaire else std::cout << "Failed to load texture" << std::endl; } if (!drfreak.texture.IsValid()) // Les méthodes Resource::IsValid indiquent si la ressource a été correctement créée { std::cout << "Creating checker texture for mesh" << std::endl; if (!CreateCheckerTexture(&drfreak.texture)) { std::cout << "Failed to create mesh texture" << std::endl; std::getchar(); return EXIT_FAILURE; } } // Nous créons maintenant notre sol Model floor; if (!CreateFloorMesh(&floor.mesh)) { std::cout << "Failed to create floor" << std::endl; std::getchar(); return EXIT_FAILURE; } if (!CreateCheckerTexture(&floor.texture)) { std::cout << "Failed to create floor texture" << std::endl; std::getchar(); return EXIT_FAILURE; } // Le sol ne subit aucune transformation floor.matrix.MakeIdentity(); // Pour effectuer un rendu, il faut que la carte graphique sache quoi faire. // Les shaders sont de petits programmes qui donnent des instructions à la carte graphique lors du pipeline. // Ils sont aujourd'hui indispensables pour un rendu 3D, mais sont très utiles pour divers effets ! // Il existe plusieurs langages de shaders, GLSL pour OpenGL, HLSL pour Direct3D et Cg qui peut être utilisé pour les deux. // Le Renderer de Nazara utilise OpenGL, par conséquent nous utiliserons le GLSL // La méthode NzShader::IsLanguageSupported permet de savoir si un langage est supporté. NzShader shader; if (!shader.Create(nzShaderLanguage_GLSL)) { std::cout << "Failed to load shader" << std::endl; std::getchar(); return EXIT_FAILURE; } // Une fois le shader créé, nous devons lui spécifier les codes sources de nos shaders // Pour notre exemple nous prendrons un shader très simple // Un shader doit obligatoirement posséder au moins deux codes, un pour le fragment shader et un pour le vertex shader if (!shader.LoadFromFile(nzShaderType_Fragment, "shaders/basic.frag")) { std::cout << "Failed to load fragment shader from file" << std::endl; // À la différence des autres ressources, le shader possède un log qui peut indiquer les erreurs en cas d'échec std::cout << "Log: " << shader.GetLog() << std::endl; std::getchar(); return EXIT_FAILURE; } // Maintenant le vertex shader if (!shader.LoadFromFile(nzShaderType_Vertex, "shaders/basic.vert")) { std::cout << "Failed to load vertex shader from file" << std::endl; std::cout << "Log: " << shader.GetLog() << std::endl; std::getchar(); return EXIT_FAILURE; } // Une fois le code source de nos shaders chargé, nous pouvons le compiler, afin de le rendre utilisable if (!shader.Compile()) { std::cout << "Failed to compile shader" << std::endl; std::cout << "Log: " << shader.GetLog() << std::endl; std::getchar(); return EXIT_FAILURE; } // Nos ressources sont chargées, et c'est bien beau, mais il nous faudrait une fenêtre pour afficher tout ça // Window représente une fenêtre singulière, pour y effectuer un rendu il nous faut une RenderWindow // Tout d'abord, sa taille, disons celle du bureau divisé par deux NzVideoMode mode = NzVideoMode::GetDesktopMode(); mode.width /= 2; mode.height /= 2; NzString title = "Nazara Demo - AnimatedMesh"; NzRenderWindow window; // Le premier argument définit la taille de rendu de la fenêtre (Si elle possède une bordure elle sera légèrement plus grande) // Le deuxième argument est le titre de la fenêtre lors de sa création, vous pouvez le modifier à tout moment via window.SetTitle // Le troisième argument représente la décoration de la fenêtre, sa bordure, ses boutons. // Attention que cela permet à la fenêtre d'envoyer des évènements, et de changer sa taille // Par défaut le troisième argument vaut nzWindowStyle_Default (Bordure + Bouton de fermeture + Redimensionnement) if (!window.Create(mode, title, nzWindowStyle_Default)) { std::cout << "Failed to create window" << std::endl; std::getchar(); return EXIT_FAILURE; } // On cache le curseur window.SetCursor(nzWindowCursor_None); // Nous limitons les FPS à 100 window.SetFramerateLimit(100); // La matrice de projection définit la transformation du vertice 3D à un point 2D NzRenderer::SetMatrix(nzMatrixType_Projection, NzMatrix4f::Perspective(NzDegrees(70.f), static_cast(window.GetWidth())/window.GetHeight(), 1.f, 1000.f)); // Notre fenêtre est créée, cependant il faut s'occuper d'elle, pour le rendu et les évènements NzClock secondClock, updateClock; // Des horloges pour gérer le temps unsigned int fps = 0; // Compteur de FPS // Quelques variables pour notre improvisation de physique float groundPos = drfreak.mesh.GetAABB().GetMinimum().y; // Pas très exact NzVector3f modelPos(0.f, groundPos, -50.f); NzVector3f modelVel(0.f, 0.f, 0.f); NzQuaternionf modelRot(NzEulerAnglesf(0.f, 0.f, 0.f)); // Les angles d'eulers sont bien plus facile à se représenter float speed = 60.f; // Nous initialisons la matrice drfreak.matrix = NzMatrix4f::Rotate(modelRot) * NzMatrix4f::Translate(modelPos); // Notre caméra NzVector3f camPos(0.f, 25.f, -20.f); NzEulerAnglesf camRot(0.f, 0.f, 0.f); NzMatrix4f camMatrix = NzMatrix4f::Translate(camPos); float camSpeed = 2.f; float sensitivity = 0.5; // Dernière étape, nos touches // Chaque touche fera bouger struct Movement { NzVector3f direction; // La direction NzQuaternionf rotation; // La rotation du modèle }; std::map movements; movements[NzKeyboard::Up] = Movement{NzVector3f(0.f, 0.f, -1.f), NzQuaternionf(NzEulerAnglesf(0.f, 180.f, 0.f))}; movements[NzKeyboard::Down] = Movement{NzVector3f(0.f, 0.f, 1.f), NzQuaternionf(NzEulerAnglesf(0.f, 0.f, 0.f))}; movements[NzKeyboard::Left] = Movement{NzVector3f(-1.f, 0.f, 0.f), NzQuaternionf(NzEulerAnglesf(0.f, 90.f, 0.f))}; movements[NzKeyboard::Right] = Movement{NzVector3f(1.f, 0.f, 0.f), NzQuaternionf(NzEulerAnglesf(0.f, -90.f, 0.f))}; NzKeyboard::Key currentKey = NzKeyboard::Undefined; // Quelques booléens bool camMode = true; bool windowOpen = true; // On peut commencer la boucle du programme while (windowOpen) { // Ici nous gérons les évènements NzEvent event; while (window.PollEvent(&event)) // Avons-nous un évènement dans la file ? { // Nous avons un évènement switch (event.type) // De quel type est cet évènement ? { case nzEventType_Quit: // L'utilisateur/L'OS nous a demandé de terminer notre exécution windowOpen = false; // Nous terminons alors la boucle break; case nzEventType_MouseMoved: { // Si nous ne sommes pas en mode caméra, on ne traite pas l'évènement if (!camMode) break; // On modifie l'angle de la caméra grâce au déplacement relatif de la souris camRot.yaw = NzNormalizeAngle(camRot.yaw - event.mouseMove.deltaX*sensitivity); // Pour éviter les loopings, on restreint les angles camRot.pitch = NzClamp(camRot.pitch + event.mouseMove.deltaY*sensitivity, -90.f, 90.f); // La matrice vue représente les transformations effectuées par la caméra // On recalcule la matrice de la caméra et on l'envoie au renderer NzRenderer::SetMatrix(nzMatrixType_View, NzMatrix4f::Translate(camPos) * NzMatrix4f::Rotate(camRot)); // Pour éviter que le curseur ne sorte de l'écran, nous le renvoyons au centre de la fenêtre NzMouse::SetPosition(window.GetWidth()/2, window.GetHeight()/2, window); break; } case nzEventType_MouseButtonPressed: if (event.mouseButton.button == NzMouse::Left) { // L'utilisateur vient d'appuyer sur le bouton left de la souris // Nous allons inverser le mode caméra et montrer/cacher le curseur en conséquence if (camMode) { camMode = false; window.SetCursor(nzWindowCursor_Default); } else { camMode = true; window.SetCursor(nzWindowCursor_None); } } break; case nzEventType_Resized: // L'utilisateur a changé notre taille, le coquin ! NzRenderer::SetViewport(NzRectui(0, 0, event.size.width, event.size.height)); // Adaptons l'affichage // Il nous faut aussi mettre à jour notre matrice de projection NzRenderer::SetMatrix(nzMatrixType_Projection, NzMatrix4f::Perspective(NzDegrees(70.f), static_cast(event.size.width)/event.size.height, 1.f, 1000.f)); break; case nzEventType_KeyPressed: if (!event.key.repeated) // Si la touche n'est pas répétée { auto it = movements.find(event.key.code); if (it != movements.end()) { // Si la touche est une touche de mouvement SetSequence(drfreak, "run"); // On anime le personnage pour qu'il ait une animation de déplacement modelRot = it->second.rotation; // On change la rotation du modèle drfreak.matrix = NzMatrix4f::Rotate(modelRot) * NzMatrix4f::Translate(modelPos); // On recalcule sa matrice modelVel = it->second.direction * speed; // On change la vitesse de déplacement currentKey = event.key.code; } } if (event.key.code == NzKeyboard::Escape) windowOpen = false; break; case nzEventType_KeyReleased: if (event.key.code == currentKey) { SetSequence(drfreak, "stand"); modelVel = NzVector3f(0.f); // On arrête le déplacement break; } break; default: // Les autres évènements, on s'en fiche break; } } // On active le shader et paramètrons le rendu NzRenderer::SetShader(&shader); NzRenderer::Enable(nzRendererParameter_DepthTest, true); NzRenderer::SetClearColor(128, 128, 128); NzRenderer::Clear(nzRendererClear_Color | nzRendererClear_Depth); if (updateClock.GetMilliseconds() >= 1000/60) // 60 fois par seconde { float elapsedTime = updateClock.GetSeconds(); // Le temps depuis la dernière mise à jour // Déplacement de la caméra static const NzVector3f forward(NzVector3f::UnitZ()); static const NzVector3f left(NzVector3f::UnitX()); static const NzVector3f up(NzVector3f::UnitY()); // Notre rotation sous forme de quaternion nous permet de tourner un vecteur NzQuaternionf quaternion(camRot); // Par exemple ici, quaternion * forward nous permet de récupérer le vecteur de la direction "avant" if (NzKeyboard::IsKeyPressed(NzKeyboard::Z)) camPos += quaternion * forward * camSpeed; if (NzKeyboard::IsKeyPressed(NzKeyboard::S)) camPos -= quaternion * forward * camSpeed; if (NzKeyboard::IsKeyPressed(NzKeyboard::Q)) camPos += quaternion * left * camSpeed; if (NzKeyboard::IsKeyPressed(NzKeyboard::D)) camPos -= quaternion * left * camSpeed; // En revanche, ici la hauteur est toujours la même, peu importe notre orientation if (NzKeyboard::IsKeyPressed(NzKeyboard::Space)) camPos += up * camSpeed; if (NzKeyboard::IsKeyPressed(NzKeyboard::LControl)) camPos -= up * camSpeed; // Oui le quaternion et la matrice sont calculés même si la caméra ne bouge pas // C'est une limitation de mon implémentation, qui ne sera pas présente une fois les NzSceneNode intégrés NzRenderer::SetMatrix(nzMatrixType_View, NzMatrix4f::Translate(camPos) * NzMatrix4f::Rotate(camRot)); // Animation AnimateModel(drfreak, elapsedTime); updateClock.Restart(); // "Physique" if (modelVel != NzVector3f::Zero()) { modelPos += modelVel * elapsedTime; // Mise à jour de la matrice drfreak.matrix = NzMatrix4f::Rotate(modelRot) * NzMatrix4f::Translate(modelPos); } } // Affichage des meshs DrawModel(floor); // Notre Dr. Freak possède des normales, nous pouvons alors culler les faces qu'on ne voit pas NzRenderer::Enable(nzRendererParameter_FaceCulling, true); DrawModel(drfreak); NzRenderer::Enable(nzRendererParameter_FaceCulling, false); window.Display(); // Nous mettons à jour l'écran fps++; // Toutes les secondes if (secondClock.GetMilliseconds() >= 1000) { window.SetTitle(title + " (FPS: " + NzString::Number(fps) + ')'); fps = 0; secondClock.Restart(); } } return EXIT_SUCCESS; } void AnimateModel(AnimatedModel& model, float elapsed) { model.interpolation += model.currentSequence->framePerSecond * elapsed; while (model.interpolation > 1.f) { model.interpolation -= 1.f; model.currentFrame = model.nextFrame; if (++model.nextFrame > model.currentSequence->lastFrame) model.nextFrame = model.currentSequence->firstFrame; } model.mesh.Animate(model.currentFrame, model.nextFrame, (NzKeyboard::IsKeyPressed(NzKeyboard::A)) ? 0.f : model.interpolation); } bool CreateCheckerTexture(NzTexture* texture) { NzImage image; // Nous crééons une image 2D, au format RGBA8 de dimensions 128*128 (8 blocs de 16 pixels de côté) if (!image.Create(nzImageType_2D, nzPixelFormat_RGBA8, 8*16, 8*16)) { // Ne devrait pas arriver (La création d'une image ne peut échouer que si l'un des argument est incorrect) std::cout << "Failed to create image, this means a bug has been found in Nazara" << std::endl; return false; } // Pour modifier les pixels, nous pouvons accéder directement à ces derniers avec GetPixels(), ou bien à un pixel // via [Get|Set]PixelColor, mais pour cette occasion nous utiliserons une méthode bien pratique, Fill. unsigned int blockCountX = image.GetWidth()/16; unsigned int blockCountY = image.GetHeight()/16; for (unsigned int x = 0; x < blockCountX; ++x) { for (unsigned int y = 0; y < blockCountY; ++y) { // Une belle texture de damier NzColor color = (x%2 == y%2) ? NzColor::White : NzColor::Black; // Fill remplit une zone de la texture avec une couleur image.Fill(color, NzRectui(x*16, y*16, 16, 16)); } } if (!texture->LoadFromImage(image)) // Nous créons notre texture depuis notre image { // Nous n'avons vraiment pas beaucoup de chance.. std::cout << "Failed to load image" << std::endl; return false; } texture->SetAnisotropyLevel(NzRenderer::GetMaxAnisotropyLevel()); // Un filtrage anisotropique pour la texture texture->SetWrapMode(nzTextureWrap_Repeat); // Si les coordonnées de texture dépassent 1.f, la texture sera répétée return true; } bool CreateFloorMesh(NzMesh* mesh) { // Cette fonction créé un mesh statique simpliste pour servir de sol // Nous créons un mesh statique if (!mesh->Create(nzAnimationType_Static)) { // L'échec est techniquement impossible mais le moteur étant en constante évolution ... std::cout << "Failed to create mesh" << std::endl; return false; } // Les vertex declaration ont pour seul but de décrire l'agencement d'un vertex buffer // Elles sont composées de VertexElement, chacun décrivant un élément du buffer NzVertexDeclaration* declaration = new NzVertexDeclaration; // Il y a cinq paramètres différents (stream, usage, type, offset, usageIndex) // -Stream: À quoi serviront les données ? À définir des sommets (nzElementStream_VertexData) ou à l'instancing (nzElementStream_InstancedData) // -Usage: Comment cette donnée doit-elle être envoyée au shader // -Type: Comment sont stockées ces données ? (Un triplet de float ? Deux double ? ..) // -Offset: La position de la donnée dans le buffer (les données sont entrelacées) // -UsageIndex: Pour les coordonnées de texture, définit l'indice de texture utilisé. NzVertexElement elements[2]; elements[0].usage = nzElementUsage_Position; // Notre premier élément sera la position des vertices elements[0].offset = 0; // Celles-ci sont placées au début elements[0].type = nzElementType_Float3; // Sont composées de trois flottants elements[1].usage = nzElementUsage_TexCoord; elements[1].offset = 3*sizeof(float); elements[1].type = nzElementType_Float2; if (!declaration->Create(elements, 2)) { // Nos éléments sont invalides ! std::cout << "Failed to create vertex declaration" << std::endl; return false; } // Nous créons ensuite un buffer de 4 vertices (le second argument précise l'espace pris par chaque vertex), le stockage // Et nous indiquons que nous n'y toucherons plus NzVertexBuffer* buffer = new NzVertexBuffer(4, declaration->GetStride(nzElementStream_VertexData), nzBufferStorage_Hardware, nzBufferUsage_Static); // Doit respecter la declaration float vertices[] = { // Vertex 1 -1000.f, 0.f, -1000.f, // Position 0.f, 0.f, // UV // Vertex 2 -1000.f, 0.f, 1000.f, // Position 0.f, 10.f, // UV // Vertex 3 1000.f, 0.f, -1000.f, // Position 10.f, 0.f, // UV // Vertex 4 1000.f, 0.f, 1000.f, // Position 10.f, 10.f // UV }; // Afin de modifier un buffer, il nous faut soit le verrouiller (accès bas-niveau), soit le remplir (accès de plus haut niveau) if (!buffer->Fill(vertices, 0, 4)) // Nous remplissons à partir de l'index 0, et nous envoyons 4 vertices { std::cout << "Failed to fill buffer" << std::endl; return false; } NzStaticMesh* subMesh = new NzStaticMesh(mesh); if (!subMesh->Create(declaration, buffer)) { std::cout << "Failed to create subMesh" << std::endl; return false; } subMesh->SetPrimitiveType(nzPrimitiveType_TriangleStrip); // On ajoute le submesh au mesh mesh->AddSubMesh(subMesh); // Nos ressources sont notifiées utilisées par le mesh et le submesh, nous pouvons les rendre éphèmères. // Les ressources seront donc automatiquement libérées lorsque plus aucune classe n'en aura besoin buffer->SetPersistent(false); declaration->SetPersistent(false); subMesh->SetPersistent(false); // Pour le submesh, c'est déjà à false à la base return true; } void DrawModel(const Model& model) { // La matrice world est celle qui représente les transformations du modèle NzRenderer::SetMatrix(nzMatrixType_World, model.matrix); NzShader* shader = NzRenderer::GetShader();// On récupère le shader du rendu shader->SendTexture(shader->GetUniformLocation("texture"), &model.texture); // Un mesh est divisé en plusieurs submeshes unsigned int subMeshCount = model.mesh.GetSubMeshCount(); for (unsigned int i = 0; i < subMeshCount; ++i) { // On récupère le submesh const NzSubMesh* subMesh = model.mesh.GetSubMesh(i); // On paramètre le Renderer avec ses données NzRenderer::SetIndexBuffer(subMesh->GetIndexBuffer()); NzRenderer::SetVertexBuffer(subMesh->GetVertexBuffer()); NzRenderer::SetVertexDeclaration(subMesh->GetVertexDeclaration()); // On fait le rendu NzRenderer::DrawPrimitives(subMesh->GetPrimitiveType(), 0, subMesh->GetVertexCount()); } } void SetSequence(AnimatedModel& model, const NzString& sequenceName) { // On récupère l'animation du mesh const NzAnimation* animation = model.mesh.GetAnimation(); // Nous nous basons sur l'assertion que la séquence existe (Chose que nous pouvons tester avec HasSequence()) model.currentSequence = animation->GetSequence(sequenceName); // Pour avoir une interpolation entre la séquence précédente et celle-ci, nous n'affectons que nextFrame model.nextFrame = model.currentSequence->firstFrame; }