Научный руководитель проекта: Галинский Виталий Александрович

Presentation(repo movie)

Тезисы

Проект посвящен разработке и реализации системы анимации трехмерных сцен. В ней использованы алгоритмы физического моделирования абсолютно твердых и деформируемых тел, подсистема обнаружения столкновений, визуализация неплотных сред, отображение обширных пространств. Вывод осуществляется посредством библиотеки Direct 3D, на основе которой авторами разработан функциональный набор для построения сцен, оптимизированный с помощью шейдеров. Система разбита на несколько связанных между собой частей.

Визуализация — процесс отображения объектов сцены на основе вывода графических примитивов, осуществляемый посредством графической библиотеки Microsoft Direct 3D, с использованием прямого программирования графического адаптера (GPU). Для визуализации всевозможных объектов c нечеткой структурой реализована система частиц. Оптимизация ее вывода осуществляется шейдерами, позволяющими обновлять и изменять данные визуализации на графическом, а не на центральном процессоре. Для повышения реалистичности вывода у объектов считаются тени, которые работают на основе теневых карт. Также моделируются динамические источники света.

Анимация представляет собой набор функций, позволяющий обеспечивать динамическое поведение объектов заданной сцены, осуществляя взаимодействие с подсистемой визуализации, синхронизацию вывода объектов по времени, хранение и обслуживание активных объектов анимации.

Физическое моделирование — подсистема реализации взаимодействия частей сцены на базе физики твердых и деформируемых тел. Она предоставляет возможность задавать физические тела в пространстве параметрами поступательного и вращательного движения. Моделирование осуществляется за счет применения сил к объектам и поиска столкновений между ними.

Проект реализован на языке программирования C++. Для оптимизации математических вычислений используются вставки на языке Ассемблера. Шейдера реализованы на языке HLSL.

Литература

• Frank D. Luna "Introduction to 3D Game Programming with DirectX 9.0 (Wordware Game and Graphics Library)", Jones & Bartlett Publishers, 2003
• Elmar Eisemann, Michael Schwarz, Ulf Assarsson, Michael Wimmer, “Real-Time Shadows”, A K Peters/CRC Press, 2012
• David Baraff, "An Introduction to Physically Based Modeling: Rigid Body Simulation", Robotics Institute, Carnegie Mellon University, 1997.
• Д.Конгер. “Физика для разработчиков компьютерных игр”, М.Бином, 2007
• David M. Bourg & Bryan Bywalec, “Physics for Game Developers”, O’Reilly Media, 2013.
• David H.Eberly, “Game Physics”, Elsevier Inc, 2010.
• Eric Lengyel. “Mathematics for 3D Game Programming and Computer Graphics”, Third Edition, Cengage Learning Course Technology, 2012
• Christer Ericson, “Real-Time Collision Detection”, Morgan Kaufman Publishers, 2005
• П.В.Румянцев “Азбука программирования Win32 API”, 2004
• The "Gang of Four":Erich Gamma, Richard Helm,Ralph Johnson, John Vlissides “Design Patterns:Elements of Reusable Object-Oriented Software”, Addison-Wesley, 1994