Таблица 3. Описание переменных cginc файла, необходимых для работы системы

Также, в данном файле реализованы функции расчета освещения объекта. Эти функции включают вертексное освещение источником Point light и фрагментное освещение Point light, Directional light и Area light. Для всех расчетов используется модель затенения Ламберта. Согласно этой модели результирующее освещение точки вычисляется по формуле , где I - результирующее значение отраженного света, L - направление источника, N - нормаль поверхности, C - цвет источника освещения, I_L - интенсивность источника. Это значение интенсивности перемножается со значениями карты теней и Cookie в данной точке, и складывается с аналогичным освещением от других источников, включая окружающее освещение. Затем получившаяся сумма умножается на значение цвета данной точки поверхности, зависящее от текстуры объекта [18].

Таким образом, написание шейдера, работающего с разработанной системой требует подключение дополнительного файла, но также предоставляет набор заранее описанных методов.

Для примера был написан шейдер, использующий данные функции и рассчитывающий освещение объекта от восьми ближайших источников. Первые четыре рассчитываются попиксельно, следующие - повертексно. Данный шейдер, принимая данные от менеджера освещения, определяет тип источника, после чего и вызывает соответствующую функцию.

5.5 Интерфейс

За отображение в редакторе источников освещения отвечают отдельные скрипты. Эти компоненты наследуются от класса Editor, и позволяют как рисовать на экране какие-либо элементы, так и создавать контроллеры, при помощи которых можно изменять значения каких-либо переменных. В отличии от метода OnDrawGizmos класса источников, данная графическая информация отображается только если объект выделен пользователем.

Point Light

Редактор Point Light строит на сцене окружность с центром в точке положения источника. Эта окружность имеет радиус и цвет равные радиусу и цвету Point Light, что дает наглядно видеть, какая область освещается этим источников. Справа на окружности располагается управляющий элемент, перетаскивая который, можно изменять радиус источника в окне редактора.

Spot Light

Редактор Spot Light аналогичен редактору Point Light за исключением того, что дополнительными линиями ограничивается освещаемый сектор. Управляющий элемент располагается на окружности заданного радиуса, на равном расстоянии между ограничивающими сектор линиями.

Directional Light

Редактор Directional Light не позволяет изменять какие-либо атрибуты источника, так как поворот можно задавать встроенной системой управления компонентами Unity. Данный компонент рисует пять параллельных линий от точки расположения источника. Эти линии имею цвет равный цвету Directional Light. Кроме того, они направлены под соответствующим углом так, чтобы можно было понять, в каком направлении движется свет от источника.

Area Light

Редактор Area Light формирует прямоугольник соответствующий области освещения, а также управляющие элементы для изменения высоты и ширины.

5.6 Документация

Так как предполагается, что данной системой будет пользоваться сторонний разработчик, необходимо обеспечить сопутствующую документацию к ней.

Документация включает в себя:

- Перечень компонентов системы с описанием их назначения, порядка добавления на сцену и настройки;

- Перечень доступных для использования классов и их публичных атрибутов и методов;

- Перечень и назначение описанных в cginc файле переменных и функций.

Компоненты описываются по следующей структуре:

1. Название;

2. Назначение;

3. Описание всех атрибутов;

4. Примеры использования.

Описание классов состоит из общей информации об их назначении и описании публичных атрибутов и методов по следующей структуре:

1. Название метода или атрибута;

2. Назначение;

3. Для метода: описание всех входных параметров;

4. Пример использования в виде фрагмента написанного кода.

Описание шейдерных функций по своей структуре соответствует описанию методов классов.

В качестве платформы для размещения документации служит сервис Google Сайты. Это дает возможность легко редактировать руководство, а также быстро осуществлять поиск необходимого метода или класса, используя встроенный сервис. Под каждый элемент системы отводится своя страница.

Заключение

Результатом работы является расширение для игрового движка Unity, позволяющее двухмерным объектам отбрасывать тени и использовать шейдеры. Система состоит из 12 скриптов, написанных на языке C# , одного файла с расширением .cginc и двух шейдеров на языке Cg. Исходные коды представленны в приложении.

Система позволяет любому объекту с прикрепленным к нему компонентом LightObstacle служить препятствием для созданных источников света. Также предусмотрена возможность рассчитывать в шейдерах освещенность поверхностей используя карты нормалей. Абстрактный класс LightSourceScript позволяет пользователям создавать собственные типы источников освещения, не меняя логику работы менеджера освещения.

Система поддерживает возможность произвольно задавать силуэт двухмерных объектов для формирования тени. Форма тени может быть задана отдельной текстурой для симулирования отверстий и других особенностей формы невидимых с данного ракурса граней объектов. Сцена в редакторе делится на планы, что позволяет отдельно управлять освещением групп объектов.

Добавление компонентов производится из меню редактора, а их настройка поддерживается графическим интерфейсом, отображаемым непосредственно на сцене. Все доступные пользователю компоненты, классы, их методы и атрибуты документированы, и их описание размещено на специальном сайте в сети Интернет.

Дальнейшая работа предполагает публикацию расширения в магазине Unity Asset Store, расширение функционала и поддержку пользователей.

Список использованных источников

1. Unity Technologies Made with Unity. URL: http://madewith.unity.com/ (дата обращения: 16.03.2016)

2. Unity Technologies Card Life: Blizzard goes mobile with its online card battle game, Hearthstone: Heroes of Warcraft. URL: http://unity3d.com/ru/showcase/case-stories/hearthstone (дата обращения: 16.03.2016)

3. Unity Technologies Industries. URL: http://unity3d.com/unity/industries (дата обращения: 16.03.2016)

4. Hurwitz M. Bare Necessities. URL: http://www.icgmagazine.com/web/bare-necessities/ (дата обращения: 20.05.2016)

5. Lyubimov M. 2D Light System. URL: https://www.assetstore.unity3d.com/en/#!/content/20461 (дата обращения: 20.05.2016)

6. Ysa M. 2D Dynamic Lights and Shadows - 2DDL PRO. URL: https://www.assetstore.unity3d.com/en/#!/content/25933 (дата обращения: 20.05.2016)

7. Penkin A. Light2D - GPU Lighting System URL: https://www.assetstore.unity3d.com/en/#!/content/30953 (дата обращения: 20.05.2016)

8. Moran D.J. Light2D. URL: https://www.assetstore.unity3d.com/en/#!/content/48539 (дата обращения: 20.05.2016)

9. Fletcher J. VLS2D. URL: https://github.com/reveriejake/vls2d (дата обращения: 20.05.2016)

10. Fouletier B., Martin G. Game Connection Paris - Swing Swing Submarine on Modern 2D Techniques. URL: http://www.youtube.com/watch?v=bUGbXThraVM (дата обращения: 20.05.2016)

11 Santee A., Fernandes B. About Ethanon Engine. URL: http://doc.ethanonengine.com/ (дата обращения: 20.05.2016)

12. Lengyel E. Mathematics for 3D game programming and computer graphics. - Cengage Learning, 2005.

13. Gregory J. Game engine architecture. - CRC Press, 2009.

14. Engel K., Hadwiger M., Kniss J., Rezk-Salama C. Real-time volume graphics. - CRC Press, 2006.

15. Unity Scripting Reference URL: http://docs.unity3d.com/ScriptReference/ (дата обращения: 24.05.2016)

16. Jimenez J.J., Feito F.R., Segura R.J. Robust and Optimized Algorithms for the Point?in?Polygon Inclusion Test without Pre?processing //Computer Graphics Forum. - Blackwell Publishing Ltd, 2009., V. 28., N. 8., pp. 2264-2274.

17. Wood K. Arbitrary Quadrilaterals in OpenGL ES 2.0. URL: http://www.bitlush.com/posts/arbitrary-quadrilaterals-in-opengl-es-2-0 (дата обращения: 02.05.2016)

18. DesLauriers M. Shaders. Lesson 6: Normal Mapping. URL: https://github.com/mattdesl/lwjgl-basics/wiki/ShaderLesson6 (дата обращения: 16.03.2016)

Размещено на Allbest.ru