REALIZACIÓN DE UN MOTOR DE RENDER PARA DISPOSITIVOS MÓVILES BASADO EN IRRLICHT. Autor: Javier Meseguer de Paz Dirigido por: Antonio Berlanga de Jesús

Transcripción

1 REALIZACIÓN DE UN MOTOR DE RENDER PARA DISPOSITIVOS MÓVILES BASADO EN IRRLICHT Autor: Javier Meseguer de Paz Dirigido por: Antonio Berlanga de Jesús

2 Plan de la presentación Introducción Estado del arte Definición del proyecto Implementación Resultados Trabajo Futuro Resumen Demostración

3 Introducción Qué es un motor de render? Componente software encargado de generar y visualizar información gráfica Abstrae los mecanismos de creación de gráficos Descripción de la escena cubo = cargar modelo cubo.3ds cubo.color = rojo visualizar Motor de render Sistema operativo API gráfica

4 Introducción Razones para usar un motor de render Es reutilizable Varias aplicaciones pueden compartir motor Ejemplo: El Unreal Engine 3 es usado por 79 juegos Abstrae la comunicación con el API gráfica Independiza de ésta al resto de la aplicación Facilita el mantenimiento de la aplicación Como siempre que se separa el modelo de la vista

5 Introducción Motivación del proyecto Las capacidades gráficas de los teléfonos móviles van en aumento Ya hay móviles con GPU No hay un motor de render para móviles gratuito equiparable a los existentes para PC Y sería muy interesante tenerlos para: Juegos Visualización de mundos virtuales Explorar nuevas interfaces Otras aplicaciones que puedan usar 3D De hecho, hay varios proyectos en marcha en esta misma Universidad que se beneficiarían de un motor de render para móviles

6 Estado del arte Motores de render para móviles Comerciales Casi todos son propietarios El más famoso es: IdeaWorks 3D AirPlay Gratuitos HeroCraft HiTech MobileDragon GLQuake / Quake II for Symbian OS

7 Estado del arte HeroCraft HiTech MobileDragon Descartado por: El aspecto de las demos No haber podido ser ejecutado en el dispositivo

8 Estado del arte GLQuake/Quake II Engine for Symbian OS Descartado por: Obsoleto en general Difícil de usar y modificar No es de propósito general (especializado en FPS) Por esto, decidimos crear nuestro propio motor de render Partiendo de un motor gráfico de código abierto para PC

9 Estado del arte Esto implica que teníamos que decidir: Qué API gráfica usar Qué motor de render de código abierto para PC migrar A qué plataforma / sistema operativo Usando qué dispositivo como referencia Para tomar una decisión informada, estudiamos el estado del arte de todas estas tecnologías Especialmente la plataforma objetivo y el motor de render de PC!

10 Estado del arte La decisión de la plataforma afecta a todo lo demás No hay vuelta atrás No todas las opciones son posibles. Hay que comprobar que: Sea posible desarrollar gratuitamente para la plataforma Sea posible ejecutar un motor gráfico sin tener que certificarlo Dentro de las opciones posibles, hay que valorar Qué lenguajes de programación hay disponibles Facilidades a la migración desde otras plataformas Madurez de la plataforma Popularidad de la plataforma

11 Estado del arte También especialmente importante qué motor migrar Hay muchos motores de render de código abierto para PC No obstante, destacan OGRE 3D e Irrlicht OGRE 3D es más avanzado, pero más complejo Irrlicht es más sencillo, pero más rápido y simple Tiene menos líneas de código dependiente del API No tiene dependencias externas Intentos de migración OGRE 3D fue migrado a Windows Mobile hace mucho. Ha habido dos intentos de migración de Irrlicht mirrlicht Irrlicht-em

12 Definición del proyecto Planteamiento formal Migrar Irrlicht a S60, tomando como dispositivo objeto el Nokia N95 8Gb Por qué Irrlicht? Es más simple Por qué el Nokia N95 8Gb? Es muy potente, tiene aceleración gráfica, y teníamos disponibilidad de uno Por qué S60? Es la plataforma usada por el N95 Hay disponible un capa POSIX y una STL (OpenC/C++) Esto implica que el API gráfica a usar es OpenGL ES 1.x

13 Definición del proyecto Requisitos Conseguir una versión funcional Mantener la compatibilidad con la versión oficial y el resto de sistemas operativos Fuera de ámbito Implementar nuevas técnicas Que funcione en otros dispositivos Incluyendo el emulador Arreglar bugs

14 Implementación 1. Identificar las partes dependientes del API gráfica y la plataforma API gráfica: Driver Plataforma: Device 2. Crear el driver de OpenGL ES 1.x 3. Crear el device para S60

15 Implementación Driver OGLES Driver de OpenGL ES 1.x Partimos del driver de OpenGL Algunas diferencias pudieron salvarse: Carencia de primitivas No hay quads ni polígonos Carencia de modos de rasterización No hay GL_LINES ni GL_POINTS Carencia de soporte para los formatos de color de Irrlicht Otras

16 Implementación Driver OGLES Otras no: Carencia de shaders Usado para técnicas avanzadas como el bump-mapping Carencia de ciertos modos de envoltura Prácticamente no se usa... Carencia de ciertos modos de iluminación Reflexión especular dependiente del punto de vista Carencia de generación automática de coordenadas de texturas Se usa para simular reflexiones

17 Implementación Device S60 Peculiaridades de la programación Symbian Hay tres compiladores WINSCW genera x86 para el emulador GCC-E genera ARM, gratuito y limitado ARM RVCT genera ARM optimizado, de pago y el más completo El API de Symbian está basado en Frameworks Afortunadamente no es obligatorio usarlos No obstante, eso está menos documentado Symbian es resultado de una evolución Hay que documentarse mediante ejemplos, porque los nombres de las cosas ya no corresponden con lo que son

18 Implementación Device S60 Antes de crear el device, hay que hacer algunos cambios Algunos debidos a que el compilador es de Symbian C++ y no ANSI C++ Ejemplo: Problemas con definiciones en los headers Otros debidos al cambio de compilador Ejemplo: Cómo compactar las estructuras Otros debidos al cambio de plataforma Ejemplo: Las convenciones de llamada

19 Implementación Device S60 Finalmente podemos crear el device Tiene que poder hacer lo siguiente: Gestionar el sistema de ficheros Gracias a OpenC++ se puede usar POSIX para ello. Crear la ventana Obtener el modo de video Dormir la aplicación

20 Implementación Device S60 Manejar eventos Relacionados con las ventanas Entrada de datos del usuario Es muy distinta en PC y en el N95 Falta de teclado QWERTY Cuando se requiere inmediatez: modo normal Cuando se requieren todas las letras: modo multitapping Falta de ratón Se emula con el teclado

21 Resultados Y con eso terminamos la implementación. Veamos los resultados.

22 Resultados Balance de características Hemos perdido (en orden de importancia) Shaders (y por tanto normal mapping) Reflejos Reflexión especular dependiente de la vista Modos de envoltura de texturas Pero conservamos Soporte para múltiples formatos de fichero Soporte para 2D Un buen sistema de partículas Una GUI Detección de colisiones básica Gestión de escena

23 Trabajo futuro Actualizar la versión de Irrlicht a la última En lo que cambiábamos la versión ha salido la 1.5 Optimizar el driver de OpenGL ES 1.x Añadir nuevas características Bump-mapping, luces direccionales, bloom, refracción Añadir soporte para OpenGL ES 2.x Añadir soporte para otras plataformas Añadir soporte para otros dispositivos

24 Resumen Hay muchas mejores posibles aún

25 Resumen Queríamos un motor de render para móviles gratuito No encontramos ninguno de calidad Decidimos portar uno de PC a una plataforma móvil Concretamente Irrlicht a S60 Para ello hubo que crear Un driver de OpenGL ES Un device para S60 Logramos un motor para móviles que conserva casi todas las características del Irrlicht original