Copyright Warning & Restrictions
The copyright law of the United States (Title 17, United States Code) governs the making of photocopies or other reproductions of copyrighted material.
Under certain conditions specified in the law, libraries and archives are authorized to furnish a photocopy or other reproduction. One of these specified conditions is that the photocopy or reproduction is not to be “used for any purpose other than private study, scholarship, or research.” If a, user makes a request for, or later uses, a photocopy or reproduction for purposes in excess of “fair use” that user may be liable for copyright infringement,
This institution reserves the right to refuse to accept a copying order if, in its judgment, fulfillment of the order would involve violation of copyright law.
Please Note: The author retains the copyright while the New Jersey Institute of Technology reserves the right to distribute this thesis or dissertation
Printing note: If you do not wish to print this page, then select “Pages from: first page # to: last page #” on the print dialog screen
The Van Houten library has removed some of the personal information and all signatures from the approval page and biographical sketches of theses and dissertations in order to protect the identity of NJIT graduates and faculty. ABSTRACT
GAME ENGINE ARCHITECTURE: A COMPREHENSIVE VIEW
by Donald Kehoe
Game e e o me is a e e g owi g i e isci i a y ie A a ie y o i e e ski se s ee o come oge e o c ea e a o essio a game ese a ge om a au io a
esig oug og ammi g a e e o me I is i icu o iso a e e i e e
isci i es i game e e o me si ce e e y as ec o e game is co- e e e o e e y i g e se E e i e og ammi g omai e e a e a um e o su - isci i es
a a game ca equi e suc as ysics og ammi g e i o me a og ammi g a i icia i e ige ce a og ammi g e co e game e gi e A game ca e e e
e e o e i a um e o i e e ways e e i g o e esig o e i a o uc
is au i g a ay o equi e isci i es makes i i icu o o e e ec i e i s uc io i game e e o me e e e cy is o i i e e isci i es acco i g o
a i io a aca emic ca ego ies is ea s o o e i g cou ses o game e e o me a a e oo a ow y ocuse o ea o a y u c io a games o o cou ses a a e u e y
eo e ica is esis a em s o ou i e e e e o me o a ge e ic game e gi e a s ow ow i ca e im eme e wi mi ima ski s eyo ose i og ammi g I is i e e o se e as a ou a io o e e o e s w o wi s ecia i e i a a icu a a ea
u wi o e e ess ee o u e s a w a a game e gi e is a ow og amme s i
i e e ie s ca wo k wi i GAME ENGINE ARCHITECTURE: A COMPREHENSIVE VIEW
by Donald Kehoe
A Thesis Submitted to the Faculty of New Jersey Institute of Technology in Partial Fulfillment of the Requirements for the Degree of Master of Science in Computer Science
Department of Computer Science
August 2009
A O A AGE
GAME E GI E A C I EC U E A COM E E SI E IEW
o a Ke oe
Dr. James McHugh, Thesis Advisor Professorof Computer Science, NJIT
Dr. Andrew Sohn, Committee Member Date Associate Professor of Computer Science. NJIT
Dr, Michael Baltrush, Committee Member Date' Associate Professor of Computer Science, NJIT BIOGRAPHICAL SKETCH
Author: o a Ke oe
Degree: Mas e o S n
Date: Augus 9
Education:
• ac e o o A s i Com u e Scie ce ew e sey I s i u e o ec o ogy ewa k • Mas e o Scie ce i Com u e Scie ce ew e sey I s i u e o ec o ogy ewa k 9
Major: Com u e Scie ce e ica e o my o i g wi e Sa a Ke oe
ii ACKNOWLEDGMENT
This thesis would not have been possible without the support of Dr. James McHugh, whose guidance pushed me to gain a better understanding on the subject.
I would like to show my gratitude to Dr. Andrew Sohn and Dr. Michael Baltrush for their support and input in the development of this work.
Lastly, I offer my regards to all of those who supported me in any respect during the completion of the project.
viii TABLE OF CONTENTS
Chapter Page
1 I O UC IO A GAME E GI E O E IEW 1
ESIG C A E GES 3
1 a ge a wa e Co si e a io s 3
G a ica Co si e a io s 5
1 Game E gi es 5
3 Game E gi es
3 3 i y i Game E gi es
3 C oss a o m C a e ges 7
3 GAME E GI E S UC U E
3 1 E i o me S uc u e 1
3 1 1 aye e ackg ou s 13
3 1 i e Ma s 1
3 1 3 3 eig Ma s 1
3 1 Mo e O ec s / Wa k Masks 19
3 1 5 i a y S ace a i io s
3 e i i io i e a si g 1
ESOU CE MA AGEME SYS EMS
1 S i es
Mo e s
3 ia g es 9
e ices 3 i TABLE OF CONTENTS
Chapter Page
1 INTRODUCTION AND GAME ENGINE OVERVIEW 1
2 DESIGN CHALLENGES 3
2.1 a ge a wa e Co si e a io s 3
G a ica Co si e a io s 5
1 Game E gi es 5
3 Game E gi es
3 3 i y i Game E gi es
3 C oss a o m C a e ges 7
3 GAME E GI E S UC U E
3 1 E i o me S uc u e 1
3 1 1 aye e ackg ou s 13
3 1 i e Ma s 1
3 1 3 3 eig Ma s 1
3 1 Mo e O ec s / Wa k Masks 19
3 1 5 i a y S ace a i io s
3 e i i io i e a si g 1
ESOU CE MA AGEME SYS EMS
1 S i es
Mo e s
3 ia g es 9
e ices 3 ix TABLE OF CONTENTS (Continued)
Chapter Page
5 A ma u es 3
Ac io s 35
7 E i ies 3
a ic es em o a y E i ies
5 3 MO E E E I G
E I Y SYS EM U C IO A I Y 7
1 ou ci g
acki g 9
7 CO ISIO E EC IO 5
7 1 is a ce Co isio 5
7 A is A ig e ou i g o es 53
7 3 Com e E i y Co isio s 5
7 a i i g 55
7 5 ay aci g 5
A I ICIA I E IGE CE 5
1 u es ase AI 5
Sc i ase AI
3 A a i e AI 7
9 C OSI G 9
A E I A SAM E S I E ESOU CE MA AGE 71 LIST OF FIGURES
Figure Page
1 e cyc e o e game e gi e
3 1 ackg ou image a co es o i g wa k mask 15
3 a g i o qua s a c a ge eig ma 1
1 Sam e s i e s ee
ii C A E 1
I O UC IO A GAME E GI E O E IEW
Game e e o me is a e e g owi g i e isci i a y ie A a ie y o i e e ski se s ee o come oge e o c ea e a o essio a game is s e c es om a au io a esig oug og ammi g a e e o me I is i icu o iso a e e i e e
isci i es i game e e o me si ce e e y as ec o e game is co e e e o e e y i g e se E e wi i e s e e o og ammi g e e a e a um e o su
isci i es a a game ca equi e suc as ysics og ammi g e i o me a
og ammi g a i icia i e ige ce a og ammi g e co e game e gi e A game ca e e e e e o e i a um e o i e e ways e e i g o e esig o e i a
o uc
is au i g a ay o i e e isci i es makes i e y i icu o o e use u i s uc io i game e e o me e e e cy is o i i e e isci i es acco i g o
a i io a aca emic e a me a i a io is as e o cou se o e i gs o game
e e o me a a e oo a ow y ocuse o o uce a y u c io a games o cou ses
a a e u e y eo e ica is a e wi a em o ou i e a ge e ic game e gi e a
ow i ca e im eme e om sc a c wi mi ima ski s eyo og ammi g is wi se e as e ou a io o e e o e s a wi s ecia i e i a a ea u wi a ways
ee o a e e u e s a i g o w a a game e gi e is a ow og amme s i
i e e ie s ca wo k wi i [ ]
1 2
A game engine is the core set of data structures and functions that provide the foundation for developing a full game, The engine is responsible for managing all of the resources available to the system and providing the capability to utilize any given resource. This includes loading and drawing graphics as well as handling the input of the player.
The engine does not deal with the final upper-level assets (graphics & sounds that are used in the game) or the specific configuration of the game logic, The game logic level is the part of the game that uses the capabilities provided by the game engine in order to give the final game its form and function. In most engines that are developed from scratch for a single game, the two components (engine & logic) will be intertwined,
In engines that are developed for long term use (beyond a single game) the components will deliberately be broken into separate parts of the project.
In the Id Software series of game engines (referred to by the game they were developed for or simple Id-Tech 1 through Id-Tech 5 { in development}) this breakdown is accomplished by an executable and library separation, The game engine compiles as a separate project into the executable, while the game logic project compiles into a run time linked library (Dynamic Linked Library or DLL for windows based architecture software object or SO for unix based architectures).[7] CHAPTER 2
DESIGN CHALLENGES
I o e o o e y esig a game e gi e e esi e ca a i i ies ee o e i e i ie
e s y e o game esi e a ge ma ke a a o m wi ic a e esig c oices o e game e gi e Games a a e ma e o s ecia i e a wa e suc as ce o es a game co so es wi a so ee s ecia a i g o accou o imi e sys em esou ces
2.1 Target Hardware Considerations
O ce e a ge a wa e as ee i e i ie e game e gi e ca e a e o accou
o a y imi a io s a u i i e a y ea u es e e is a o e iew o e a wa e commo y use i game e e o me
e e o i g games o e e so a com u e is commo si ce mos eo e a e
e so a com u e s a gi g om ig e cus om esk o s o o a e a o s Cs e
o a e a a u a ce o memo y a e y as ocesso s as we as e e e i o a -
isks o sa i g a s o i g a ge amou s o i o ma io a i e e access ( ow use as e e ic e o e i e i g co e as we as o i e e sis e wo s U o u a e y
C e oyme as o ake i o co si e a io e mu i e o e a i g sys ems a a ee cus om ui s o e game o imi w o ca ay e game y c oosi g o su o o y o e Si ce Cs a so su e om a ia e s eci ica io s e e is o ase i e ca a i i y
a ca e assume o a sys ems so mi imum s eci ica io s mus e a e o
3 4 ig o i g a y i g wi ess a e esi e ca a i i ies is esis wi ocus o C
e e o me
Wi we ase games e e is a g ea a a age i a e s eci ic o e a i g sys ems a e ge e a y o a co si e a io e ma o aw ack o we ase games is
imi e ca a i i ies ese games ge e a y ui o e A o e as o Mic oso
Si e ig e e o me e i o me s ese a o ms a e imi e i ei access o e
a wa e o e com u e ayi g e game a ge e a y e o m e y s ow y com a e
o games e oye i ec y o e C
A s o g ma ke ow is e ce o e game ma ke Ce o es a e eac e a
oi o ea y o a sa u a io o mos a s o e wo w ic makes em a i ea
a o m o e e o i g games e aw ack o ce o es is a ey a e e y imi e i ei ca a i i ies ey a e imi e memo y a ocesso s ee s a o oa s o age (i e o m o a so i s a e memo y ca is o gua a ee (a e ime o is w i i g e si e o a og am a ca u o a ce o e is a imi i g ac o as we
e co e a co e mus a e e ow a gi e amou o memo y i o e o u a a
o e am e e y ew ce o es a e su o o 3 acce e a io
A e y o u a ma ke is e a e co so e ese co so es a e a wa e
esig e o ayi g games a a e ma e o e com ac a o a e ese a e e a a age o ei g u e y e ica e o u i g e game O e a o ms s a e sys em
esou ces wi o e ocesses u o so wi co so es A oug a o e sys em
esou ces a e a ai a e o e e e o e s e sys em as e y imi e esou ces a ma y o em a e i e o o su o o 3 acce e a io
e mos com e i i e ma ke a e ime o is w i i g is e ome co so e
ome co so es a e e is i c a a ages o o a access o sys em esou ces as we as
e y goo sys em esou ces ey a e o a wi e ca a i i ies o e e so a
Com u e s w i e a i g s a a sys em ca a i i ies e amou o memo y ocesso
s ee s a - i e si es a 3 ca a i i ies a ai a e o e e e o e s a e k ow o a y
gi e co so e e o y ea aw ack is e ee o e o icia e e o me ki s i
o e o ake u a a age o e sys em esou ces a o is i u e a game o a
sys em
2.2 Gr ph l C n d r t n
O ce a a ge a o m as ee c ose e g a ica ca a i i ies may e ic a e y a
c oice o mo e ca a e a o ms is c oice may s i e im o a is sec io
co e s e ca a i i ies o e i e e g a ica e gi e y es
2.2. 2 G En n
W e 3 acce e a io is o a ai a e o e game i e e oes o ca o 3 g a ics
a u e y game e gi e ca e e e o e e ica e a - e co so es usua y a e
a wa e assis e u c io s o a i g o e a io s e a e o e ma i u a io o wo
ime sio a images is i c u es sca i g a o a io o wo- ime sio a images
Wi e g owi g o u a i y o 3 games is acce e a io as ee o e om
mos g a ics ocesso s
games use a ima e a images ca e s i es (see sec io o s i es o mo e
e ai s o e ese a game e eme s a mo e a a ge images o a e u sc ee 6 images a ackg ou images e ca a i i ies o e game e gi e ocus o e ma ageme o esou ces a ea wi a mo eme a co isio s i a ec o s ace
2.2.2 3D Game Engines
I e a ge a o m as 3 acce e a io 3 game e gi es ecome a ossi i i y I is wo o i g a 3 game e gi es a e ossi e o sys ems wi ou 3 acce e a io u
imi a io s ace o e game ecause e e y i g as o e a e i so wa e o e mea e game wou e e e ma e o o e sys ems I a 3 game mos o e game s g a ica asse s wi e 3 mo e s is i c u es e ac i e e i ies as we as e e i o me s A mo eme a co isio s a e a e i a 3 ec o s ace
2.2.3 3D in 2D Hybrid Game Engines
W e 3 acce e a io is imi e u ig eso u io images a e ossi e a ec ique ca e 3 i is use is me o uses e- e e e images o e u k o e g a ics y i i g e i -game came a o e o ie a io o e e e e oi o iew
e i usio o ue 3 is mai ai e
is me o is easy o im eme Usi g a 3 mo e i g a e e i g og am
(i is case e e www.blender3d.org) a a is wi c ea e a u 3 i ua e i o me A e e e image o e 3 e i o me is o uce a e o ie a io o e 3 came a is eco e e image is oa e i o e game as e
u sc ee ackg ou
I e game e came a is se o e same a ame e s ( osi io o a io a e sce e was e e e om A y a i io a g a ics a ee o e a ima e a e oa e i o e game as ue 3 o ec mo e s a e e e o o o e ackg ou
E e y i g e ce e ackg ou image is su ec o e s ec i e e e i g e esu is a e ec w e e e e i e sce e a ea s o e 3 e e oug e u k o e sce e is i ac ua i y a image
A oug is me o ma age o sa e ocessi g owe a a ow ou game o
u o o e a wa e i oes cause some o ems i e e o me a wi e e ai e i sec io s e ow
2. Cr l tf r Ch ll n
I o e o e su e a a C game ca eac as ma y o e ia cus ome s as ossi e e game e gi e ee s o e a e o e o e o i e e o e a i g sys ems Mic oso
Wi ows a A e Maci os sys ems a e o e y commo u ey a e e y
i e e om eac o e as a as so wa e e e o me is co ce e
S ic og ammi g co e io s a e use o c oss a o m e e o me
i a ies a e use o o make a game easy o o e wo e e o me i a ies S
{Sim e i ec -me ia aye } a O e G { O e G a ics i a y }ca e use a e
a Mic oso s i ec o A e s co e S a O e G a e im eme e o a ma o o e a i g sys ems so a y ca s o ei e o ese i a ies o o ee o e
ew i e w e com i i g o a i e e a ge sys em e e i e o ec is co e i
A SI s a a C usi g e C S a a i a ies is way a asic u c io s wi e a ai a e o a a ge o e a i g sys ems C A E 3
GAME E GI E S UC U E
e u ose o e game e gi e is o o i e access o e sys em s esou ces a u a e
e e eme s i e game wo e Mai u c io o a y game e gi e wi a e e mai game oo esig e o e i i i e u i a e i co i io is me o e i i g e
og am ou si e o e mai game game oo a ca o e i ( ; wi wo k e wo k o
e game e gi e ca e oke ow i o wo asic asks u a i g a awi g (au io wo k is a e y a se a a e ea w ic is mai ai e y e S mi e i a y
igu e 1 e cyc e o e game e gi e i s e su sys ems o e e gi e ee o e u a e o e ew i e a io a e e ame is aw
A e eme s o e game e gi e ee o e u a e eque y is wi i c u e
e e i ies o e sys em (see Sec io 7 a ic es (see Sec io a a y i u s uc u es E e y i g a is u a e is ase o e same s ice o ime so a w e a
is u a e a ee s o e u a e e e gi e ca aw e e y i g ase o ei ew
a a
Eac s a s o o aw g a ics is ca e a ame Eac ame is aw y e game e gi e u i g a i e a io o e mai game oo e ima y a a s uc u e o
e aw oo is e aw su ace A su ace is a ge e ic s uc u e use o esc i e a y
ossi e g a ica image is ca e ei e a ic u e i memo y o e memo y a ess
o e ysica i eo su ace e ysica i eo su ace is e image a is is aye o e mo i o y o e mai game aw oo e ysica i eo su ace is e o e a is mos im o a
o e u oses o smoo a ima io a seco a y su ace is ee e as we
is seco su ace (o e us e e e o as sc ee o sim ici y is w a is aw o
i ec y wi i e oo e i i ia ca o ese u e ( wi c ea is awi g u e
A e e e y i g as ee aw o e seco a y i eo su ace e e i e su ace is co ie o e ysica i eo memo y is ec ique is ca e " ou e u e i g" is
e e s s ow awi g om causi g a icke i e a ima io s
e ow a e e u c io s use o c ea e a ame
ese u e ( ; //C ea e awi g u e a i i wi a so i co o
awWo ( ; // aw e e- e e e ack g ou image o ou u e
awE i ies ( ;// aw a 3 wo o ec s o ou aw u e
aw u ( ; // aw e ea s u is ay o u e o o o e ackg ou a e i ies
awMouse( ; // aw e s i e a makes u e mouse
e ame( ; // ace e co e s o ou aw u e o e ac ua i eo su ace o e aye o see 1
e o e is se ase o a aye e awi g a oac E e y i g is aw o e same i eo u e e o e ei g ock a s e e ( i e o e sc ee is way a y i g aw e o e ca e o e w i e y w a ge s aw a e wa A o e aw
u c io s a e e ca su a e y e ca s o ese u e ( ; a e ame( ; w ic se e o c ea e awi g u e so i ca e use agai a o i e ew y aw u e o e sc ee ( ysica i eo su ace
e o e mai u c io o e game oo is o u a e a o e e eme s im o a o e game is is accom is e y a ca o U a eA ( w ic wi ca e u a e u c io s o a o e game s i u s uc u es e i ies a ic es a ig s
A e mai oo i e a es e game e gi e wi u a e a i o ma io a e a o e co isio s a i icia i e ige ce u a es a aw e e ame is mai oo
ee s o e a e o u o e a e age o ames e Seco ( S ( e s a a a e
o mos i eo games e mo e ac io is i o e i e game e mo e a co s a
s is ecessa y
e game e gi e is es o si e o i i ia i a io o se ices as we as e u a i g a awi g o e co e i e game I i ia i a io wi a y ase o e s eci ic ee s o a game e gi e S ow e e a e e co e ee s o mos games
I i G a ics(1 1 ; // Se s u e is ay o awi g a c ea es aw u e s o i i g
I i Au io( ; // Se s u e au io sys em a au io esou ce ma ageme
I i S i e is ( ; // Se s u e s i e esou ce ma age Eac o ese ca s ei e i i ia i es a su sys em o S / O e G o oa s 11 co e ee e y e game I i _G a ics( is e u c io a i i ia i es S &
O e G es s e sys em o ia e g a ic mo es c ea es aw u e s acqui es a
oi e o e i eo aw u e a se s e e au s a e o O e G
I i _G a ics( is e ima y i i ia i a io u c io o e game e gi e Wi i
is u c io e i a ies use (S O e G a e i i ia i e as we as e g a ics su sys em a i i ia s a s o e 3 e e i g sys em a e se
oi I i G a ics(
{
i ( S _I i (S _I I AU IO S -I I I EO S I I OYS ICK
{
i (s e "U a e o i i S %s " S _Ge E o ( ;
e i (1 ;
}
i eo u e = S _Se i eoMo e(S_ a a es S_ a a y es S_ a a e ags W ag ;
sc ee = S _ is ay o ma ( em ;
/ se s e iewi g o o e si e o e sc ee /
g iew o ( S_ a a es S_ a a y es ;
g Ma i Mo e(G O EC IO ;
g oa I e i y( ;
/ iew a g e as ec a io ea c i is a ce a c i is a ce /
g u e s ec i e( / 3 1 15 ;
g Ma i Mo e( G MO E IEW ;
/ C ea co o o e u e /
}
Some sec io s o is co e a e ee omi e o e uce e u a cy 2
e ca o S _I i se s u e S sys em a gi es g a ic co o o is
og am S -Se i eoMo e gi es access o e ysica i eo u e memo y a ess
o use wi i S u c io s is is ea e ike a y o e S _Su ace w ic is a a a s uc u e a o s i o ma io o images
e ca s o u c io s wi a "g " e i a e use o co igu e e O e G 3
e e i g sys em ese wi se e sc ee eso u io o e esi e a ge ( e e mi e i some o e omi e co e o oug use s eci ie o io s e e mi e e e e i g y e
(i is case e s ec i e iew w e e o ec s a e away om e came a a ea sma e as o ose o o ogo a iew w e e e om came a as o ea i g o e
e e i g a se s e e s ec i e a ios A o ese um e s a e s a a o mos
O e G im eme a io s
. Env r n nt Str t r
Mos games ake ace i s eci ic e i o me s ese e i o me s o e e e e o as "ma s" o " e e s" o i e e se i g o e game u ique c a e ges o e aye s uc u e o e game ay e e ie ce as we as a i io a equi eme s o e game e gi e e c ea io a a ica io o e i e e e i o me s o a game a e a g ea im ac o e way ma y o e o e esou ces a e esig e a im eme e
E i ies wi ee o a e u a i g u c io s e esig e o wo k wi e i e e ways
e e i o me s a e mo e e i a a is sec io co e s e mos commo me o s
o im eme i g e i o me s as we as e mea s wi w ic e i ies ca i e ac wi
e e i o me
. . 2 r d r nd
I sim e games o e o mo e ackg ou s ca u c io as e e i o me I ea ie games u e ackg ou se e o y aes e ic u oses i o e games e
ackg ou ca e i e ac e wi o o e e e s W e mo e a o e ackg ou image is use (usua y wi a a s a e o "key" co o e images a e aye e i a s eci ic o e E i ies a ie e wee aye s ee o e assig e o a aye so a e game e gi e ca aw em i e co ec o e
W e wo ki g wi mu i e aye s a i io a s ecia e ec s ca e im eme e O e is e e e o as e a a a e ec e e ec a em s o e ica e
a as ec o e s ec i e w e ei o ec s a e away om e iew a ea o mo e s owe a ey ac ua y o A e am e ca e ou w i e i i g w e e a mou ai ca e see o i e is a ce As e i e s ee s ow e oa i is o ious o e
i e a e o s e is mo i g e y as ase o e o se e mo io o e g ou ea
o e i e owe e e mou ai a ea s o emai e same e a i e o e i e s
e s ec i e
e mo io i e a a a e ec ca e simu a e w e wo o mo e aye s (mo e is e e a e use A o e images sa e o e image a es away (a e i s
aw ee o e og essi e y a ge a e came a s ou i g o e a ges aye w ic is e c oses o e came a a e as o e aw ee s o e e si e o e
ayi g e i o me As e came a o ows e aye s mo eme a ge s c ose o e e ges o e o aye eac aye aw is o se y a sma e a sma e e ce age o
e ac ua came a osi io 4
I e co e sam e e ow sc ee is e S -Su ace oi e o e awi g
u e A S _ ec is a s uc u e wi wo sig e i ege s y a wo u sig e i ege s w & is is use to e i e e ec a g e a is use to co y a as e
e wee su ace u e s e a a s uc u e e e co ai s i o ma io a ou e game
e e e e e o y e eme e e e o is aye s w ic is e um e o aye s use y
e e e G aye is a a ay o su ace oi e s a co ai e e e ces o e images o
e aw e o e is u c io is ca e e as ackg ou image ( G aye [ ] is a ea y aw o e sc ee
oi aw e e (
{
i i;
i ma w;
i ma ;
S _ ec ame;
ame w = sc ee - w;
ame = sc ee - ;
ma w = G aye [ e e aye s- ]- w;
ma = G aye [ e e aye s-1]- ;
o (i = 1;i e e aye s;i++
{
/ e e wo i es ca cu a e e o se o e aye s ase o e si e o e a ges aye o e a w e e a ges aye is e cou e e e i isio equa s 1 w ic c ea es o o se om e came a s osi io /
ame = (( G aye [i]- w - Came a w / ( oa (ma w - Came a w Came a ;
ame y = (( G aye [i]- - Came a / ( oa (ma - Came a Came a y;
S _ i Su ace( G aye [i ame sc ee U ; 15
}
The map file can contain information about the background image(s), such as where exits (to other levels are), starting positions for entities and map objects, and other level controls. These controls are usually put into place by a map editing tool, which would also be created by the programmers of the game engine (or with programmers working closely with the engine programmers),
In order for entities to interact with the background correctly, additional information may sometimes be provided. One type of interaction is a walk mask, Walk masks are images, often times simple black and white) which correspond (same width and height) to the visual image being used for the background. Areas that the player (or other entities) can walk on are designated by being a set color (white) and areas that cannot be walked on are another color (black). The walk mask is never shown to the player, it is only used for calculations,
Figure 3.1 Background Image (left) and corresponding walk mask (right). 6
. .2 l M p
A o e commo me o o e i o me s uc u e is e use o i e ma s i e ma s a e c ea e y a se ies o i es (o e e ese e y a s i e e s uc u e o e i e ma is o y a a ay ( wo ime sio a w e e e e eme s o e a ay e a e o w ic i e is o
e aw W e e e e is oa e y e game e gi e a si g e su ace is c ea e w e e
e ime sio s a e se equa o e um e o i es mu i ie y e ime sio s o a i i i ua i e ( e eig a wi o e s i e e e i es a e aw o e su ace
o a e use e ackg ou image is e-com u e o s ee u awi g ime si ce mos sys ems a e o imi e o a ge i s ( ock a s e s o i o ma io is case i is co yi g o e ock o image a a o e a o e o e um e o i s
i e ma s a e a um e o a a ages o e ackg ou images e e s ase o
i e ma s wi ake u ess s ace o e a isk o me ia a e game is is i u e o
is is ecause e image i o ma io o e i e se ( e s i e co ai i g a o e i es
o a gi e e e is ge e a y goi g o e sma e a e e e a is c ea e wi ose
i es u e mo e e same i e se ca e use o mu i e e e s
i e ma s i e e y a e a y ee e wa k masks associa e wi e i e a a
i e e i es ca e e e mi e (i e a i g s age o e e o me o e a e o e wa ke u o O e s ca e esig a e as ocki g w ic e e s e i ies om wa ki g o o oug e i e I is se u e a i i g a go i ms ca e a ie e y easi y A i io a i o ma io ca e associa e wi i e e i es ase o e esig o a s eci ic game suc as ea i g i es o i es a ac as e i s o o e e e s
aye e ackg ou s o a e a a a age o e i e ma s aye e ackg ou 17 images ca e c ea e i mo e a is ic ways ( oug ai i g e e i g o a 3 sce e o
o og a y w ic ea s o mo e easi g esu s i es e e we -ma e i es esu i o ious g i a e s i e e i o me
Wi i i e ma e games some ca cu a io s a e e y sim e a as O e e am e is e oca io o a e i y e a i e o a i e I is s y e o game e e oug
e wo is oke u i o i es mo eme is ge e a y a owe o emai ee e i e
a a e i y ies o e is easi y e e mi e y i i i g e osi io o e e i y y e si e o e i e (e / i e w o i e si e o e i e is a owe o wo i s i i g ca
e em oye o make e ca cu a io e e as e (e w e e e i es a e y i si e
e e a e games a a e ma e wi a com i a io o o me o s o o i e e
es o o s y es I is s y e o game e wo is e i e y a i e ma e i e ma image is e o e om e game a gi e o a a is e a is ca e ai o e e
i es o make a mo e ui a u a ooki g e i o me e game oes a ca cu a io s
ase o e i e ma i o ma io w i e e aye s see e wo k o e a is
A o e s y e o game ca use i e ma s a aye e ackg ou s oge e wi
e a a a e ec e o eg ou (c oses aye o aye is e i e y a i e ma I
is me o a c ea o em y i e ca e esig a e so o e aye s ca e see i e
" is a ce" Mos " a o me " s y e games use is me o 18
3.1.3 3D Height Maps
Simple 3D games that need only the most basic of environments to interact with can use what is called a height map. Height maps are generated by the game engine from adjusting the 'z' values of the vertices in the mesh that defines the level. The level itself is usually a flat series of connect "quads" (quadrilaterals, or 4 sided polygons). The height and width of the level is determined by the map editing tools, as well as the changes in heights.[1]
Figure 3.2 Flat grid of quads (left) and changed height map (right),
Working with height maps allows easy use of tiles in 3D games, Tiles are often referred to as textures in 3D games. Height maps also allow for very simple game mechanics for the engine, Entities that walk on the ground (as opposed to flying entities) have a very simple means to test what height the ground is at. Using the ray tracing functions (see section 7.5) the game can find the exact triangle (or quad) from the map model that the entity is above and then find the exact point of intersection with the polygon, The entity's height can then be aligned to this point of intersection.
Boundaries can be determined based on the size of the map. Entities cannot move past these arbitrary borders. For boundaries within the playing field, blocking entities 19
ca e ace (see e i y co isio sec io a o e o e eme eig i e e ces o e eme
o ma s ca e use o e e mi e i a a way is ocke o i s a ce i e a ue o
e o ma e i e y a a e is owe a a se es o e e a e is co si e e
oo s ee o a e se
3.1.4 Model Objects / Walk Masks
Mo e o ec s a e e i o me s a a e ma e u o a Mo e (see esou ce sec io s
a o e o mu i e mo e s I e mo e is sim e e oug e eig ma me o s o
e i o me co isio ca e use u mo e o e a o e com e i ies o e wo
mo e o ec is g ea e oug o wa a e use o i a y S ace a i io s (see e ow
W e e game oes o equi e e s ee a com e i y a o e y a S e use o a
mo e o ec a a wa k mask is ossi e
A wa k mask i 3 is a sim e mo e o ec a a ig s o e com e mo e
o ec s owi g e e i o me W e e e e i o me mo e o ec is com e ue o
e esig o e game e wa k mask is us a sim e mes o e ayi g e a eas o e
com e e i o me a ca e a e se ike e wa k masks i e 3 wa k
mask o ec is e e aw i is sim y ke i memo y so ca cu a io s ca e o e o kee e e y i g u i g quick y si ce e e is ess i o ma io o sea c oug i e
wa k mask Si ce e wa k masks a e i e e y sim e a e awi g mo e i akes u a ess s ace a e e e e mo e ( o e u e i o ma io is ee e ei e e
wa k mask wi u c io ike a eig ma o i i g a sma se o ia g es wi w ic
o sea c o co isio s 20
. . n r Sp rt t n
A i a y S ace a i io o S o s o is a way o o ga i i g e geome ic i o ma io o e mo e o ec i a way a makes ca cu a io s a e e i g easie a
as e o e game e gi e A yi g a S o a mo e o ec is a com e a ime co sumi g ocess is is o e w e e e e esig e is i is e maki g e ma a is a ie y e ma e i i g oo s e esu i g S i e ca e oa e quick y (i is i a i a y o ma a use i ec y y e game e gi e [1]
C ea i g e S wo ks y i i g e ia g e a is e c oses o e mi oi o e e e I uses e a e esc i e y e ia g e o isec e wo i o wo
a es e ia g e is ma e e a e a e eac a is oke i a agai a agai u i e e y ia g e as ee a e o e i a y ee e i a y ee is o ga i e
y s acia e a io s so a e e y ia g e o o e a o e ee is o e si e o e a e a a o e o e s a e o e o e si e o e ee
e S s ee s u co isio e ec io si ce e ee ca e a e se o e
ea es ossi e ia g es e o e a y ea com u a io ee s o e a ie As ca cu a io s a e a ie y ei e goi g ee e i o e ee o ack u e ee o y e mos ike y ia g es a e c ecke i s u i a co isio is e ec e o e ia g es ei g c ecke a e ou o e a ge o e co isio
e S a so s ee s u e e i g si ce o y e ia g es a ca ossi y e i
e came a s iew (a o o e si e o a o e e ea es ia g e ee o e aw
u e mo e e ia g es ca e e o e e e e ase o e is a ce om e came a ( e w ic is ow mos e e i g sys ems ( ike O e G a e o imi e 2
.2 f n t n l r n
A e i i io i e is a ai e i e co ai i g co igu a io i o ma io o o e a a i a
e ua o ma is ki o i e is e y use u o e i i g a a ee e o a o ec ou si e o co e suc as e i i ia s a e o a e e o ma is is es ecia y e e a o e
3 mo e s e o e om mo e i g oo s si ce ma y e o sc i s u i i e a e ase
o ma o e su e ma imum com a i i i y I is a so use u o e i i g commo e eme s i a game suc as aye s a is ics w ic ee o e weake o e oug ou
e e o me a o e y someo e o e a e og amme
e mos asic u c io s use o e i e a si g a e ma e a ai a e i e
A SII s a a C ea e i e "s io " Usi g e s a a I/O i e e s i su e a e sou ce co e emai s a o m i e e e A sam e i e a se esig e o oa i a is o i em a a is i us a e e ow i e s e se wi e a a o y comme s
oi oa em is e (
{
I E i e; / oi e o e i e o o e / e e e i e "i em is c g" is ei g o e e o ea i g i e mo e
i ( i e == U
e oi e ee s o e c ecke o a i i y I e i e oes o e is o i e e is some o e e e a o em e game wi gi e a e o ou u a e mi a e e u c io
e o e a y mo e se ious o ems ca occu
memse (I em is si eo (I em MA IS I EMS ; / e o a i o ma io i e is / e a ay I em is is a a ay a s o es a o e i o ma io e a e o i ems i is game e u c io wi u i o ma io i o is is o a e use
w i e(( sca ( i e "%s" u = EO (i MA IS I EMS
/ go oug e e i e i e i e y i e /
i (s cm ( u " " ==
{
ge s( u si eo ( u i e ;
co i ue;/ ig o e e es o e i e /
}
is co e a ows o comme s i e i e a is ei g a se A y i e a egi s wi a sym o wi e ig o e
i (s cm ( u "e " ==
{
I em is [i] i e = i;
i++;
co i ue;
W e e e e keywo "e " is e cou e e e i e is u a e e i g a y a a e y
o e e ious i em i e
i (s cm ( u "u ame" ==
{
ge c( i e ; / c ea e s ace e o e e wo /
ge s(I em is [i] u ame i e ;
c = s c (I em is [i] u ame ;
i (c = U c = ; / e ace ai i g e u wi e mi a i g c a ac e /
co i ue;
}
I o e o ea a s i g i some s ecia s e s a e equi e o e su e e s i g is 3
o ma e co ec y o use wi e og am ge c wi ea a si g e c a ac e om e
u e (i is case e e u a ue is ig o e ge s wi ea e emai i g s i g om
e i e is wi wo k o si g e wo s o w o e i es e i e is o ma e wi eac
i e e i g i a e u c a ac e u e s i g i e game ee s o e wi e
e mi a i g c a ac e so s c is use o oca e e occu e ce o so i ca e c a ge o
i (s cm ( u "swi " ==
{
sca ( i e "%i" I em is [i] swi ;
co i ue;
}
o i ege s a o e s a a a a y es sca ca a e ee i g i o ma io i o
og am a ia es wi ease I uses e same co e io s as e i ami y o
u c io s e ce sca ea s i o ma io om e s eam as o ose o w i i g o i
}
c ose( i e ;
um ems = i;
}
O ce a e i o ma io is ea om a i e i is im o a o c ose i o e a a si g i o ma io om e i es is o y o e w e a game is ei g e e o e e e i es
a e easy o e i u ake ime o ea a ca g ow o e y a ge si es W e a game s
e e o me is a mos com e e a ea y o e e ease i is commo o co e e
i es i o a i a y o ma a ca e oa e quick y wi a si g e " ea " ca i i a y
mo e C A E
ESOU CE MA AGEME SYS EMS
O e o e mai es o si i i ies o a game e gi e is e as ma ageme o e esou ces
ee e y e game A game wi u i i e a um e o i e e esou ces o e c a e
i ua wo Games wi ee access o wi ow sys ems a ima e images ca e s i es 3 mo e s sou s a esc i o s o e e eme s o e game
e esou ce ma ageme sys ems o e game e gi e a e c asses a i e ace wi e es o e game e gi e sys ems O e sys ems wi eques a esou ce a e
e ma age wi oa i i o memo y a ass a e e e ce o i o o e eques i g sys em W e e esou ce is ee e e ma age wi u i i e e esou ce o i s a ce
awi g a image o e sc ee o ayi g a au io i e W e e esou ce is o o ge
ee e i as o e ee om memo y
Im eme a io o esou ce ma age s is o i icu S a i g wi sec io 1
e ow i e e su sec io s wi e e ai e Commo o a sys ems is e ee o e icie cy O e key ea u e a wi im o e e o ma ce o a esou ce ma age is
esig i g e sys em o a e a ge um e s o esou ces i as as a way as ossi e
e e a e wo ways a a a ge a ia y si e is is mai ai e i a og am o e is o use a i ke is e o e is o use a a ge s a ic si e a ay i ke is s a e o u a si ce i a ows o ew esou ces o e a oca e o e y as ee e y a og am u
e i ke is me o as a se ious aw ack a makes em oo cos y o use o a
2 game e gi e
i ke is s ca y wi em a o e ea a is cos y i ime a e si g a
i ke is is s owe a e e e ci g a a ay e eme y i s i e A i io a y a i g
ew o es o e e i g o es om a i ke is is e e s owe E e y ime a og am
eques s mo e memo y om e o e a i g sys em o gi es memo y ack o e o e a i g sys em e e is a e ay as e eques is a e o e o e a i g sys em s queue o i gs o
o
Wi a s a ic a ay e o e ea o a oca i g a ea oca i g memo y is go e
u e cos is e i i i y a memo y Wi a s a ic a ay e e is a u e imi o e amou o a gi e y e o esou ce A goo esig wi se is a a sa e y ig u e
imi u o oo ig is a so o i es a sa e y e o e game Wi a i ke is i is ossi e o u ou o memo y w i e a game is u i g Wi a s a ic a ay e u e
imi is w a is eques e w e e og am is au c e e game wi o u o a sys em a oes o a e e oug esou ces a ai a e o ese easo s s a ic a ays a e use o mos game e gi es
o eac y e o esou ce ma age e e is a a a s uc u e (see e ow use o
esc i e i A i io a a ia es a e a e o ese a a s uc u es o e esou ce ma age e i e ame o e esou ce a e e e e ce cou
e i e ame o a esou ce is im o a so e u a co ies o e same esou ce a e o oa e i o memo y I is ossi e o mu i e ca s o oa e same esou ce
y i s c ecki g o see i e esou ce ei g eques e ( y i e ame as a ea y ee
oa e a oi e o e e is i g esou ce ca e e u e i s ea o oa i g a ew co y 26
is a so e s o make e g ea es use o e imi e amou o a esou ce e
esou ce ma imum a ies o e ma imum um e o u ique i s a ces o a gi e y e
e e e e ce cou o e a e ia e e Cou o uses is a a y o e um e o o ec s o e i ies i e game usi g a a icu a esou ce W e a esou ce is o
o ge use y a o ec o e i y i wi ca e ee u c io o a esou ce I e
e e e ce cou o s o e o o y e is e esou ce ac ua y ee
A o e me o o s eam i i g e esou ce ma ageme o a game e gi e is o
e-cac e a o esou ces A y gi e e e e ma o s age o a game wi a e a is o k ow esou ces a a e use i a a ea o e game (suc as e i e io o a
ui i g a o e ie o a as e oi e e game e gi e wi oa a co y o e e y si g e esou ces a may e use y e e e is way e e is a i i ia u o oa
ime u w i e e game is u i g o a i io a isk oa s a e ee e e ce i a e cases w e e a esou ce was o e ooke Wi is i i ia oa o eac esou ce e
e e e ce cou wi e e eac e o e esou ces a e u ge o y w e e e e is c ose
4. Spr t
S i es a e a ima e g a ics i a game ey a e use o e ese a y i g i a 3 game a ca o e e ese e y 3 g a ics is ca e ue o e su ec ei g i e icie y e ese e y 3 o ec s i e case o com e i gs suc as o iage o
ees o im ossi e i gs suc as e ec s e es S i es a e e o y y e o g a ics i
games 27
S i es a e a ima e o s ow a ima io a s i e is com ose o mo e a o e
image eac e ese i g a i e e s a -s o o mo io ca e a ame Games use wo
commo me o s o e ese i g s i es i i i ua images e ese i g eac ame o
a ima io o a s i e s ee co ai i g a o e ames o a ima io o o e image e
s i e s ee me o is e o e im eme e e e o a ew easo s I kee s e ames o
a ima io easie o ack i e s com essio wo k o e e i e s ee w ic may e
sma e a e i i i ua i es a e e is ess o kee ack o i co e
I e a a s uc u e e ow e u s i e s ee o a s i e is s o e wi e
i o ma io ee e o gai access o a i i i ua s i e
y e e s uc
c a i e ame[ ];
S _Su ace rf / o use wi S /
i w ; / e wi a eig o e ames o e s i es o e i e i se /
i ames e i e; / e au is 1 /
}S i e; e i e ame o e s i e is s o e so a mu i e ca s o oa a y gi e s i e
wi o esu i e u a co ies o e same s i e i memo y A wi wo k om e
same s i e
Wi i e a a s uc u e o S -Su ace e su ace s eig a wi (i
i e s is s o e o e s i e o wo k e eig a wi o eac ame o a ima io is ee e as we e aw u c io s wi a so ee e um e o ames e i e y
e au i is game e gi e i is se o 1 u i ca e c a ge as ee e 28
When a single frame needs to be drawn the position within this surface is determined by:
X coordinate = %
Y coordinate = /
The individual frame can then be copied from the sprite sheet to wherever it is needed,
Below is an example of a sprite sheet:
Figure 4.1 Sample sprite sheet.
4.2 Models
Models are the collection of 3D information for an object in a game, Models are made with artistic tools such as 3D Studio Max or Blender. A model is composed of a list of triangles. The triangles are created and arranged by an artist to represent a 3D object needed for the game. The object can be something simple like a rock or desk, or more complex like trees and people.
Model Objects, like sprites, can be animated, There are several ways of
implementing object animations. The most common are animation by frame where there
is a different model representing each frame of animation. There is Key Frame animation
where only select frames (Key Frames) are loaded and extra frames needed by the game
are interpolated between key frames, There is Armature animation where a skeletal 2 sys em is c ea e w ic ma s ia g e e ices o o es i e a ma u e I a ma u e a ima io o y e ske e o is a ima e (wi key ames a e osi io s o a mo e o ec s e ices a e com u e ase o e oses o e a ma u e is game e gi e uses
Key ame a A ma u e a ima io [3]
4. r n l
e Mo e o ec s i e game e gi e a e com ose o ia g es ia g es a e e sim es geome ic s a e a ca o e o e y ea a gi g e oi s o e ia g e
e oi s o e ia g e a e e ese e y e ices ( e ow Eac ia g e is com ose o e ee e ices a make u i s s a e as we as e ee e ices a ma o i s
e u e
ia g es a e ma e o a a e ca e a U ma e U ma a ows e game e gi e o a ig e ia g e s ace o a ia gu a image w i e e ia g e is ei g
aw ( e e e y e game e gi e is a ows o e 3 o ec s o a e mo e
e u e a a si g e a co o
y e e s uc
{
G ui i ices[3]; / a ay o ia g e e e i ices /
G ui i ices[3]; / a ay o ia g e e coo i ices /
} ia g e; I e game e gi e a ia g e ee s o kee ack o w ic e ices i e mo e
e e is a e use y e ia g e a w ic e u e coo i a es i e mo e a e use y
e ia g e Si ce e mes o a o ec is com ose o a co i uous mes o e ices co ec e y a ia g es mos e ices a e a o ma y ia g es e same may e ue 30
o e u e coo i a es u ue o e ee s o e ayou o a image e same
ia g es a may s a e e ices a e ges o e mes may o s a e e same e ices
a e ges o e e u e I is ossi e o a e i e e e u es a ie o i e e
ia g es o e same mes as we
4.4 Vertices
e ices a e oi s i s ace ey a e e ese e y 3 oa i g oi a ues w ic
esc i e e osi io o a e e a o g e Y a a es e e i g o e e o e
e e e ce a e e is some imes e ese e y a a ay wi 3 e eme s a some imes
as a s uc u e ( ame Coo wi 3 mem e s ( y e a ay me o is mo e com a i e wi ma i o e a io s
e ices a e a asic ui i g ock o 3 co s uc s 3 mo e s a e com ose o
ia g es w ic a e i u com ose o e ices Mo eme a a ima io i 3 mo e s is accom is e oug e a s o ma io o e osi io s o e e ices a make u e ia g es
4.5 Armatures
A ma u es a e amewo ks o o es a mimic e u c io o a mo e s ske e o a musc e s uc u e Eac o e is associa e wi some um e o e ices i e mo e
As a o e is mo e a ose e i ke e ices a e mo e a o g wi e o e is is use i a ima io e e si e y o make e o o e a ima i g a is easie
I e game e gi e e use o a a ma u e as a um e o a a ages o e sim y usi g a se ies o mo e s o a ima io I is e a ma u e a is a ima e o e 31 mo e o ec Wi a a ma u e a mo e o y ee s o a e o e ose e es osi io
o o e ames o a ima io e ose o e mo e is ca cu a e ase o e oses o
e a ma u e
I a cases e a ma u e wi a e ess i o ma io associa e wi i a e mo e i se so a i g ma y ames o a ima io (eac s o es e osi io a o a io o eac o e akes u a ess memo y a a a ima e mo e (w ic s o es e osi io s o e e y si g e e e i e mo e W e eas a y ica mo e wi a e a eas 5
e ices a a ma u e wi a e o a e age 5 o o es a sig i ica sa i gs o memo y
A ma u es e is as se a a e a a s uc u es om mo e s is mea s a si g e a ma u e ca e a ie o a mo e s a i a asic si e a y e o i s a ce a uma a ma u e ca se ice a y uma s a e mo e e i a so ie a i age a o o o e e a gia A si g e a ma u e ca e c ea e o a o se o o e ack a ima is cu s ow o e e e o me ime o e a is so o y a si g e a ima io seque ce ee s o e c ea e
A ma u es a so o i e mea i g u i o ma io a ou e mo e i ques io
o es a e ame a a e osi io o a io a sca e mai ai e se a a e y is ca e use u o u i g a i io a o ec s o a mo e ike u i g a a e i e a o a
aye o a e me o e ea o a k ig o a g owi g ig s ecia e ec o e e eyes o a mo s e is ca cu ow o e memo y ee e a ime o a a is as we si ce a ew mo e oes o ee o e c ea e o e e y ossi e com i a io o i ems
ei g e o equi me wo 3
Ma y game e gi es wi use e i o ma io o e a ma u e o c ea e s ecia
e ec s as we suc as " ag o ysics" w e e a u co scious c a ac e ca e mo e a e acco i g o e a ma u e O e e ec s ma e ossi e wi a ma u es
a e c i i g a s a i g o ea wo o ec s a o es ca e ace i ec y o e
u gs o a a e oo o es ca e ace i ec y o e s e s o s ai s
e ow is e a a s uc u e o e a ma u e I makes use o e o e s uc u e
a e ose S uc u e
y e e s uc
{
c a ame[ ]; / ame o e a ma u e /
o e oo ; / oi e o e o e a is e oo A a ma u e ca o a e mo e a o e oo o e /
o e o es; / e is o o es i is a ma u e /
ose ame; / e is o oses o eac ame /
}A ma u e; is asic s uc u e o e a ma u e is sim e I as a is o o es a a is o
osses is way e o es ca e accesse o ei i i ia s a es a osses ca e accesse y ame o e i e e ce om e es s a e oge e ese a e use o
a s o m e associa e e ices om ei i i ia s a es
e is e a a s uc u e o e o es I is use o kee ack o e
e a io s i s e wee e o es a e o e s i i ia s a e
y e e s uc
{
c a ame[ ]; / ame o o e = ame o associa e e e g ou / 33
c a ame[ ]; / ame o a e o e /
c a c ame[MA _KI S][ ]; / ames o c i e /
oa oca io [3]; / ase o is o e /
oa ma i [ ][ ]; / e ma i o e i i ia o a io /
} o e; / some e ies omi e o sim ici y /
e ame o e o e is im o a I is use o sea c y e e e ce y e o e
oses a o e e mi e w ic e ices a e associa e wi e o e o es a e o ga i e i a ee s uc u e wi eac o e a i g a si g e a e a e ossi i i y o ma y c i e e a s o ma io s o e a e a e asse o o e c i e oca io is e
Y oca io o e o e i s ace e a i e o e o e a a ma u e e ma i is e qua e io o a io ma i o e e y ose ame o e a ma u e eac o e as i s ow associa e i o ma io
y e e s uc
{
c a ame[ ]; / seams e u a u ee e o sea c y /
oa oc[3]; / o se oca io om o igi a s a e /
oa o [ ]; / qua e ia o a io o o e /
oa sc [3]; / e sca e o is o e /
} o e ose; o e oses a e sim e e ose ame co ai s e c a ge i oca io o a io a sca e om e o e s i i ia es s a e (gi e y e o e i o ma io
o e o ga i e e a ma u e some sys ems em oy w a a e k ow as o e
G ou s o e G ou s a e se s o o es a ca e se o i e e ames a o e 3
o es i o e g ou s Some o es ca e mem e s o mu i e g ou s is a ows e
a ima o s a esig e s o c ea e cus om a ima io s a o e em a u a y
o e am e e owe o y ca e a e o a " egs" g ou a e u e o y
ca e a e o a o so g ou w i e e ea ca e ma e i s ow g ou e egs cou
e se o cyc e oug e u a ima io w i e e o so ca e se o a i i g o ac io
a ima io w i e e ea ca e gi e a oi o ocus o I e e a e o es s a e
e wee e g ou s (suc as e i s a eck e ese o es wou ake e a e age
osi io ic a e y o g ou s
A o e ec ique a ai a e o a ma u e a ima io uses e co ce o aye i g
Se a a e ac io s ca e " aye e " o o o eac o e wi i e e io i ies o ge a
e e g ea e a ge o ossi e a ma u e osi io s I e e ious e am e a i io a
aye s ca e a ie o e u i g a a acki g aye I e aye is aki g amage
e e ai a ima io s ca e aye e o o o e o e ac io s so e aye ca eac
o amage (wi e e ec e o es s ea ou amo g se e a g ou s w i e s i
e o mi g o e ac io s I some mo e game e gi es i is ossi e o a aye s a
eac o e i o me s (sy ci g wi e g ou e ai o s ai s i c u e acia a ima io s a i e ac wi o e e i ies (s ou e i g as someo e i a c ow a a
e same ime
I o e o a e o es ake i o co si e a io mu i e g ou s a aye e ac io s
e same ocess is a ie o a e e a as mo e a o e o e as a a e e weig s o a oses ee o e o ma i e ( ike a ec o wou e o ma i e e o e
e e o ma io ( ocess o c a gi g e e ices ase o e o es akes ace A
a s o ma io s a a e a ie a e sca e acco i g o ei ow com o e w ic is a
e ce age o e o igi a y i e e mo io
4.6 A t n
e ames o a ima io o a a ma u e (o mo e o s i e ge e a y equa e o s eci ic
ac io s as se ames o e am e a wa ki g seque ce ca e e o me e wee ames
a 5 o e a ima io ese seque ces ee o e a e ou e o e- a so e
og amme ca ca e a o ia e ame o a ima io a e esi e ime As o ec s g ow is a -co e e- a i g ecomes e ious a ime co sumi g o u a e as
o ec a ame e s c a ge a a us I o e o accommo a e a ia io s i e a s a a is ic i e e a io ac io s ca e use o e o ga i e e a ima io s
W e usi g ac io s as a esc i o o e i i io i e eac i e usua y co es o s
o a si g e s i e a ima e mo e o a ma u e W e a se e game e gi e wi a
ack o a ge e ic em a e e ac io i e wi is ac io s y ame e s a i g a e i g ames o a ac io e ame a e o s e i g oug a ac io a ow a ac io is a e w e e as ame is aw W e e a ima io is com e e e game e gi e ee s o k ow w a o o e (assumi g a i e e ac io as o ee ca e a s o ci cui e e ac io i ques io e e a e some ossi e ac io s a e e gi e wi e o m
• oo — is ag wi a e e a ima io es a w e com e e u i a ew ac io is s eci ie • Osci a e — is ag wi a e e ames egi o cou ack o e egi i g o ce e e is eac e a e ack o e e o ce e egi i g is eac e u i a ew ac io is s eci ie • I e — is ag wi se e e ac io o a i e s a e w e i is e 6
• o - is ag wi a e e a ima io o o e as ame a e e seque ce is com e e is ag is use u o e a yi g a ima io w e e e as ame is e ea ose • C ai ac io - is ag wi swi c e a ima io o e s eci ie ac io a e is o e is com e e Wi ac io s a e i i io i es (see sec io e ow e co o s o e game
egi o e oke ou o e sou ce co e o e game e gi e As cus om ac io s ca e
e e e ce i a e i i io i e a e a o ia e a ima io s ca e a e o e ac io
i e a a ima io e game ca o uce ew co e wi ou e ee o u a e e
sou ce co e
4. Ent t
E i ies a e a y a a o ec s i a game a ca ac o e i e ac e wi is
is i guis es e i ies om o e o ec s i e game a a e e e o u e y aes e ic
u oses suc as a ic e e ec s ( i e a immo a e o ec s ( e wo i se I
i e e game e gi es e i ies a e some imes e e e o as "O ec s" "Ac o s"
" oke s" o a y um e o a e a e e ms ese e ms a e a u c io a y sy o ymous [ ]
E i ies a e simi a o o e game esou ces i a ey ca e c ea e a
es oye o e y a ee o e mai ai e quick y E i ies emse es use ma y o
e o e esou ces i e game A y ica e i y wi use a Mo e o a S i e o e ese i se E i ies wi use i e e sou s oug ou e i e o a e i y
U ike o e esou ces e i ies a e u ique A si g e e i y ca o e s a e
e wee mu i e e i ies e i o ma io co ai e wi i a e i y may e e u a 37 o equi a e o a o e e i y o e am e e e may e se e a u e e i ies a a
ook e same a mo e e same u w ic a a e i e e osi io s i s ace a
i e e e i ies a i e e u e s E i ies o o use e e e ce cou s u a si g e
"use " ag is ag is se o o e i e s o i e e i y esou ce a ay is i use o e o i i is a ai a e
e o e mai is i c io is a e i ies ca u c io i e e y A e i ies
a e a u c io oi e ca e a " i k" u c io A i k u c io s a e e same
a ame e s a e u o i g I is s a a C im eme a io a e i ies ee o e
asse a oi e o i se I a C++ im eme a io is wou e accom is e wi a
i ua u c io w ic i e e y as access o i s mem e a a e i k u c io is use o gi e u ique e a io o i e e e i ies
E e y e i y i a game is s uc u a y e same i g ey a e a esc i e y
e same a a s uc u e Eac e i y gai s i s is i c io ia i e e a a a i e e
i k u c io s e a ious y es o e i ies ca ei e e a -co e o gai e om a
esc i o o co igu a io i e A i k u c io s ee o e ei e a co e o e e e oug a em e e sc i sys em (suc as y o o ua o e sake o s ee is game e gi e a -co e e ew e i ies a we e use
E e y e i y as e o o u i y o u a e i se o ce e e y e gi e u a e is is
o e y ca i g e i k u c io o e e i y (i i as o e e s eci ics o a i k
u c io wi a y u mos e i ies wi a e ei mo eme e a ua e co isio s wi o e e i ies c ecke o a a ima io s o e mo e o s i e o ec i c eme e
e ow is a sam e e i y s uc u e O y o io s o e e i y s uc u e a a e 38
e a i e o is sec io a e i c u e I co seque ia mai e a ce i o ma io as ee omi e as we as i o ma io a wou e ai o a s eci ic s y e o game
y e e s uc E i y_
o ma y games i e e e i ies ca a e e a io s i s o o e e i ies e
wo mos commo e a io s i s a e ow e a a ge e ow e o a e i y ca e e e i y a c ea e i (suc as i e case o a o ec i e ei g c ea e y e wea o a
i e i o a su missi e e a io s i ( suc as i e case o a ea e ei g e ow e o su o i a e o ice s
e a ge oi e ca oi o a o e e i y o esc i e e ocus o is e i y
e ocus ca mea e i e a a ge o a o ec i e ( o i s a ce a seeki g missi e o a e i y a s ou e o owe e e ac mea i gs o ese wo use u oi e s wi c a ge (o e ig o e as ee e y i i i ua e i ies
s uc E i y_ ow e ; / oi e o e ow e e i y /
s uc E i y_ a ge ; / oi e o e a ge e i y /
i use ; / o e e e ce i esou ce ma ageme / e mo e a e u e o e s i e image ( e e i g o w e e is e i y is a
3 o o ec is e e e e ce o e mo e o s i e esou ce ese a e asse o e
awi g u c io s o eac e i y
Mo e mo e ; / e mo e o e e i y i i as o e /
S i e e u e; / e e u e o e e i y / e i k u c io is a u c io oi e w ic ca e c a ge o e y as
ee e y a e i y e i k u c io is w a gi es eac e i y i s u ique e a io as
esc i e a o e
oi ( i k (s uc E i y se ; / ca e y e e gi e e e y so o e o a e i u a make ecisio s /
Ui 3 e i k; / use o ow o e e e i y i ks /
Ui 1 i k a e; / use o i c eme i g a o e / Eac e i y e e e ces e g a ica i o ma io i e g a ica esou ce ma age s (mo e s s i es Si ce ma y i e e e i ies ca a e e e ce e same g a ica i o ma io some i o ma io e a e o e g a ics ee s o e mai ai e
y i i i ua e i ies ame i o ma io ( o a ima io ee s o e mai ai e se a a e y y i e e e i ies is is ecessa y si ce i e e e i ies a may use e same mo e wi e a i e e oi s i a a ima io ase o i e e ac io s
oa ame; / cu e ame o e e /
i cou ; / use o a ima io e oo a ia e /
oa a e; / ow o e we u a e ou ames /
Ui 3 ame e ay; / amou o e ay e wee ames / e osi io o a io sca e a e ec o s o c a gi g osi io o a io a sca e wi a y o a e i y y e i y asis e e e ysics co e io o osi io (s is use
Coo s; / sc ee coo i a es /
Coo a; / acce e a io /
Coo ; / ec o a ues /
Coo o a io ; / e o a io o e 3 /
Coo o ec ; / e ec o o o a io /
Coo sca e; / e sca e o e 3 mo e /
Coo sca ec ; / e sca i g ec o / 40
o a e co isio e ec io a a is a ig e ou i g o is mai ai e o eac e i y e ou i g o as e Y o se s om e oca io o e o ec (s wi
e Wi eig a e ime sio s o e o o esc i e e qua i a e a
o o ; / e si e a o se o a
a is a ig e ou i g o /
ea ( ow muc amage a a e i y ca sus ai e o e yi g is us e i s o ma y a ia es a a e i ace o kee i g ack o game s eci ic a a
i ea ; / is is e e i y s ea /
}e i y;
4.8 rt l & p r r Ent t
I a y game e gi e a y i g a ca ac o e ac e u o is esig a e a e i y
E i ies ca e ma e u o o e o mo e s i es o 3 mo e s E i ies equi e mo e s ace a ocessi g owe a is equi e o some game isua s o ac ie e s ecia e ec s i games em o a y e i ies (some imes e e e o as a ic es a e o e use i ace o e i ies
a ic es a e a a ia io o E i ies W e eas e i ies ca e i i com e
e a io s ase o i i i ua i k u c io s a u a e u c io s a a ic es o ow
e same u a e u c io is cu s ow o e ocessi g ime o a ic es o
a ic es o e e ec i e e game e gi e ee s o e a e o o uce a ge um e s o
em a ic es a so i e om e i ies i a a a ic es e is o a ime i es a As soo as e i es a ec eme s o e o e a ic e is ee a ma e a ai a e o 4
e e i i io E am es o a ic es i games i c u e am ie wea e e ec s suc as ai o s ow i e a smoke as we as s a ks a a i io a e ai i g o e osio s
e a a s uc u e o a ic es ee s o e se u o a ow o a ossi e a ic e
y es su o e y e game e gi e e e is a e am e ake om a game e gi e
y e e s uc a ic e
{
i y e; / y e o a ic e /
oa s sy s ; / coo i a es o w e e e a ic e is ge i g e e e /
oa y ; / ec o o a ic e /
oa a ay a ; / ow is e a ic e acce e a i g /
Ui 3 Co o ; / w a co o is e a ic e? /
Ui 3 co o ; / W a co o oes e a ic e ee o e e o e i ies /
Si 1 G A; / Co o ec o o e g ee ue a a a es ec i e y /
S i e s i e;
i use ;
} a ic e;
o e ow is a ic e a a s uc u e a ows o e co o o e a ic e o e
e i e wi a co o ec o o co o es i a io e co o ec o is e amou o c a ge a ie o eac c a e o a co o ( e g ee ue a a a i eac ame a e
a ic e is u a e e co o es i a io is e a ge co o a e a ic e ee s o e
y e ime e a ic e s i es a e i es is is accom is e y a sim e i ea i e o a io ase o e emai i g i es a o e a ic e a eac ame
is game e gi e a ic e sys em a ows o e 3 d ime sio Usi g sim e 42
icks o awi g e a ic es (a owi g e a ue o e ec e y a ues i a se a io a
3 e ec ca e ge e a e wi e mo io I some games a simu a e a 3
e i o me (w i e o ac ua y ei g 3 is e ec is e y e u o mai ai i g a
i usio I is we e a 3 game e gi e a ic e s uc u e a i io a oi e s o 3
mo e s wou e a ai a e
A a ic es a e u a e om o e u c io e U a e a ic es u c io is
ca e o ce a game ame o u a e a aw a o e a ic es i e game is
u c io c ecks eac a ic e i e massi e s a ic a ay o ac i i y u a es e
coo i a es a co o (a a y o e ac o s o e a ic e sys em a e aws eac
a ic e e o e mo i g o o c eck e e o e
a ic es gai ei o m a u c io om a ious a ic e emi e s A a ic e
emi e ca e o e o wo y es a i s a a ic e emi e o a e i y a ic e emi e
I s a a ic e emi e s a e u c io s a ge ca e o y o ce o a y a ic e ge e a i g
e e ese a e use u o s a ks e is a e osio s e e s a o igi a e a a si g e
ame a a e o sus ai e o as i g e ec s suc as ai o a u i g cam i e a
a ic e emi e e i y is ee e ese a e e i ies a i co o a e a ic e ge e a io
i o ei u a e u c io s
e way a ic es a e emi e ca e i e e o e a s a e a o m o a a ic e
sys em a ic es ca e emi e om a si g e oi a a e o a ea a ic es emi e
om a si g e oi ca c ea e e e ec o a s ay (wi a si g e i ec io s ig a om
a ia io a a acce e a io ow (g a i y e osio s (wi a com e e y a om
i ec io s ig acce e a io ue o g a i y o a i ( e y s ig a om ec o ow 3 wi g a i y ayi g a a a es (w e e e s a i g oi o a a ic e ca e a y
a om oi yi g wi i e a e ca ge e a e wea e e ec s (w e e e a e is i
e "sky" o e game a ic e acce e a io is se o g a i y a a a om "wi " ec o is a ie o a e a mo eme A eas (some o ume o e c ose s a e w e e a ic es ca e ge e a e om a y a om oi wi i e a ea a e use o oca i e e ec s w e e a si g e oi wi o su ice suc as a o c (a ea is e o o e mo e a ic es acce e a e away om g a i y o a og e ec ( a ic es a e gi e a a om ec o a a e s ow mo i g o e ec e y g a i y
em o a y e i ies a e s ecia case e sio s o a ic es ey a e i e e o e is o a se amou o ime a o o i k o ei ow ey us mo e acco i g o some ese a ame e s e e a e ma y y es o em o a y e i ies ( a ic es a e a su se o em o a y e i ies u e mos commo is a i k i ks equi e wo osi io s
o e i ke e wee ey a e c ea e y awi g some e ec o e e is a ce e wee
ose wo oi s e mos commo e am e is a o o e ec ici y E ec ici y wi a c
e wee wo oi s o simu a e a e ec i a game a e ec ici y g a ic is ei e s e c e e wee e wo e oi s o a sma e g a ic is i e e wee wo e oi s
S e c i g wo ks we i a 3 game e gi e w e e e g a ic (a mos a ways a ima e
as a eso u io a is c ose o e is a ce e wee e wo e oi s W e e e
esu s o s e c i g wou o uce ug y esu s i i g ( aci g a se ies o s i es e o e i successio ca o uce e e esu s Wi i i g e s i e ee s o e ma e wi e i e i mi y e a is Some a is ic og ams a e i i g oo s o aci i a e
is CHAPTER 5
3D MODEL RENDERING
O e o e mos asic c a e ges o a y 3 game is o c ea e e me o o e e i g
e 3 i o ma io is u c io " awMo e " s ows e sim i ie me o o
ee i g O e G e mo e i o ma io so i wi ook co ec o e a e i o ma io
o e mes is oa e om a i e e o e om a a is s oo ( e e [3]
oi awMo e (Mo e mo e S i e e u e Coo os Coo o Coo sca e oa a a i ame i awMo e
{
i i;
G Mg ou g ou ;
G M ia g e ia g e; ese oi e s a e use o c ea e a s o a access o e a o a com e a a s uc u e a is ee e o e e i g
g E a e(G IG I G ;
g e u c(G _S C_A A G _O EMI US_S CA A ;
g E a e(G _ E ;
ese e a i g u c io s e O e G ow e e e i g o e i o ma io a is a ou o e se o i s ou e a e
g us Ma i ( ;
O e G wo ks o a s ack i ci e A y o e a io o e e o e e o a s ack is au oma ica y a ie o owe e e s o e s ack u o o ig e e e s
44 45
i ( e u e = U
g E a e(G _ E U E_ ;
g i e u e(G _ E U E e u e- image ; }
The above code checks to see if there is an associate texture to use when rendering the object. The below code will move and rotate and scale our object to the dimensions determined by the entity that owns this object. This way multiple entities can use the same object model but show them in different positions.
g a s a e ( os os y os ;
g o a e ( o 1 ;
g o a e ( o y 1 ;
g o a e ( o 1 ;
g Sca e (sca e sca e y sca e ;
The section below will step through the object by groups of triangles. The groups are organized into a linked list (a structure that is normally too slow to use in rendering and has been removed in more processor intensive games).
g ou = mo e - o ec [ ame]- g ou s;
w i e (g ou
g egi ( awMo e ;
o (i = ; i g ou - um ia g es; i++
ia g e = mo e - o ec [ ame]- ia g es[g ou - ia g es[i]];
This loop traverses every triangle in the model that is a part of the group. It then feeds OpenGL the information with the three functions glNormal3fv (which describes the 46
o ma o a ace a e e e use o smoo o a s a i g g e Coo (w ic gi es e e u e U coo i a e o use a g e e 3 (w ic gi es O e G e e e i ques io is is o e ee imes o ce o eac e e a makes u e ia g e
g o ma 3 ( mo e - o ec [ ame]- o ma s[3 ia g e- i ices[ ]] ;
i ( e u e = U g1 e Coo ( mo e - o ec [ ame]- e coo s[ ia g e- i ices[ ]] ;
g e e 3 ( mo e - o ec [ ame]- e ices[3 ia g e- i ices[ ]] ;
/ e o e wo ia g e oi s omi e ue o e u a cy /
}
g E ( ;
g ou = g ou - e ;
}
g o Ma i ( ; O ce O e G as ee gi e e mes i o ma io e s ack is o e so a a y c a ges ma e o is o ec o o co u a y o e o ec s o is easo a
ea u es a a e ee e a e a e isa e
g isa e(G _ IG I G ;
g isa e(G _ E ;
g isa e(G _ E U E ;
} C A E
E I Y SYS EM U C IO A I Y
o c ea e e e ec o a a is ic o ec i e e i ies ee o e u a e ase o mu i e
ac o s Game e gi es a e ac i e so e e y i g ee s o e u a e co i uous y o
e mos asic mo eme o a o ec i e a e i y ee s a ec o e y a ossi y
com o e s o a ec o o a a ay o ee oa i g oi a ues o e e y u a e oo
o e game e gi e e e y e i y wi a e i s ec o s a ue a e o i s osi io is c ea es e mo io
asic mo io wi a si g e e oci y ec o wo ks i e o ma y o ec i es a
o e sim e e i y mo io y es is a so wo ks we o yi g a o e i g o ec s
si ce e i k u c io s o e e i ies ca e e mi e e ec o o mo io e i k
u c io ca ca cu a e e i ec io a e o ec s ou e mo i g i a e se e
ec o ase o e i e e e oci y
o se o e e o ec i es suc as ocke s is s i wo ks si ce a ocke wou mo e so as a sim e i ec e mo io is e ec y acce a e G a i y ca e ig o e
si ce a y o o ue o g a i y may e eg igi e o s owe o ec s o a y e i y a wou a e a o icea e o ue o g a i y a a i io a s e is ee e
Acce e a io ec o s ca e a ie o e mo io ec o y a i g a
acce e a io ec o o e e oci y ec o e o e i is i u a e o e osi io o e o ec acce e a io ca e emu a e W e ea i g wi mu i e o ces suc as g a i y
7 48 and propulsion, accelerations can be summed before adding them to the vector. Often times, in order to maintain more meaningful control over the motion of the objects in the world, gravity is maintained as a separate, global variable (In games, not only is the magnitude of gravity variable, but the direction of gravity is also not a fixed constant).
This way, if gravity ever gets adjusted or turned off, it has a single point where it needs to be adjusted.
6. n n
Some types of projectiles need to be able to bounce off walls and objects that do not take damage. There are different approaches to doing this depending on the setup of the world and how accurate the game needs to be. The simplest way to create a bounce effect is applicable when the world is laid out in a grid, or all walls are axis aligned (planes fall in only two of the three possible axis). In this case, a simple reflection of one of the vector components is needed, For an example in 2D: a projectile that is moving in the positive
Y direction hits a ceiling or floor, then the Y component of the vector is negated
(multiplied by -1).
For more accurate reflections, the game engine will need to perform more calculations. The following formula describes how to calculate the resulting reflected vector from the initial (normalized) vector V of the object and the normal vector N of the intersected surface. 9
= - ( [ o ] ( 1
[ o ] is e o o uc io o e a o
e co e o ca cu a i g e e ec e ec o o ows o e a e ec o c ea e
wi e a o ma ec o
e ec ec o (Coo Coo Coo
{
Coo em ;
ec o Sca e ( ( o o uc ( em ;
ec o Su ac ( em ;
}
e Coo a a y e is a a ay o ee sig e oa i g oi um e s is ca
e ese a oi a ec o o o e ci cums a ces w e e ee oa i g oi um e s a e
a o ia e
6.2 r n
o some y es o e i ies ei g a e o ack a o ow o e e i ies is esse ia
omi g missi es a com u e co o e aye s may ee o e a e o a us ei cou se ase o e osi io a mo io o a a ge e i y is sim e o em ca
ecome e y com e e e i g o e esi e e a io
o a AI o o e acki g a aye e AI age wi ee o a e a oi e o
ei a ge e sim es mea s o o e i o e aye (o o e a ge is o ca cu a e 50
e esi e ec o o mo eme y com a i g e osi io s o e a ge a e acki g e i y is wo ks we i o e s ace u a s s o w e wa s a o e o s ac es
o e ia y ie e wee e a ge a acke e o owi g is a sim e a go i m o ge i g a e y i ec a o e a ge ega ess o e o s ac es i e wo is a go i m equi es a e as ew osi io s o e a ge e mai ai e y e a ge c ea i g a ai a ca e o owe e o ge e ai e mo e ike y e u e wi
o ose ack o e a ge e a go i m is
1 S a wi e cu e osi io o e a ge
e o m a i ec ace o see i a y o s ac es o s uc e i ec a o e a ge
3 I e a is u o s uc e e ca cu a e mo eme ec o o e a ge
I e a is o s uc e se e e mos ece osi io as e ew a ge
osi io a e o m s e agai
5 I a e ious y osi io s a e o s uc e e eak o e u sui
is me o wo ks we o i ec acki g u i e mo io o a gui e missi e is
esi e some a i io a wo k mus e o e I missi e gui a ce e e is a imi o ow
as ica y e a ec o y ca e a e e o a gi e u a e is es o is mai ai e as a a ia e o e e i y ( us a owi g eg ees o e ec i e ess o omi g
o owi g e same s e s as s ow a o e o ge e a ge oca io e missi e age e ee s o e o m a i io a com u a io e osi io s a e use o ca cu a e
e o ima ( i ec ec o o e a ge e a g e o o a io is ca cu a e a wou
ee o e a ie o e missi e s ec o o ma c e ew ec o I is a g e is g ea e than the threshold then the threshold is used instead, The vector of the projectile is then rotated by the desired angle. For very smart missiles, the game can even allow the missile to track the trail of a target. CHAPTER 7
COLLISION DETECTION
I a y ac i e game e i ies i e game wi ee o i ec y i e ac wi o e e i ies a e game wo is o em as a ious so u io s o i e e si ua io s
e e i g o e s y e o e game a ow accu a e e co isio e ec io ee s o e
7.1 Distance Collision
e mos asic me o o co isio e ec io e wee wo e i ies is ase o usi g a si e I is me o e i ies ee o a e a ce e oi a a a ius Co isio e wee
wo e i ies occu s w e e is a ce e wee e wo e i ies is ess a o equa o e sum o e a ii is is ase o e usua is a ce ca cu a io sq (( 1 — + (y1
- y = 1 + e o mu a ee s o e mo i ie o e u oses o e icie cy si ce i co ai s squa e oo s Si ce e ac ua is a ce oes o ee o e k ow We ca mo i y e o mu a o make e ca cu a io sim e y squa i g ( 1 — + (y1 — y = ( 1 + o e a i e case o a 3 wo e ese a io e com o e
( 1 - is a e o e equa io I cases w e e is muc accu acy is o ee e
u a i io a e icie cy is ee e e squa es ca e com e e y ig o e e esu is
ess accu a e u goo e oug o ma y game y es is me o is mos use u w e
ea i g wi s e ica o e y sma o ec s
52 53
7.2 Axis Aligned Bounding Boxes
o mos game u oses a a is a ig e ou i g o wo ks es A ou i g o is a c ose a o ima io o e si e a s a e o a e i y i e o m o a o is o is
e e o a e i a y way ega ess o e o a io a ac io s o e e i y is way assum io s ca e ma e a ou e o ie a io o e ou i g o es a e ma o co isio ca cu a io s ca e ma e muc sim e
e ou i g o is e ese e y a s uc u e wi ou a ues y w(wi
( eig W e ea i g wi 3 ime sio s a ( e a e a e as we
i o _Co isio (AA o box1, AA o box2)
{
if((box1.x + box1.w >= box2.x) && (box1.x <= box2.x+box2.w) && (box1.y + box1.h >= box2.y) && (box1.y <= box2.y+box2.h) && (box1.z + box1.d >= box2.z) && (box1.z <= box2.z+box2.d))
e u 1;
e u ;
e a o e u c io o y wo ks w e wo e i ies ca e e ese e y a is a ig e ou i g o es I a e i y is us e ese e y a si e- ess oi a ou i g
o ca s i e use u e w a a ues a e e a e o
I is im o a o o e a i e e i y a a s uc u e e osi io o e e i y is mai ai e se a a e y om e y a ues o e ou i g o e y a a ues o
e ou i g o e ese e o se o e o fr e e i y osi io a ue is way
u ica e i o ma io oes o ee o e mai ai e
I wou seem a e si e o a ou i g o ca e ca cu a e om e 4 ma imum si e o e e i y g a ic (3 mo e o s i e o ma y games e
e a i e si e o a e i y s ou i g o ca e e e mi e y a esig c oice I some ac io games ea i g wi a ge um e o a a ous e i ies (suc as mi es o u e s i is commo o make e aye e i y s ou i g o sma e a e aye a e e o e make e game mo e o gi i g o e aye s mis akes
. C pl x Ent t C ll n
It is o u commo o games o i co o a e com e e i ies o e i ies a a e ac ua y ma e u o mu i e e i ies A e am e o a com e e i y may e a a ge s ake e s ake ca ake o a a ie y o s a es as i coi s a e s e s a e o e s ake wi c a ge as ica y as i oes is is makes e use o is a ce co isio s o ou i g
o es e y i accu a e mos o e ime (si ce mos o e ou i g o wi e em y s ace I cases suc as is mo e com e a a geme s ca e ma e
o s ake- ike o ec s a se ies o ou i g o es o a se ies o em y e i ies ca
e use Eac segme i e is ca a e i s ow ou i g o o i s ow e i y w e e a y co isio s a ac io s a e asse o om / o a a e e i y w ic oes e i ki g
o a o e e i ies a a es co isio e e s
ese y es o com e e i ies a e e y im o a o games w e e s eci ic o y
a s ee o e i e i ie suc as s oo i g games (w e e s oo i g a eg ca isa e a
ig i g games (w e e e co isio e ec io ee s o e e y ecise I a ig i g game eac segme o a ig e s o y ( a s o ea m u e a m o y ea ig s i s a ee a ee ei ow se a a e co isio c ecks is a es cases w e e
o aye s a e a acki g us e " is " ou i g o wi co i e wi i e e 55
ou i g o es o e o o e w ic esu s i i e e e ec s suc as a ock o i
wi mo e o ess amage
Wi e use o a ma u es e mo io o e com e se ies o ou i g o es
ca e es a is e y e oses o e o es i e a ma u e A i io a y e co o
oi s ( e ea a ai s o e o es ca e use as ce e oi s o is a ce co isio
e ec io s
.4 th nd n
I a y game w e e com u e co o e e i ies ee o e e mi e ei ow ma eu e s
o i games w e e e aye wi esig a e a a ge oca io o ei u i s o mo e o i
is im o a o a e as a e ia e a i i g e e a e ma y me o s o
e e mi i g a a o a e i y o o ow om sim e c as u a go i ms a wi
esu i a ia e a u wi ou e ia i i y o mo e e ac a go i ms suc as e
commo y use A ( o ou ce ay-s a a go i m [5]
C as a u a go i ms a e e e i y mo e i e ec o owa s e goa
oca io W e a o s ac e is e cou e e e e i y wi c a ge i ec io u i i s a is o o ge o s uc e a co i ue o mo e A some oi w e e esi e i ec io
( owa s e goa is o o ge o s uc e a a is esume I e ew a oes o
esu i a o e i g owa s e goa e e e i y wi ee o ack ack u i a a o e s u
is me o wi esu i a ia e a i ma y cases u e e a e ossi e
ayou s w e e i ecomes i e icie e me o is use es w e e e a e o y a ew 56 o s ac es i a o e a ea a e o s ac es a e a co e s a e Co ca e s a es a ma e- ike ayou s wi esu i ee ess ack acki g e e i g o e es o o
ow o g a e i y wi a e se a a e o e ack acki g some com ica e ayou s may e a mos im ossi e o a e se W e is me o is use i e s o e use o y o sma sca es a o e i co u c io wi o e mo e com ica e a go i ms (suc as w e e c as -a - u me o ai s
e A me o is e asis o mos a i i g a go i ms e A wo ks es i a i e e i o me (suc as a c ess oa w e e eac i e is co ec e o o y e a ace i es (o ess w e i is o a e ge o e oa e e is a sim e e a a io o
e A me o e ai e ai y wi esc i i e a ia es i s ea o e o es
a i io a y use ( g e c
wo is s U c ecke a C ecke a e equi e
U c ecke — A is a co ai s i es a wi e c ecke o e a e is co ai s e i e ( y i s a e ( y e um e o s e s i ook o ge o is i e a
e es ima e um e o i es e o c eck e o e e goa
C ecke - e same y e o is as u c ecke e ce is o e kee s ack o w ic i es a e a ea y ee c ecke
e o owi g s e s a e e ake
1 Gi e e s a i g i e a i o e U c ecke is wi i s es ima e is a ce o goa [ = sq ( + y o e am e] Go oug e U c ecke is sea c i g o e i s i e wi e sma es es ima e is a ce o e goa 3 C eck o see i is i e is e goa i e (i so e i is I o a e c i e 57
o is i e ( a a e o a ea y ee ace i e U c ecke o C ecke is o e U c ecke is I a c i is a ea y o o e o e is s a e um e o s e s i ook o ge e e ( is i e s s e s + 1 is ess a e s e s o e c i i ques io i wi e e e-a e o e U c ecke is wi i s ew i o ma io
ace is i e i e C ecke is
5 e ea s e s oug 5 u i i is e ( a is i e is e goa i e W e i is e ui e a ase o e a e s o eac i e ackwa s om e goa i e ack o e s a i e ( e i e wi ou a a e
is me o wi i e mos e icie a o e goa om a y oca io i e e e is s a a U o u a e y is me o ca e e y s ow i a ica io A ew oi s o e icie cy ca e a e o i c ease e s ee u ey e uce e accu acy oug is ca e com e sa e o a e a e easi y is game e gi e uses e o owi g mo i ica io s o im o e e o ma ce ime e a y a e a e oge e o
e e mi e e e a i e es ima e is a ce o e goa is ayes a i isio o e a io ( a o squa e oo w ic is a cos y com u a io C i e a e e e a e ack i o e is i a as e me o is a e ou
ow e a go i m wi o uce a a i a e e y ime i o e e is s e ce a
a is o ecessa i y e mos e icie o o e come e oss o e icie cy e esu i g
a is cu ow o a se ies o way- oi s o e e i y o o ow is is accom is e
y is sim e mo i ica io o eac o e i e a c eck o see i a i e ca e ace
om is o e o e e o e ( o eac o e a e is o e wi ou e cou e i g a o s ac e I a o s ac e is e cou e e se e e ious o e as a way oi a e e e a
o es e wee em 58
This way only important nodes are kept track of and superfluous tiles are ignored,
The entity can then follow its path by walking towards each node in succession until the goal is reached.
This game engine does not use a tile map to keep track of walkable terrain. The game uses a walk mask 3D model object to define the area that can be traversed. This 3D model is composed of a linked triangle mesh that defines the terrain, The above algorithms still apply, but this time, the tiles are individual triangles in the mesh and the children are adjacent triangles (a triangle is adjacent to another triangle if two of the vertices are shared between them). This style of game is very popular in the professional games industry, Most prominent is the game Starcraft, by blizzard entertainment,[8]
7.5 Ray Tracing
The process of ray tracing is one used frequently in 3D applications, It is used for many tests such as collision detection between two objects, the establishment of boundaries and the placing of objects on the "floor" of the world. Ray Tracing can also be used for advanced lighting techniques.
Ray tracing is done by projecting a ray from a single test point and checking to see if the line created will intersect with any of the triangles in the model being tested, For some cases the exact point in space where this intersection takes place needs to be returned.
In general the functions that use ray tracing need to provide a set of information that will be tested to determine if a collision between the ray and the model has occurred. 59
e ay is mo e e wi a s a i g osi io a a i ec io e mag i u e o e
i ec io is im o a o ma y a ica io s o is es suc as w e a e i y is mo i g a ee s o s o i i i s a o ygo i e game wo e u c io s wi a so ee e
ia g e i ques io is is ge e a y gai e y usi g a se o ia g es i a 3 mo e o
oug a e si g e i a y s ace a i io a makes u e e e o e game
is o em is oke ow i o wo ge e a es s i s e ay is c ecke agai s e a e esc i e y e e ices o e ia g e i ques io ( e ay a e
u c io e ow I e ay i e sec s e a e e i e y e es ia g e e e oi o i e sec io ( e u e oug e co ac oi e is es e o see i i ies wi i e
ou a ies o e ia g e I e oi is wi i e ia g e e ayI ia g e wi
e u 1 ( ue a gi e us e oi a w ic e ay i e sec s e es ia g e e
ay a e u c io wi e u ai u e i e ay is a a e o e a e i i oi s away
om e a e o is oo s o o i e sec wi e a e (mea i g a e e i y is
ea e owa s e a e u wi o i e sec i u i g is ame
i ay ia g e(Coo s a Coo i Coo Coo Coo 3 Coo co ac •
{
Coo o ma ;
i ;
= ay a e(s a i 3 co ac o ma ;
i ( == e u ;
i ( oi ia g e( co ac 1 3 o ma == 1 e u (1 ;
e u ;
}
ay a e is e u c io a wi e e mi e i e a e is i e sec e y e 60
ay I i s ee s o ca cu a e e o ma o e a e e i e y e ee coo i a es i oU es ia g e is u c io i s ca cu a es e e i i io o e a e om e coo i a es o e ee e ices a make u e ia g e I e c ecks e ay agai s
e a e o i e sec io
i ay a e(Coo s a Coo i Coo Coo Coo 3 Coo co ac Coo o ma {
oa A C ;
oa e om;
A = ( 1 y ( - 3 + ( y ( 3 - 1 + ( 3 y ( 1 - ;
= ( 1 ( - 3 + ( ( 3 - 1 + ( 3 ( 1 - ;
C = ( 1 ( y - 3 y + ( ( 3 y - 1 y + ( 3 ( 1 y - y ;
= -(( 1 ( y 3 - 3 y + ( ( 3 y 1 - 1 y 3 + ( 3 ( 1 y - y 1 ;
e om = ((A i + ( i y + (C i ;
i ( e om == e u ;/ ca i i e y e o /
= - (((A s a + ( s a y + (C s a + / e om ; e a o e co e ca cu a es e e i i io o e a e esc i e y e ia g e
asse o e u c io I e ca cu a es e i e sec io o e ec o a e a e I
e e omi a o o e o mu a is e o (ca i i e y e o e e ay is a a e a wi e e i e sec e a e y c ecki g e esu ( i ca e e e mi e i e ay wi i e sec e a e wi i e a ge o e ec o ( e wee e o a 1 i e ay is
oi i g away om e a e ( ess a e o o i e ay wi i e sec wi e a e
eyo e a ge o e ec o
i (( ( = 1 { 61
co ac - = s a + ( i ;
o ma - = A;
o ma - y = ;
o ma - = C;
e u 1;
}
co ac - = s a + ( i ;
o ma - = A;
o ma - y = ;
o ma - = C;
e u -1; } Wi e oi o i e sec io wi e a e k ow (o ai e e esu i g oi
ee s o e es e o see i i is wi i e ou s o e ia g e o e e mi e i a oi
ies i si e a ia g e o ou si e a ay ca e cas i a y i ec io om e es oi I
e um e o ia g e e ges c osse is o e e oi ies wi i e s a e i e
um e o e ges c osse is e e (o e o e e oi is ou si e e o ec is is u ima e y ase o e o a Cu e eo em o cu es
is ca o e a ie o e ia g e as is I e wo i es ( e ay a e ge o
e ia g e we e so e o e esu may o e accu a e ue o a imi a io i e
ecisio o oa i g oi um e s A i io a y e ma o oi g is ca cu a io i
3 s ace is u ecessa y a may e o i i i e o a game
y o ec i g e ia g e s 3 coo i a es o o a a e e ma ca e sim i ie oi ia g e i s e e mi es w ic o e 3 a es ( Y o Y wou gi e e es esu y c ecki g e mag i u e o eac com o e o e a e s 62
o ma (gi e y e u c io ay a e e a ges a so u e com o e a ue is e o e use I e uses a a i a y ay (e a a ge ec o i e osi i e o y i ec io c ea e o see i i c osses e ee i es ( ow a sim e o e es ia g e ig o i g o e o e com o e s o e coo i a es (ei e e Y o com o e
i oi ia g e(Coo oi Coo 1 Coo Coo 3 Coo o ma
{
i Ma A is;
oa Ma a ;
Coo em ;
Coo i = {1 };
Ma A is = ;
Ma a = a s( o ma ;
i ( a s( o ma Ma a
{
Ma A is = ;
Ma a = a s( o ma ;
ow c eck ow ma y e ges a e i e sec e y e i ec io ec o
swi c (Ma A is
{
case
i ( ayC ossE ge Co ac ( oi i 1 1 y y U = cou ++;
i ( ayC ossE ge Co ac ( oi i 3 3 y y U = cou ++;
i ( ayC ossE ge Co ac ( oi i 1 1 y 3 3 y U = cou ++; 6
eak;
}
e u (cou % ;
}
Wi e cou ow k ow e u c io o igi a u c io ay ia g e ca gi e
a accu a e a as c eck o see i a y ay (o ec o i e sec s a y ia g es is
u c io is equi e o mos 3 game e gi es o ca cu a e co isio s
e a o e u c io ca s e u c io ayC ossE ge Co ac o e e mi e i e
es ec o i e sec s wi e d o e ia g e Si ce is u c io ig o es o e o e
ee ime sio s o e oi a ia g e is u c io is e a i e y sim e I uses e
o mu a o i es o c eck i ey i e sec I ey o e u c io e u s 1 w ic is
a e o e cou o i e sec io s i e a o e u c io
i ayC ossE ge Co ac (Coo oi Coo oa 1 oa y1 oa oa y Coo co ac
• • •
U e = ((y - y1 (e - oi - (( - (e y - oi y ;
i (U e == e u ;/ a a e ca i /
Ua = ((( - ( oi y - y1 -((y - y1 ( oi - 1 / U e ;
U = (((e - oi ( oi y - y1 -((e y - oi y ( oi - 1 / U e ;
es = oi + (Ua (e - oi ;
es y = oi y + (Ua (e y - oi y ;
es = 1 + (U ( - 1 ;
es y = y + (U (y -y1 ; I e u c io a ca e ayC ossE ge Co ac ee s e oi o co ac i o ma io es a es y wi co ai e oi s o co ac
i (co ac = U 64
co ac - = es ;
co ac - y = es y;
1
i ((Ua = (Ua = 1 (U = ( U = 1
e u 1;/ i e segme s i e sec /
e se
e u ;/ i e segme s o o i e sec /
1 CHAPTER 8
ARTIFICIAL INTELLIGENCE
e o io o A i icia I e ige ce i games is e y i e e om e aca emic u sui o e e o i g a u y i e ige age I games e goa is o simu a e e e a io o a o e aye o ge e a e a esi e e a io o a o e e i y i e game e a ica io o AI i games ca a y om e e y sim e o e e y com e o sys ems
a wi a e e AI ea om is o y
8.1 Rules Based AI
e mos asic e am e o a i icia i e ige ce i games is i us a e i e ac-Ma e am e e o igi a ac-ma game a e aye co o e ac-ma w i e e com u e co o e g os s a oame a sim e ma e o e a e age aye e g os s a ea o mo e i a com ica e a e as ey sea c o e aye s e i y e
ea i y is a eac g os o ows a e y sim e a go i m a ic a es ei e a io [ ]
O e g os wou a ways u e w e ace wi a i e sec io
O e g os wou a ways u ig w e ace wi a i e sec io
O e g os wou u e e ig e e e ig e c
O e g os wou u i a a om i ec io a eac i e sec io
ese e y sim e u es ma e e e a io o eac g os e y e ic a e u e o e a esu wi eac o ese g os s o owi g ei ow a e s c ea e e
65 66 im essio a e g os s we e ac i e y sea c i g o e aye is mos asic e am e s owcases ow a a go i m o u es ase "a i icia i e ige ce" ca e im eme e
8.2 S r pt d AI
Mo e com e AI co o e e i ies wi o ow a com ica e co e ase sc i
ese age s wi c eck a se ies o co i io s o e e mi e ei e a io e co i io s wi e e mi e e es eco cei e cou se o ac io o a gi e si ua io A e i y i a s oo i g game wi a e ese y es o co i io s o c eck agai s
• I ea is e ow a se a ue e sea c o ea
• I Ammo is e ow a se a ue e sea c o ammo
• I ei g a acke e sea c o co e
• I E emy a ge is i sig a ge e se e emy as ac i e a ge
• I Ac i e a ge is se e mo e i o a ge o a ge
• I i a ge o a ge e a ack
• E se Sea c o a a i a ge
ese u es gui e e AI age s e a io i o e o c ea e a c a e ge o e
uma aye s e u es ca e a us e o i c ease o ec ease e e ec i e ess o e
AI a e e o e e i icu y o e aye is mo e ca o e e im eme e
ase o a i i e s a e mac i e wi eac s a e o ga i i g e co i io s i o a i e e
io i y e e is e same e i y oke i o i e e s a es 6
• Sea c i g - oam ma ooki g o ea Ammo a E emies
o I e emy is ou se ac i e a ge a c a ge s a e o E gage
o I ea is e uce o e e e ow se es o e se s a e o a ge
• E gage - Mo e i o a ge o e emy A ack e emy i co e o I e emy is e ea e c a ge s a e o Sea c i g
o I ea is owe e e ow a se e e se s a e o a ge • a ge - u om e emies Sea c o ea
o I ea is ou a e emy is s i ac i e e se s a e o E gage o I ea is ou a e emy a ge is os e se s a e o Sea c i g
8. Ad pt v AI
o games wi a e y ee a com e e e ie ce e e ious e am es may o e e oug o o i e a equa e c a e ge o uma aye s aye s a e e y goo a
ea i g e a e s a e AI wi a i o w e a e i g o u es owe e seemi g y com e o e aye o e co i uous y c a e ge y e com u e co o e e i ies
e i e ige age s ee o e a e o a a a a ici a e e ac io s o e aye
is s y e o A i icia I e ige ce is o e em oye i ig i g games ese games commo y ace wo com a a s agai s eac o e o aye s wi a e a wi e
a ie y o mo es a wi i e e os a co s Mos o e mo es i a ig i g game ca e oi e ow o a e y com e a a a io o ock/ a e /Scisso s ock ea s scisso s a e ea s ock scisso s ea s a e o a y gi e si ua io i is k ow w ic o e ee is e es ecisio is is w e e e e ic io s a e ee e
e a a i e AI wi ee o ack e is o y o e ious aye ecisio s is
is o y is c ecke agai s o ossi e a e s I ac ice mos eo e wi e o a 68 i o easi y e ic a e a e s e e e aye s wi make ose a e s a e o
e e mi e a mo e com e e e e AI s wi kee ack o a ge is o ies a e ami e a ge c u ks o e is o y o a e c ecki g is o em is e ac y e same y e o o em i a c e ic io o ocesso s e ce is o e is mo e com e CHAPTER 9
CLOSING
e emes a o ics iscusse i is a e eac a e a c ucia o e o ay i a game e gi e Eac wi wo k oge e o o i e e asic s uc u e a o e ca use o c ea e a
u y u c io a e ec o ic game S u e s wi e a e o ake w a is e e o e om
is a e a com i e i wi i i i ua esig -s eci ic u c io a i y a asse s o c ea e a co esi e we i eg a e game
I is c ea a e i o me s a e a c ucia com o e o a game e gi e ue o e
ac e e y i g e se i e game ee s o i e ac wi e e i o me I o e o ui a asic e i o me o e ee s o a y e u ame a co ce s iscusse i sec io 3
e e i o me s emse es wa a u e s u y ue o ei com e i y u wi ou
is asic u e s a i g a s u e wou e os
Wi e u e s a i g o ow a e i y sys em is esig e a e e o e a
e e o e wi e a e o c ea e e s eci ic o m a u c io a i y o a e i y a wi
e use o make e co e a e is s i e i a o uc A e i y wi use e e gi e
esou ces suc as 3 mo e s a a i icia i e ige ce o gi e i e o e c a ac e s i a game A u e s u y o e i ies wou go i o ig e e e co ce s a s eci ic a go i ms a wi ai o e i y e a io suc as g ou e a io e ou a io gi e i is a e wi make suc s u y mo e ui u
e a ea o a i icia i e ige ce o games is a massi e ie e o ics co e e
69 7 i C a e co e e co ce s ee e o asic game u c io a i y is is a so u e y esse ia o a y e o s i game e e o me u e s u y wi ui o o - aye c a ac e e i y e a io suc as ea i g a emu a i g emo io AI s e asi e ess is as e e si e as e e i o me i i s e e a a ie y o i e ac io wi i e game e gi e I ee mo e a e e i o me AI as a g ea e e ec o e game ay e e ie ce a a ea u imi e e e o a ia i i y wi i e a ea o og ammi g is
ig e e o a ia i i y is w a wa a s a mo e i - e ea me o AI i u u e wo k
om is wo k a a ge o y o esou ces o assis i g wi e e e ua s ecia i a io a comes om game e e o me s ou e e e o e Cu e y I o e s ee se a a e acks wi i game e e o me i c u i g game og ammi g 3 mo e i g e i o me esig a e e o me Eac o ese wi e e i om u e
esou ces o eac s ecia y A E I A
SAM E S I E ESOU CE MA AGE
e ow is s sam e o a u s i e ma ageme sys em is sys em is o y e e e o
e S (www,libsdl.org) me ia i a y A a a s uc u es a u c io s e i e wi "S _"o "IMG-" e o g o eS i a y
is sys em ma ages a a ge a ay o o e ia s i es e sys em o i es e
a i i y o oa s i es es oy s i es a a e o o ge ee e a e e s i es o
i e e i eo su aces O io a u c io s o i e a ow e s i e o oa e wi
co o co ec io ( oa Swa e S i e a aw em i i e e s y es ( ack W i e
a i e
y e e s uc S i e_
{
S Su ace image;
c a i e ame[ ];
i w ; / Wi a eig o e i i i ua ames o e w o e
image /
i ames e i e;
i um ames;
i co o 1 co o co o 3;
i use ;
}S i e;
e i e Ma S i es 511
S i e S i e is [Ma S i es];
i umS i es;
71 7
/
I i S i e is is ca e w e e og am is i s s a e
I us se s e e y i g o e o a se s a oi e s o U
I s ou e e e ca e agai /
oi I i S i e is (
i ;
umS i es = ;
memse (S i e is si eo (S i e Ma S i es ;
o ( = ; Ma S i es; ++ S i e is [ ] image = U ;
}
/ C ea e a s i e om a i e e mos commo use o i /
S i e oa S i e(c a i e ame i si e i si ey
{
e u oa Swa e S i e( i e ame si e si ey -1 -1 -1 ;
}
S i e oa Swa e S i e(c a i e ame i si e i si ey i c i c i c3
{
i i;
S Su ace em ;
/ i s sea c o see i e eques e s i e image is a ea y oa e /
o (i = ; i umS i es; i++
{
i ((s cm ( i e ame S i e is [i] i e ame == (S i e is [i] use
= 1 (c1 == S i e is [i] co o (c == S i e is [i] co o (c3 ==
S i e is [i] co o 3 73
{
S i e is [i] use ++;
e u S i e is [i];
}
/ makesu e we a e e oom o a ew s i e /
i ( umS i es + 1 = Ma S i es
{
i (s e "Ma imum S i es eac e " ;
e i (1 ;
}
/ i i s o a ea y i memo y e oa i /
umS i es++;
o (i = ;i = umS i es;i++
{
i ( S i e is [i] use eak;
1
em = IMG_ oa ( i e ame ;
i ( em == U
{
i (s e " AI E O OA A I A S I E %s " i e ame ;
e u U ;
}
S _Se Co o Key( em S _S CCO O KEY S Ma G ( em - o ma ;
S i e is [i] image = S _ is ay o ma A a( em ;
S _ eeSu ace( em ;
/ se s a a s a e co o o i i g /
// S _Se Co o Key(S i e is [i] image S S CCO O KEY
S Ma G (S i e is [i] image- o ma ;
Swa S i e(S i e is [i] image c1 c c3 ;
/ e co y e gi e i o ma io o e s i e /
s c y(S i e is [i] i e ame i e ame ; 4
/ ow s i es o a e o e 1 ames e i e u mos wi e /
S i e is [i] ames e i e = 1 ;
i ((si e (si ey / as o g as ei e a y a e e o /
{
S i e is [i] um ames = (S i e is [i] image- w / si e
(S i e is [i] image- / si ey ;
}
e se S i e is [i] um ames = -1;
S i e is [i] w = si e ;
S i e is [i] = si ey;
S i e is [i] co o 1 = c1;
S i e is [i] co o = c ;
S i e is [i] co o 3 = c3;
S i e is [i] use ++;
e u S i e is [i];
}
/
W e we a e o e wi a s i e e s gi e e esou ces ack o e sys em
so we ca ge em agai a e /
oi eeS i e(S i e s i e
{
/ i s e s c eck o i e s i e is s i ei g use /
s i e- use --;
i (s i e- use =
{
umS i es--;
s c y(s i e- i e ame " " ;
/ us o e a a e e i e c eck o see i e image is a ea y ee / 75
i (s i e- image = U S eeSu ace(s i e- image ;
s i e- image = U ;
}
/ a e e s make su e we o ea e a y o e ia seg au s
yi g a ou /
}
oi C oseS i es(
{
i i;
o (i = ;i Ma S i es;i++
{
/ i s ou ma e i e s i e is a ea y ee
eeS i e c ecks o a /
eeS i e( S i e is [i] ;
}
oi awG eyS i e(S i e s i e S Su ace su ace i s i sy i
ame
{
i i ;
i o o y;
Ui g ;
Ui 3 i e ;
Ui 3 Key = s i e- image- o ma - co o key;
o = ame%s i e- ames e i e s i e- w;
o y = ame/s i e- ames e i e s i e- ;
i ( S _ ockSu ace(s i e- image
{
i (s e "Ca ock sc ee %s " S _Ge E o ( ;
e i (1 ; 6
}
o ( = ; s i e- ; ++
{
o (i = ;i s i e- w;i++
{
i e = ge i e (s i e- image i + o + o y ;
i (Key = i e
{
S _Ge G ( i e s i e- image- o ma g ;
= ( + g + /3;
u i e (su ace s + i sy + S _Ma G (s i e- image- o ma
;
}
}
}
S U ockSu ace(s i e- image ;
}
oi awS i e i e (S i e s i e S _Su ace su ace i s i sy i
i y i ame
{
S _Su ace em = U ;
S _Su ace em = U ;
i i ;
i y;
i o o y;
S - ec ec ;
Ui 3 i e ;
Ui 3 Key = s i e- image- o ma - co o key;
i ((s i e == U (su ace == U e u ;
i ( ame s i e- um ames e u ; / e s o aw as ou s i e /
o = ame%s i e- ames e i e s i e- w;
o y = ame/s i e- ames e i e s i e- ;
em = S _C ea e G Su ace(S _ SU ACE s i e- w s i e-
S_ a a e mask gmask mask amask ;
em = S _ is ay o ma ( em ;
S _ eeSu ace( em ;
ec = s ;
ec y = sy;
ec = s i e- ;
ec w = s i e- w;
i ( em == U
{
i (s e "Ca make em su ace %s " S _Ge E o ( ;
e u ;
}
a kSc ee ( em Key ;
i ( S ockSu ace(s i e- image
{
i (s e "Ca ock s i e %s " S Ge E o ( ;
e u ;
1
i ( S _ ockSu ace( em
{
i (s e "Ca ock em su ace %s " S Ge E o ( ;
e u ;
}
o ( = ; s i e- ; ++
{
o (i = ;i s i e- w;i++
{
i e = ge i e (s i e- image i + o + o y ;
i (Key = i e 7
{
i ( = (s i e- w - i - 1;
e se = i;
i ( y y = (s i e- - - 1;
e se y = ;
u i e ( em y i e ;
}
}
}
S _U ockSu ace(s i e- image ;
S _U ockSu ace( em ;
em = S _ is ay o ma ( em ;
i ( em = U
{
S _Se Co o Key( em S _S CCO O KEY S Ma G ( em - o ma
;
S _ i Su ace( em U su ace ec ;
}
S _ eeSu ace( em ;
S eeSu ace( em ;
}
oi awS i e(S i e s i e S _Su ace su ace i s i sy i ame
{
S _ ec s c es ;
i ((s i e == U (su ace == U e u ;
i ((s i e- um ames = -1 ( ame s i e- um ames e u ; / e s
o aw as ou s i e /
s c = ( ame%s i e- ames e i e s i e- w;
s c y = ( ame/s i e- ames e i e s i e- ;
s c w = s i e- w;
s c = s i e- ;
es = s ;
es y = sy;
es w = s i e- w;
es = s i e- ;
S _ i Su ace(s i e- image s c su ace es ;
} A E I
SAM E A IC E SYS EM
is sec io o i es a u y u c io a sam e a ic e sys em is sys em is e e e o e S i a y e s i e sys em (see a e i A a e e i y sys em esc i e i
e esis o e a o y e sis e a ic e e ec s equi e e use o e e i y sys em
a ic e e ec s a a e ge e a e a a si g e i s a ce o o ee e sis e u a i g a ca e a e y e a ic e mai e a ce u c io awA a ic es w ic a es
o awi g a u a i g a a ic es
y e e s uc a ic e
{
oa s sy s ; / coo i a es o w e e e a ic e is
ge i g e e e /
oa y ; / ec o o a ic e /
oa a ay a ; / ow is e a ic e acce e a i g /
Ui 3 Co o ; / w a co o e I? /
Ui 1 ags; / so a e o y ag se is wi e ec e o
o /
Si 1 G ; / Co o i ec io /
i i es a ; / ow ma y u a es e o e ea /
/ Some s i es may o e oi s u s i es /
i ame oo ; / e ame i is o a w e o oo i /
i e ay e ay a e; / ow muc ime o ause e wee u a i g e
ame /
S i e s i e;
1
i y; / i we i e s i e a aw /
i use ;
} a ic e;
a ic e a ic e is [MA A ]; i um a ic es;
oa O Se ( oa ie / is wi gi e a a om oa e wee ie a
- ie /
{
e u ((( a ( % ((i ( ie + 1 1 - ie;
}
oi ese A a ic es(
{
memse ( a ic e is si eo ( a ic e MA A ;
um a ic es = ;
}
a ic e S aw a ic e( / gi e a oi e o ew y c ea e a ic es /
{
i i;
i ( um a ic es = MA A e u U ; / a ou o em a
a ic es /
o (i = ;i MA A ;i++
{
i ( a ic e is [i] use == / e s i e i s a ai a e s o /
{
a ic e is [i] use = 1;
um a ic es++;
e u a ic e is [i];
}
}
e u U ;/ ca c a /
1
oi awA a ic es( / aw a u a e a o e a ic es a a e ac i e o e aw u e /
{
i i o e ki e ;
Ui g ;
ki e = ;
o e = ;
o (i = ;i MA A ;i++
{
i ( o e = um a ic es eak;
i ( a ic e is [i] use == 1
{
o e++;
i ( a ic e is [i] ags S I E
{
i ( a ic e is [i] s i e = U
{
i (( a ic e is [i] == ( a ic e is [i] y ==
{ / aws i e is as e a aws i e i e so o use i u ess we ee o /
awS i e( a ic e is [i] s i e sc ee (i a ic e is [i] s -
Came a - ( a ic e is [i] s i e- w 5 a ic e is [i] sy - Came a y -
( a ic e is [i] s i e- 5 a ic e is [i] ame ;
}
e se
{
awS i e i e ( a ic e is [i] s i e sc ee
(i a ic e is [i] s - Came a - ( a ic e is [i] s i e- w 5 8
a ic e is [i] sy Came a y ( a ic e is [i] s i e-
5 a ic e is [i] a ic e is [i] y a ic e is [i] ame ;
}
}
a ic e is [i] e ay--;
i ( a ic e is [i] e ay =
{
a ic e is [i] ame = ( a ic e is [i] ame +
1 % a ic e is [i] oo ;
a ic e is [i] e ay = a ic e is [i] e ay a e;
}
}
e se u i e (sc ee (i ( a ic e is [i] s - Came a (i
( a ic e is [i] sy - Came a y a ic e is [i] Co o ;
a ic e is [i] i es a --;
i (( a ic e is [i] i es a ( a ic e is [i] s / i we a e e i e o a e ou o sig /
{
ki e ++;
a ic e is [i] use = ;
}
e se
{
i ( a ic e is [i] ags _WI E
{
/ a ic e is [i] s += GameMa w ;
a ic e is [i] sy += GameMa wy; /
1
a ic e is [i] s += a ic e is [i] ; / a y e oci y o a
osi io s /
a ic e is [i] sy += a ic e is [i] y;
a ic e is [i] s += a ic e is [i] ; 84
a ic e is [i] += a ic e is [i] a ; / a y acce e a io o a e oci ies /
a ic e is [i] y += a ic e is [i] ay;
a ic e is [i] += a ic e is [i] a ;
i (( a ic e is [i] ags _S I E == / as o g as we a e o a s i e a us e co o /
{
S Ge G ( a ic e is [i] Co o sc ee - o ma g ;
i ( + a ic e is [i] 55 = 55;
e se i ( + a ic e is [i] = ;
e se += a ic e is [i] ;
i (g + a ic e is [i] G 55 g = 55;
e se i (g + a ic e is [i] G g = ;
e se g += a ic e is [i] G;
i ( + a ic e is [i] 55 = 55;
e se i ( + a ic e is [i] = ;
e se += a ic e is [i] ;
a ic e is [i] Co o = S Ma G (sc ee - o ma (Ui (Ui g
(Ui ;
}
}
}
um a ic es -= ki e ;
}
E i y S aw a ic eE (Ui 3 Co o i m i my Ui ime
{
i i;
E i y a E ;
a E = ewE i y( ;
i ( a E == U 8
i (s ou "U a e o a oca e oom o a a ic e ge e a o " ;
e u U ;
}
o (i = ;i SOU S E E ;i++ a E - sou [i] = U ;
a E - ow e = U ;
a E - a ge = U ;
a E - i k = U ;
a E - u a e = U ;
s c y( a E - E ame " a ic e" ; / e ame o e u i o ui i g /
a E - s i e = U ;
a E - e i k = ;
a E - i k a e = ; / use o i c eme i g a o e /
a E - e U a e = ; / use o ow o e e e i y is u a e u a i g is me e y a ima io s /
a E - U a e a e = ; / use o i c eme i g a o e /
a E - s ow = 1; / i 1 e i wi e e e e w e i is o sc ee /
a E - ame = ; / is wi e a om a e o /
a E - s = m ;
a E - s y = my;
a E - ea = ime;
a E - ea ma = ime;/ esou ces use i o ow muc o a esou ce i
as e /
a E - Co o = Co o ;
e u a E ;
}
/ S eci ic i s a ces o a ic es ie e ow /
oi ou ai U a e(E i y se
{ 86 i i;
Ui g ;
oa k;
a ic e ew a ic e = U ; i (se - ea ==
{
eeE i y(se ;
e u ;
} i (se - ea se - ea --;
o (i = ;i ;i++
{
ew a ic e = S aw a ic e( ;
i ( ew a ic e = U / e s a ways make su e we a e a a ic e /
{
S Ge G (se - Co o sc ee - o ma & , ;
k = O Se ( 5 ;
k += 1;
= (Ui (k ;/ s i e co o s s ig y /
g = (Ui (k g ;
= (Ui (k ;
ew a ic e- Co o = S _Ma G (sc ee - o ma g ;
ew a ic e- s = se - s + O Se ( ;
ew a ic e- sy = se - s y + O Se ( ;
ew a ic e- s = ;
ew a ic e- = O Se ( 5 ;
ew a ic e- y = O Se ( 5 ;
ew a ic e- = 1 + O Se ( 5 ;
ew a ic e- a = ;
ew a ic e- ay = ;
ew a ic e- = ;
ew a ic e- G = ; 8
ew a ic e- = ;
ew a ic e- a = -1 5;
ew a ic e- i es a = ;
ew a ic e- ags = O E;
}
}
}
oi S aw ou ai (Ui 3 Co o i m i my Ui ime
{
E i y ou ;
ou = S aw a ic eE (Co o m my ime ;
i ( ou == U e u ;
ou - u a e = ou ai U a e;
ou - e U a e = 5;
ou - U a e a e = 1 ;
}
oi S aw s a S ay(Ui 3 Co o i m i my oa oa y Ui
ime i o ume
{
i i k;
Ui g ;
a ic e ew a ic e;
o (i = ;i o ume;i++
{
ew a ic e = S aw a ic e( ;
i ( ew a ic e = U / e s a ways make su e we a e a a ic e /
{
S _Ge G (Co o sc ee - o ma g ;
k = O Se ( 5 ;
k += 1; 88
= (Ui (k ;/ s i e co o s s ig y /
g = (Ui (k g ;
= (Ui (k ;
ew a ic e- Co o = S _Ma G (sc ee - o ma g ;
ew a ic e- s = m ;
ew a ic e- sy = my;
ew a ic e- s = ;
ew a ic e- = + O Se ( ;
ew a ic e- y = y + O Se ( ;
ew a ic e- = ;
ew a ic e- a = ;
ew a ic e- ay = ;
ew a ic e- = ;
ew a ic e- G = ;
ew a ic e- = ;
ew a ic e- ay = 1 5;
ew a ic e- i es a = ime;
ew a ic e- ags = _ O E;
}
}
}
oi i U a e(E i y se
{
i i;
Ui g ;
oa k;
a ic e ew a ic e = U ;
i (se - ea ==
{
eeE i y(se ; 8
e u ;
}
i (se - ea se - ea --;
o (i = ;i ;i++
{
ew a ic e = S aw a ic e( ;
i ( ew a ic e 1= U / e s a ways make su e we a e a a ic e /
{
S Ge G (se - Co o sc ee - o ma g ;
k = O Se ( 5 ;
k += 1 ;
= (Ui (k ;/ s i e co o s s ig y /
g = (Ui (k g ;
= (Ui (k ;
ew a ic e- Co o = S Ma G (sc ee - o ma g ;
ew a ic e- s = se - s + O Se ( ;
ew a ic e- sy = se - s y + O Se ( ;
ew a ic e- s = se - ea ma ;
ew a ic e- = O Se ( 1 ;
ew a ic e- y = O Se ( 1 ;
ew a ic e- = 1 5;
ew a ic e- a = ;
ew a ic e- ay = ;
ew a ic e- = ;
ew a ic e- G = ;
ew a ic e- = ;
ew a ic e- a = - 5;
ew a ic e- i es a = ;
ew a ic e- ags = O E;
1
}
} 0
oi S aw i (Ui 3 Co o i s i sy i s Ui ime
{
E i y i ;
i = S aw a ic eE (Co o s sy ime ;
i ( i == U e u ;
i - ea ma = s ;
i - u a e = i U a e;
i - e U a e = 5;
i - U a e a e = ;
}
oi i eU a e(E i y se
{
i i;
Ui g ;
oa k;
a ic e ew a ic e = U ;
i (se - ea ==
{
eeE i y(se ;
e u ;
}
i (se - ea se - ea --;
o (i = ;i 15 ;i++
{
ew a ic e = S aw a ic e( ;
i ( ew a ic e = U / e s a ways make su e we a e a a ic e /
{
S Ge G (se - Co o sc ee - o ma g ;
k = O Se ( 5 ;
k += 1; 91
= (Ui (k ;/ s i e co o s s ig y /
g = (Ui (k g ;
= (Ui (k ;
ew a ic e- Co o = S _Ma G (sc ee - o ma g ;
ew a ic e- s = se - s + O Se (3 ;
ew a ic e- sy = se - s y + O Se ( ;
ew a ic e- s = ;
ew a ic e- = O Se ( ;
ew a ic e- y = -1 + O Se ( ;
ew a ic e- = 1 + O Se ( 5 ;
ew a ic e- a = ;
ew a ic e- a = 1;
ew a ic e- = - ;
ew a ic e- G = - ;
ew a ic e- = - ;
ew a ic e- i es a = 1 + O Se ( ;
ew a ic e- ags = _WI E ;
}
}
}
oi S aw i e(Ui 3 Co o i m i my Ui ime
{
E i y ou ;
ou = S aw a ic eE (Co o m my ime ;
i ( ou == U e u ;
ou - u a e = i eU a e;
ou - e U a e = ;
ou - U a e a e = 3 ;
i eU a e( ou ;
1 92
oi ai S o U a e(E i y se
{
i i;
Ui g ;
oa k;
a ic e ew a ic e = U ;
i (se - ea ==
{
eeE i y(se ;
e u ;
}
i (se - ea se - ea --;
o (i = ;i 1 ;i++
{
ew a ic e = S aw a ic e( ;
i ( ew a ic e = U / e s a ways make su e we a e a a ic e /
{
S Ge G (se - Co o sc ee - o ma g ;
k = O Se ( 5 ;
k += 1;
= (Ui (k ;/ s i e co o s s ig y /
g = (Ui (k g ;
= (Ui (k ;
ew a ic e- Co o = S Ma G (sc ee - o ma g ;
ew a ic e- s = se - s + O Se (1 ;
ew a ic e- sy = se - s y + O Se (1 ;
ew a ic e- s = ;
ew a ic e- = O Se ( 1 ;
ew a ic e- y = O Se ( 1 ;
ew a ic e- = -5 + O Se ( 5 ;
ew a ic e- a = - 1;
ew a ic e- = -1;
ew a ic e- G = -1;
ew a ic e- = -1;
ew a ic e- i es a = 1 + O Se ( ;
ew a ic e- ags = _WI E ;
}
}
}
oi S aw ai S o (Ui 3 Co o i m i my Ui ime
{
E i y ou ;
ou = S aw a ic eE (Co o m my ime ;
i ( ou == U e u ;
ou - u a e = ai S o U a e;
ou - e U a e = 5;
ou - U a e a e = 1 ;
}
oi I s ai i g(Ui 3 Co o Ui ime i o ume oa ece
{
i i k;
Ui g ;
a ic e ew a ic e;
o (i = ;i o ume;i++
{
ew a ic e = S aw a ic e( ;
i ( ew a ic e = U / e s a ways make su e we a e a a ic e /
{
S Ge G (Co o sc ee - o ma g ;
k = O Se ( 5 ;
k += 1;
= (Ui (k ;/ s i e co o s s ig y / 94
g = (Ui (k g ;
= (Ui (k ;
ew a ic e- Co o = S Ma G (sc ee - o ma g ;
ew a ic e- s = Came a + (Came a w/ +O Se (Came a w ;
ew a ic e- sy = Came a y + (Came a / +O Se (Came a ;
ew a ic e- s = ;
ew a ic e- = O Se ( 1 ;
ew a ic e- y = O Se ( 1 ;
ew a ic e- = -1;
ew a ic e- = -1;
ew a ic e- G = -1;
ew a ic e- = -1;
ew a ic e- a = ece ;
ew a ic e- i es a = ime;
ew a ic e- ags = WI E ;
}
}
} REFERENCES
1 a ma ia a ie Sa c e -C es o Co e ec iques a A go i ms i Game og ammi g ew i e s Games 3
Mo is a i a o i gs A ew Game A c i ec u e a esig ew i e s Games 3 3 S ei e a e Woo Maso ei e ackie a is om O e G og ammi g Gui e i E i io A iso -Wes ey U e Sa e i e
e au a Ma k Game og ammi g Gems C a es i e Me ia
5 a e Sea "O imi i g a i i g" Game e e o e CM Me ia C a ua y - Ma c 5
e s A ew Ege C is o e ie e Ke i " Games i s e agogy Usi g Games a i ua Wo s o E a ce e agogy" ou a o Game e e o me C a es i e Me ia
7 I So wa e Quake Ac i isio u is i g I c Sa a Mo ica CA 1997
i a E e ai me S a c a Ac i isio u is i g I c Sa a Mo ica CA 199
95