Многослойные блоки

Теперь, когда вы познакомились с основами, пришло время спуститься ниже и погрузиться в детали реализации блочной графики для вашей игры. Первой темой, которую мы затронем, будут многослойные блоки. Эта техника важна для отображения блоков, поскольку без нее ваша библиотека блочной графики будет очень громоздкой.

Многослойные блоки используются для добавления деталей и глубины составленной из блоков карте.

Добавление деталей к блокам

Первая и главная причина использования многослойных блоков заключается в необходимости добавления деталей вашей карте. Это выполняется путем простого рисования нескольких слоев блока поверх друг друга. Звучит достаточно просто, и действительно так же просто выполняется. Самое сложное — вычислить в каком слое какой блок рисовать. Взгляните на три состоящих из блоков карты, которые приведены на рис. 5.14.

Рис. 5.14. Три блочных карты с различным уровнем детализации

Если смотреть на рис. 5.14 слева направо, количество деталей на блочных картах постепенно увеличивается. Первая карта состоит из блоков только одного типа — с изображением травы. Это не слишком захватывающий ландшафт, поскольку смотреть практически не на что.

На второй карте добавлены камни. Это уже двухслойная карта. Первый слой содержит фоновые блоки с изображением травы, а во второй слой включены блоки с дополнительными деталями (камнями).

На третей карте помимо камней добавлены еще и деревья. Первый слой содержит обычные фоновые блоки, во второй слой включены блоки с дополнительными деталями фоновых блоков, а новый, третий, слой содержит блоки с изображениями деревьев.

Возможно, вы задаетесь вопросом, почему все эти блоки не помещены в один и тот же слой. Дело в том, что при использовании только одного слоя количество блоков увеличивается, и в результате у вас окажется больше блоков, чем действительно необходимо. Взгляните на блочные карты, изображенные на рис. 5.14. Если бы на средней карте использовался только один слой блоков, блок с изображением камней мог бы выглядеть так, как изображено на рис. 5.15.

Рис. 5.15. Блок с изображением травы с камнями на ней

Блок на рис. 5.15 содержит и текстуру травы и текстуру камней. Это прекрасно и хорошо работает, но что случится, когда для разнообразия вы решите добавить другие фоновые блоки, например с изображением песка? В результате вам потребуется создавать новый блок и изображением камней на песке. Теперь у вас есть четыре блока: песок, трава, камни на песке и камни на траве.

Рис. 5.16 показывает, как использование слоев решает проблему и приводит к менее интенсивному расходованию ресурсов.

Рис. 5.16. Три блока: трава, песок и камни

С блоком с изображением камней, изображенным на рис. 5.16, связан альфа-канал, чтобы его изображение смешивалось с базовой текстурой. Это позволяет добавлять блок с изображением камней отдельным слоем поверх травы или песка, вместо того чтобы хранить отдельный блок с изображением камней для каждого базового блока. Я знаю, что в моем примере мы сэкономили только одни блок, но в законченной игре будут сотни, или даже тысячи блоков, и возможности для расточительства поистине безграничны, особенно если вы неблагоразумно используете блоки.

Переходные блоки

Помимо замечательного мира камней и песка, на блочной карте есть и другие важные блоки. Первыми приходят на ум граничные блоки, так же называемые переходными блоками. Они используются для перехода от блоков с одной текстурой к блокам к другой. Помните, как в предыдущем разделе я использовал в качестве фоновых текстур блоков изображения травы и песка? Если мы возьмем эти два блока и сделаем из них небольшую карту, то в результате у нас получится что-то вроде рис. 5.17.

Рис. 5.17. Блочная карта из травы и песка

Первое, что бросается в глаза, — ужасный вид этой карты! Блоки с изображением песка и травы выделяются как 100-летний финалист на QuakeCon. Причина заключается в том, что нет никаких блоков, изображающих плавный переход от травы к песку. Переходные блоки — прошу на сцену.

Добавив к карте, изображенной на рис. 5.17 несколько блоков с дополнительными деталями, вы получите гораздо лучший результат смешивания текстур, изображенный на рис. 5.18.

Рис. 5.18. Блочная карта с плавными переходами от травы к песку

Я знаю, что изображение на рис. 5.18 не объясняет использование переходных блоков, но разве оно не выглядит лучше, чем рис. 5.17? Не поддавайтесь раздражжению, ведь для того, чтобы совершить этот подвиг потребовалось лишь несколько дополнительных блоков.

Сперва нам потребуются блоки для переходов от травы к песку в направлении с севера на юг. Они обеспечивают приятно выглядящие переходы горизонтальных линий блоков, что иллюстрирует рис. 5.19.

Рис. 5.19. Блоки для переходов в направлении с юга на север

В левой части рис. 5.19 изображен блок в верхней части которого (на севере) изображена трава, а в нижней части (на юге) расположена прозрачная область. Накладывая изображение травы на тестуру с изображением песка, получаем замечательный результат. Этот же подход остается правильным и для блока в правой части рисунка. Просто в этом случае изображение травы расположено внизу (на юге), а прозрачная область — сверху (на севере). Рассмотренные блоки охватывают первые два сценария перехода.

Теперь у нас есть блоки, обеспечивающие плавную смену текстуры в направлении с севера на юг. Следующий шаг — обеспечить аналогичную смену текстур в направлении с востока на запад. Это делают блоки, изображенные на рис. 5.20.

Рис. 5.20. Блоки для переходов в направлении с востока на запад

На блоке, изображенном в левой части рисунка, трава расположена слева (на западе), а прозрачная часть — справа (на востоке). Затем изображение накладывается на текстуру с изображением песка. Как обычно, это замечательно работает и для блоков, на которых трава располагается с правой стороны. Здесь мы не узнали ничего нового, только рассмотрели следующие два сценария перехода.

Возможно, вы думаете, что на этом работа закончена. А как насчет углов? Правильно, вам еще необходимы угловые блоки для соединения блоков с переходом изображения с севера на юг и блоков с переходом изображения с востока на запад. Обратите внимание на четыре угла, изображенных на рис. 5.21.

Рис. 5.21. Переходные блоки для углов

Блоки, изображенные на рис. 5.21 используются для объединения ранее созданных переходных блоков. Эта необходимая группа блоков позволяет вам создавать на карте произвольные области с текстурой, отличающейся от базовой, а не ограничиваться только горизонтальными или вертикальными рядами текстур, пересекающими всю карту. Карта на рис. 5.21 хорошо иллюстрирует вышесказанное, показывая как угловые блоки могут применяться для формирования на карте округлой области. Вы можете использовать и другие переходные блоки, чтобы формировать области большего размера, как показано на рис. 5.22.

Рис. 5.22. Совместное использование угловых блоков с другими переходными блоками

Видите как угловые блоки работают вместе с другими переходными блоками при создании приятно выглядящих больших квадратных и прямоугольных областей на карте? Угловые блоки обеспечивают хорошо выглядящие скругленные углы. Теперь подумайте, что случится если область которую вы сформируете не будет квадратной или прямоугольной? Если вы предположили, что карте не хватает некоторых ключевых блоков — получите 100 очков. (Я не знаю что это за 100 очков, но полагаю, что это счет игры!) Рис. 5.23 иллюстрирует недостатки созданных к данному моменту блоков.

Рис. 5.23. Ошибки, возникающие при использовании четырех угловых блоков

Обратите внимание, на неестественные бреши области ландшафта, изображенной на рис. 5.23 в том месте, где блоки поворачивают на 90 градусов. Это вызвано тем, что у нас отсутствуют перевернутые угловые блоки. Решение проблемы достаточно простое, поскольку кроме перевернутых угловых блоков нам ничего не потребуется. Применение перевернутых угловых блоков показано на рис. 5.24.

Рис. 5.24. Перевернутые угловые блоки в действии

Блоки на рис. 5.24 позволяют корректно реализовать практически любую возмжную комбинацию переходов между блоками с изображением травы и блоками с изображением песка. У вас есть горизонтальные переходные блоки, вертикальные переходные блоки, угловые блоки и перевернутые угловые блоки. Как видите, перевернутые угловые блоки замечательно дополняют остальные блоки карты.

Блоки с изображениями дорог

С технической точки зрения блоки с изображениями дорог ничем не отличаются от блоков с деталями ландшафта и переходных блоков. Но при создании блоков для изображения дорог могут возникнуть проблемы не заметные с первого взгляда. Чтобы уберечь вас от тех ошибок, которые я совершил в прошлом, я кратко рассмотрю создание блоков для изображения дорог.

Предположим, игрок занят расширением своей империи в вашей игре, и он хочет построить новую дорогу. Что произойдет, если он разместит блок с изображением дороги рядом с еще одним (или не одним) таким же? Будете ли вы проверять все присутствующие на карте блоки с изображением дорог, чтобы посмотреть как они изменены? Будете ли вы проверять блоки, размещенные вокруг нового добавляемого блока, чтобы посмотреть не требуют ли они изменения? Решения, решения! Чтобы лучше проиллюстрировать рассматриваемую концепцию, я привожу рис. 5.25.

Рис. 5.25. Новый блок с изображением дороги помешается рядом с существующими дорогами

Итак, взглянем на рис. 5.25. На только что созданный блок с изображением дороги указывает большая стрелка. Представленная здесь проблема заключается в необходимости вычислить, каким образом должно быть повернуто изображение дороги на вновь добавляемом блоке. Мозг сообщает вам: «Элементарно — это должен быть угловой блок». (С робкой надеждой мозг спрашивает, не ошиблись ли вы в выборе профессии.) Независимо от способа, по ряду причин вы твердо уверены, что здесь необходим угловой блок.

Теперь давайте подумаем о процессе принятия решения. Первое, что вы скорее всего сделаете, — внимательно рассмотрите каждый блок, находящийся рядом с новым. Исследуя по одному соседние блоки вы получаете представление для чего необходим новый блок. Этот процесс показан на рис. 5.26.

Рис. 5.26. Исследуем блоки, расположенные вокруг нового

На рис. 5.26 вы видите, что я перебрал все блоки, расположенные по соседству с вновь добавляемым, и пометил те, которые также содержат изображение дорог. В результате были помечены два соседних блока — один на севере и один на востоке.

Соседние блоки помечены, что дальше? Теперь воспользуемся справочной таблицей, чтобы определить, какой блок должен использоваться в данной ситуации. Как создается справочная таблица? В этом нет ничего сложного: двигаясь по часовой стрелке вы назначаете каждому блоку номер, являющийся последовательно увеличивающейся степенью двойки. В этом методе первому блоку назначается номер 1, второму — 2, третьему — 4, четвертому — 8. Звучит знакомо? Надеюсь, что да, учитывая что практически все, что вы делаете на компьютере основано на этом методе! Рис. 5.27 показывает, какие значения присвоены соседним блокам.

Рис. 5.27. Соседние блоки с присвоенными номерами

Помечены два блока, поэтому вы берете назначенные им числа и складываете их вместе. В результате получается 1 + 2 = 3. Проконсультировавшись со справочной таблицей, вы увидите что блок с номером 3 — это угловой блок с изображением дороги. Не волнуйтесь о разгадывании справочной таблицы — она представлена на рис. 5.28. Счастливого Рождества!

Рис. 5.28. Справочная таблица для блоков с изображением дорог

Как добавить трехмерные деревья

Что может вызвать трудности при добавлении деревьев к игре? Множество самых разных вещей. Во-первых, у деревьев есть ветви и листва, сквозь которую вы можете видеть. Во-вторых, деревья обычно колеблются под дуновениями ветра. В-третьих они должны по крайней мере казаться объемными. Графика Doom и Doom II больше не считается превосходной. Дни использования двухмерных спрайтов вместо трехмерных моделей остались далеко в прошлом. Или нет?

Упомянутые выше три фактора образуют уникальную проблему для разработчика стратегических игр. Проблема вызвана тем, что в большинстве игр используется изометрический вид или вид под углом. Если вы делаете игру, в которой камера направлена вертикально вниз, вы не столкнетесь с данной проблемой. Вы просто рисуете дерево, кустящееся во все стороны. В случаях, которые я рассматриваю, все выглядит по другому.

Взгляните на небольшую пальмовую рощу, изображенную на рис. 5.29.

Рис. 5.29. Пальмовая роща со зданием в центре

Обратите внимание, как хорошо пальмы на рис. 5.29 передают глубину изображения. Деревья расположены и перед зданием, и позади него. В целом эффект создаваемый деревьями довольно убедителен. Поверите ли вы мне, если я скажу, что для создания этой сцены потребовалось всего лишь 300 треугольников? Сцена выполнена путем использования двухмерных изображений деревьев вместо настоящих трехмерных моделей. Чтобы увидеть фокусника позади занавеса, взгляните на рис. 5.30.

Рис. 5.30. Разоблачение поддельных трехмерных деревьев

В действительности деревья тонкие, как бумага и лишь кажутся трехмерными при взгляде на них под определенным углом. Самое лучшее в этой уловке то, что для каждого дерева требуется только два треугольника, образующих занимаемый деревом четырехугольник. Если вы когда-либо создавали трехмерную модель настоящего дерева, то знаете, что два треугольника это исключительно мало, по сравнению с тысячами треугольников, необходимых для создания красивой трехмерной модели дерева.

Анимированные блоки

Следующим важным типом блоков являются различные виды анимации. Почти в каждой стратегической игре на карте присутствуют какие-нибудь анимированные блоки. Наиболее распространенный вид анимированных блоков — вода. Неподвижная вода выглядит не слишком убедительно,поэтому для ее оживления в играх часто применяется анимация.

Так как же выполнить анимацию блоков? Один из простейших методов — выделить для выполнения анимации какой-нибудь диапазон блоков. Предположим, для выполнения анимаций мы выделили блоки с 1 по 100, и каждая анимационная последовательность будет состоять из 10 кадров. Это дает вам 10 анимированных блоков с 10 кадрами в каждой анимации. Если в цикле визуализации встречается блок с номером 0, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80 или 90, программа прибавляет к номеру блока номер текущего кадра анимации, чтобы получить номер того блока, который должен быть выведен. Когда счетчик кадров анимации достигает значения 10, он сбрасывается в 0 и цикл анимации снова повторяется с самого начала. Взгляните, например, на следующий псевдокод:

Anim_Frame = 0;
Loop Start = 0; Loop < #TilesToDisplay; Loop++
   // Визуализация анимированных блоков
   If(Current_Tile.type == TYPE_ANIMATION)
      RenderTile(Current_Tile.value + Anim_Frame);
   // Визуализация обычных блоков
   Else
      RenderTile(Current_Tile.value);

   // Увеличение счетчика кадров
   Anim_Frame++;
   If(Anim_Frame == 10)
      Anim_Frame = 0;
Loop Repeat

В приведенном выше коде цикл визуализации отображает блоки с учетом номера текущего кадра анимации. В этом методе очередной кадр анимации отображается при каждом проходе цикла визуализации. Это очень похоже на обычную растровую анимацию, за исключением того, что здесь для выполнения анимации вы резервируете некоторый диапазон блоков. Я рекомендую выделять для анимации достаточно большой диапазон блоков, например от 1 до 1000. Это предоставит вашей первой стратегической игре достаточное пространство для роста.