Desenvolvimento de Jogos 3d com ferramentas Gratuitas 18-11.doc

UNISANTOS Universidade Catlica de Santos

UNISANTOS Universidade Catlica de SantosCentro de Cincias Exatas e TecnolgicasCurso de Sistemas de InformaoTrabalho de Concluso de Curso IIDesenvolvimento de jogos 3D com ferramentas gratuitasAutor: Jonathan Ohara de AraujoOrientador: Prof. Ciro Cirne TrindadeSantos2010

Desenvolvimento de jogos 3D com ferramentas gratuitasMonografia apresentada ao Curso de Sistemas de Informao do Centro de Cincias Exatas e Tecnologia da Universidade Catlica de Santos como requisito obrigatrio para aprovao na disciplina Trabalho de Concluso de Curso II._______________________________Aluno: Jonathan Ohara de Araujo_______________________________Orientador: Prof. Ciro Cirne TrindadeAgradecimentosAo professor Ciro Cirne Trindade, pela orientao, disponibilidade, eficcia e sinceridade em relao ao projeto, e ensinamentos de linguagem C e estruturas de dados que foram essenciais no projeto prtico.Ao professor Andr Vizine pelas ideias na parte de Inteligncia artificial, e pelo incentivo para com o projeto, e pelos ensinamentos na rea de algoritmos.A todos meus colegas de classe por ter que aturar eu falando o tempo todo sobre desenvolvimento de jogos.Aos meus familiares, meu pai, me e irmo que sempre me apoiaram e incentivaram, tanto na parte acadmica como profissional e pela pacincia.A minha namorada rica Caires Silva pelo carinho, pacincia, incentivo, apoio e compreenso pelos tempos que passei estudando e pelo projeto do jogo.Ao meu colega de desenvolvimento de jogos Luiz Dubas, com o qual desenvolvi e pretendo desenvolver mais projetos nessa rea.ResumoO desenvolvimento de jogos sempre foi tratado de forma proprietria, cabendo a grandes empresas internacionais desenvolver suas prprias bibliotecas, e motores de desenvolvimento. Porm, nessa ltima dcada surgiram vrias evolues nessa rea, motores de cdigo aberto foram desenvolvidos e alguns motores pagos esto sendo disponibilizados gratuitamente.No entanto, no Brasil essa rea de pesquisa muito pouco explorada. Um dos objetivos desse trabalho incentivar mais pessoas nas reas de desenvolvimento de jogos (arte, programao, msica entre outros).Esse trabalho alm de terico acompanha o desenvolvimento real de um projeto de jogo envolvendo os principais aspectos da rea de desenvolvimento de jogos.AbstractThe game development always was treated as proprietary, fitting the big international companies to develop their own libraries and development engines. But in the last decade a lot of improvements arise in this area, open sources engines and some paid engines are available free.Nevertheless, in Brazil this research area is less explored. One of my work objectives is to incentive more people in game development area (art, programming, music).This work beyond the theory follows the real development of a game project using the main aspects in the game development area. Lista de FigurasFigura 1: Primeiro registro de jogos computacionais

1Figura 2: Atari 2600 primeiro console utilizado em grande escala2Figura 3: Quake, grande marco para o OpenGL

3Figura 4: Lego Island, grande marco para o DirectX

3Figura 5: Need For Speed II, grande marco para o Voodoo

4Figura 6: TorchLight jogo comercial utilizando Ogre

6Figura 7: Grappling Hook jogo comercial utilizando JME

6Figura 8: Keepsake jogo comercial utilizando Crystal Space

7Figura 9: Cena renderizada com o modelador Blender 3D

7Figura 10: Cena renderizada com o modelador Wings 3D

8Figura 11: Modelo de Coordenada 2D

10Figura 12: Modelo de Coordenada 3D.

11Figura 13: Exemplificando Cenas

11Figura 14: Ilustrao de uma cmera para o renderizador

12Figura 15: Frustum

13Figura 16: Modelos de Luzes

14Figura 17: Objeto 3D completo

15Figura 18: Vrtices de um Objeto

15Figura 19: Vrtices e arestas de um Objeto

16Figura 20: Vrtices de um poliedro

17Figura 21: Arestas de um poliedro

18Figura 22: Faces de um poliedro

18Figura 23: Normais

19Figura 24: Cor aplicada em vrtices

20Figura 25: Texturizao de uma pirmide

21Figura 26: Exemplo simples de UV Mapping

22Figura 27: Uma espada sem textura

22Figura 28: Faces mapeadas em uma imagem

23Figura 29: faces mapeadas pintadas

23Figura 30: Objeto texturizado com UV Mapping

24Figura 31: Eixos e rotaes

25Figura 32: Objeto rotacionado em X

25Figura 33: Objeto rotacionado em Y

25Figura 34: Objeto rotacionado em Z

26Figura 35: Matrizes de rotaes

26Figura 36: Objeto sem rotao

27Figura 37: Objeto rotacionado em X, Y, Z

27Figura 38: Objeto rotacionado em Z, Y, X

28Figura 39: Exemplo de um quartenio

29Figura 40: Os quatros motores fsicos mais populares

30Figura 41: teste 1 no Windows, OpenGL e Ogre

39Figura 42: teste 2 no Windows, DirectX e Ogre

40Figura 43: teste 3 no Windows, DirectX e Irrlicht

41Figura 44: teste 4 no Windows, OpenGL e Irrlicht

42Figura 45: teste 5 no Windows, DirectX e Unity

43Figura 46: teste 6 no Windows, DirectX e XNA

44Figura 47: teste 7 no Windows, OpenGL e JME

45Figura 48: teste 8 no Linux, OpenGL e Ogre

46Figura 49: teste 9 no Linux, OpenGL e Irrlicht

47Figura 50: teste 10 no Linux, OpenGL e Jme

48Figura 51: Grfico de Comparao entre engines

49Figura 52: Grfico dos resultados de Windows, DirectX e Ogre

49Figura 53: Grfico dos resultados de Ubuntu, OpenGL e Ogre

50Figura 54: Grfico dos resultados de Windows, Directx e XNA

50Figura 55: Grfico de Comparao da engine Unity

51Figura 56: Nome e logo do jogo

53Figura 57: Rob inicialmente

54Figura 58: Menu Principal

56Figura 59: Modelando o primeiro rob

57Figura 60: Modelando o segundo rob

57Figura 61: Modelando o esqueleto do personagem para animao58Figura 62: Rob associado a um esqueleto

58Figura 63: Perspectiva de animao

59Figura 64: Animao andar

59Figura 65: Animao soco

60Figura 66: Arena de batalha

60Figura 67: Estdio da batalha

61Figura 68: Exportador Ogre

61Figura 69: Shapes do personagem

63Figura 70: Foto 1 tirada durante o jogo






72Listas de TabelasTabela 1: Primeiro teste ente engines

39Tabela 2: Segundo teste ente engines

40Tabela 3: Terceiro teste ente engines

41Tabela 4: Quarto teste ente engines

42Tabela 5: Quinto teste ente engines

43Tabela 6: Sexto teste ente engines

44Tabela 7: Stimo teste ente engines

45Tabela 8: Oitavo teste ente engines

46Tabela 9: Nono teste ente engines

47Tabela 10: Dcimo teste ente engines

48Sumrio1. INTRODUO11.1 Contextualizao11.2 Problema41.3 Problematizao51.4 Objetivos51.5 Relevncia ou Justificativa92. Reviso Bibliogrfica92.1 Game Engines92.1.1 Renderizador92.1.2 Coordenadas 3D102.1.3 Cenas112.1.4 Cmeras122.1.5 Luzes132.1.6 Objetos142.2 Conceitos essenciais242.2.1 Escala252.2.2 Rotao252.3 Game engines e engines grficas gratuitas292.4 Engines fsicas302.5 Ogre 3D322.5.1 Linguagem322.5.2 Plataforma322.5.3 Renderizador322.5.4 Documentao322.5.5 Engines Fsica322.6 IrrLicht332.6.1 Linguagem332.6.2 Plataforma332.6.3 Renderizador332.6.4 Documentao332.6.5 Engines Fsica332.7 Java Monkey Engine342.7.1 Linguagem342.7.2 Plataforma342.7.3 Renderizador342.7.4 Documentao342.7.5 Engine Fsica342.8 Unity352.8.1 Linguagem352.8.2 Plataforma352.8.3 Renderizador352.8.4 Documentao352.8.5 Engine Fsica352.9 Microsoft XNA362.9.1 Linguagem362.9.2 Plataforma362.9.3 Renderizador362.9.4 Documentao362.9.5 Engine Fsica362.10 Testes de engines372.10.1 Ambiente372.10.2 Observaes372.10.3 Testes382.10.4 Concluso493. Projeto523.1 Ogre523.2 Bullet523.3 CEGUI523.4 OpenAL533.5 Jogo533.5.1 Gnero533.5.2 Contexto543.5.3 Objetivo543.5.4 Mecnica553.5.5 Sistema de Cmera553.5.5 Sistema de Comandos553.6 Desenvolvimento do jogo563.6.1 Modelagem de personagens563.6.2 Animao dos personagens583.6.3 Modelagem de terrenos603.6.3 Carregando modelos no Ogre613.6.4 Composio das classes653.6.5 Classes663.6 Fotos do jogo704. Concluso73Referncias Bibliogrficas75Apndice A: Enredo jogo77Apndice B: Conversation.layout79Glossrio81

1. INTRODUOXE "1. INTRODUO"1.1 ContextualizaoXE "1.1 Contextualizao"O desenvolvimento de um jogo requer atenes especiais e diferenciadas, pois ele um software completo abrangendo as mais diversas reas das cincias da computao como programao, design, redes, inteligncia artificial, sons, integrados e de alto desempenho. Apesar de aparentar recente, a rea de desenvolvimento de jogos antiga tendo como primeiros registros meados de 1958 com o William Higinbothan com um peculiar jogo de tnis para duas pessoas denominado Tennis for two (GETTLER, 2010) (vide a Figura 1).

Figura 1: Primeiro registro de jogos computacionaisOutra diferena notria de um jogo para um software que, diferente de um software, um jogo no feito para solucionar um problema, e sim, para gerar entretenimento, sendo assim ele tem de ser de fcil compreenso, atrativo e estimulante ao jogador, ou resumidamente tem de, alguma forma, ser um bom passatempo, gerar diverso.Por muito tempo, os computadores pessoais disponveis no tinham qualidade necessria para produzir imagens de qualidade (Eberly, 2000), pois a quantidade processamento com execuo de algoritmos, efeitos sonoros e processamento de arte grfica principalmente, sempre foi muito grande.Para suprir essa necessidade, com baixo custo, foram criados computadores que tinham como fim a especfica funo de fazer processamento de tudo relacionado a jogos, chamados de consoles.Pode-se considerar como primeiro console comercialmente utilizado, o Atari 2600 (vide a Figura 2) lanado em 1977 e que teve em sua grande gama de jogos quase mil ttulos produzidos (ATARI GUIDE, 2010).

Figura 2: Atari 2600 primeiro console utilizado em grande escalaEnquanto isso os jogos para computadores pessoais, s comearam a ser comercialmente produzidos no meio da dcada de 90, impulsionado principalmente pela aderncia do mercado aos Sistemas Operacionais grficos surgindo, nessa poca, importantes APIs (Application Programming Interfaces) para desenvolvimento de jogos como OpenGL (Open Graphics Library) em 1992 (vide a Figura 3), o Direct3D em 1995 (vide a Figura 4) e o Voodoo em 1996 (vide a Figura 5), entre outras.

Figura 3: Quake, grande marco para o OpenGL

Figura 4: Lego Island, grande marco para o DirectX

Figura 5: Need For Speed II, grande marco para o VoodooCom a grande evoluo do hardware, principalmente daqueles que tm como fim processamento, como CPU (Central Processing Unit) e GPU (Graphics Processing Unit), o entretenimento atravs de jogos computadorizados teve seu acesso facilitado para uma grande parcela de populao. Acompanhando a evoluo do hardware, os jogos computacionais atuais apresentam evoluo exponencial em quesitos como qualidade grfica e efeitos e fsica, muito disso devido evoluo da computao grfica, as APIs dos sistemas operacionais, e da padronizao de efeitos como o shader (conjunto de instrues para criao de efeitos) no hardware.1.2 ProblemaXE "1.2 Problema"Com toda essa abrangncia previamente descrita, as grandes empresas de desenvolvimento de jogos computacionais como Atari, Eletronic Arts e Square Enix, desenvolveram seu prprio ambiente para desenvolvimento de jogos de maneira proprietria e apenas de uso prprio, impedindo estudantes e pequenas empresas independentes de desenvolver um jogo sem tem que desenvolver tambm uma API, o que invivel em termos de custo e tempo, apesar de atualmente haver verses bem reduzidas e grtis de APIs comerciais, muitas vezes para fins no comerciais, como as poderosas Unreal e Unity 3D, ainda h problemas de carssimas licenas para o desenvolvimento de jogos comercialmente.Entretanto, hoje h algumas opes para renderizadores, motores, ou simplesmente engines, totalmente gratuitos e muitas vezes de cdigo aberto como o OGRE 3D (Object-oriented Graphics Rendering Engine) ou Ogre, porm a aderncia a essas APIs est ocorrendo de forma lenta, e s hoje esto ganhando espao no mercado e na rea acadmica, mas ainda preciso mostrar o poder dessas, como e por onde comear matematicamente e conceitualmente para um desenvolvimento de qualidade de um jogo computacional.1.3 ProblematizaoXE "1.3 Problematizao"Tendo em vista tais problemas, tentar-se- responder s seguintes questes: Que motores livres e/ou gratuitos existem para criao de jogos computacionais 3D em diferentes plataformas? Quais as ferramentas livres e/ou gratuitas existentes para auxiliar esses motores grficos? Por que escolher C++ e Ogre? O que o Ogre fornece? Quais so os conceitos bsicos necessrios para comear a desenvolver um jogo computacional 3D?1.4 ObjetivosXE "1.4 Objetivos"1.4.1 Objetivo GeralXE "1.4.1 Objetivo Geral"O objetivo geral da pesquisa atravs do desenvolvimento de um jogo computacional 3D, demonstrar conceitos tericos e prticos sobre desenvolvimento de jogos, e demonstrar o motor grfico Ogre, assim como seu potencial em jogos comerciais, sua flexibilidade, facilidade e sua grande gama de recursos.1.4.2 Objetivos EspecficosXE "1.4.2 Objetivos Especficos"Este trabalho tem como objetivo, alm do desenvolvimento de um jogo computacional 3D, mostrar as opes que existem para desenvolvimento de jogos com ferramentas livres e/ou gratuitas, como por exemplo: Ogre, JME (Java Monkey Engine), Crystal Space, estabelecendo comparativos em termos de desempenho, facilidade, e aderncia em mercado. Alguns jogos comerciais desenvolvidos com essas tecnologias so: TorchLight: jogo comercial desenvolvido pela Runic Games, que tem como motor grfico Ogre (vide a Figura 6); Grappling Hook: jogo comercial desenvolvido pela SpeedRunGames, que tem como motor grfico o JME (vide a Figura 7); Keepsake: jogo comercial desenvolvido pela Wicked Studios, que tem como motor grfico o Crystal Space (vide a Figura 8).

Figura 6: TorchLight jogo comercial utilizando Ogre

Figura 7: Grappling Hook jogo comercial utilizando JME

Figura 8: Keepsake jogo comercial utilizando Crystal SpaceComo todas essas engines tratam de motores grficos ainda preciso auxlio de ferramentas que ajudem no processo de modelagem de personagens, terrenos e efeitos em geral, com um ambiente grfico mais amigvel. Entre essas sero apresentadas nesse trabalho o Blender 3D (vide a Figura 9) e Wings 3D (vide a Figura 10).

Figura 9: Cena renderizada com o modelador Blender 3D

Figura 10: Cena renderizada com o modelador Wings 3DO Ogre uma biblioteca estvel, confivel, multiplataforma, flexvel e com um grande leque de recursos, para desenvolvimento de aplicaes 3D em tempo real (JUNKER, 2006). Sua SDK (Software Development Kit) oferece recursos para o desenvolvedor como: abstrao de qual API grfica ser usada (Direct3D ou OpenGL), sem necessitar escrever nenhuma linha adicional de cdigo; recursos de udio com OpenAL (Open Audio Library), API livre de reproduo de som 3D; uma GUI (Graphical User Interface), API de iterao usurio e software, o CEGUI (Crazy Eddie's GUI System), biblioteca livre para GUI especializada em jogos; e OIS (Object-oriented Input System), API livre de comunicao para controladores de jogos, joysticks ou gamepads, alm de outros recursos adicionais, que podem ser acoplados no motor Ogre para complet-lo, como a integrao com diversas engines de fsica, engines de realidade aumentada e integrao com outras linguagens como o LUA, entre outros. Estes recursos e APIs sero abordados para justificar a escolha do Ogre.Tambm sero abordados conceitos bsicos para o desenvolvimento de jogos, tais como os eixos tridimensionais, pontos, vrtices e faces, orientao, rotaes matriciais e quartenies, colises, gravidade e animao.1.5 Relevncia ou JustificativaXE "1.5 Relevncia" O projeto pretende demonstrar que possvel produzir jogos de nvel comercial, com alta qualidade grfica e sonora em diferentes plataformas usando apenas ferramentas gratuitas e/ou livres, como o Linux, Ogre 3D, Blender, entre outros, incentivando desenvolvedores independentes e pequenas empresas, para expandir o mercado brasileiro, e comear a ganhar espao no mercado mundial de desenvolvimento de jogos. Tambm se pretende estimular nos estudantes o interesse na rea de exatas, especialmente matemtica, e disseminar uma nova gama de atividades na rea de pesquisa tecnolgica.2. Reviso Bibliogrfica2.1 Game EnginesEm suma, uma game engine responsvel pela gesto de dados e contedo artstico do jogo, e decidir o que desenhar na tela do computador e como desenh-la. Estas decises so tomadas tanto em alto como em baixo nvel. As decises de alto nvel so manipuladas pela Inteligncia Artificial do jogo e por um sistema de gesto de grafo de cenas. As decises de baixo nvel preocupam-se em que e como desenhar (EBERLY, 2000).2.1.1 RenderizadorUm dos principais componentes de uma game engine seu renderizador, que basicamente tem trs grandes responsabilidades.A primeira responsabilidade de um renderizador 3D transformar um mundo virtual 3D em uma pequena rea de viso. Esse modelo chamado de camera model, ou modelo de cmera.A segunda responsabilidade de um renderizador 3D eliminar objetos 3D no visveis. Isso envolve conceitos como culling (processo que determina se um objeto completamente fora de viso) e clipping (processo que divide um objeto em partes menores, algumas delas visveis; a parte invisvel descartada pelo renderizador, e as partes visveis so devidamente processadas) (EBERLY, 2000).A terceira responsabilidade de um renderizador 3D transformar essa rea 3D visvel, em um desenho 2D para ser mostrado, por exemplo, em uma tela de computador.2.1.2 Coordenadas 3DO sistema de coordenadas cartesiano 2D de Ren Descartes (vide figura 11) o primeiro passo para se entender um plano 3D. O eixo horizontal (X na figura) representa largura, positivo para direita (leste), negativo para esquerda (oeste), e um eixo vertical (Y na figura) representa altura, positivo para cima (norte) e negativo para baixo (sul).

Figura 11: Modelo de Coordenada 2D.O sistema de coordenadas 3D segue basicamente o mesmo conceito, s que adicionado um novo eixo chamado de Z, esse eixo proporcional a X e Y (vide figura 12), onde valores negativos indicam para frente, e valores positivos param trs.

Figura 12: Modelo de Coordenada 3D.2.1.3 CenasSegundo o Aurlio online, cena pode ser: Lugar onde se passa uma ao, cenrio / Paisagem, horizonte de viso". No mundo das engines grficas cenas so pores especficas do mundo, ou seja, so pedaos que compe o mundo. Para melhor entendimento desse conceito, e principalmente a composio de uma cena, considere-se esse exemplo:Em um grande terreno, existem vrias casas (vide figura 13). Figura 13: Exemplificando CenasImagine que exista uma mesa que est dentro da casa 1 (marcada em vermelho na figura). Quais premissas tero de ser atendidas para que se possa ver essa mesa nessa casa?Primeiramente para que isso possa acontecer precisa-se ter o recurso da viso, seja por olho humano ou por um dispositivo que fornea imagens (uma filmadora, por exemplo).O segundo passo que o objeto esteja no campo de viso do olho ou do dispositivo.O terceiro e ltimo passo que exista uma iluminao, natural ou artificial, para esse objeto.Traduzindo isso, o terreno e as casas so cenas, ou seja, uma cena pode ter zero a infinitas cenas dentro dela, as casas tambm so cenas, que alm de cenas, podem ter objetos dentro dela como a mesa, o olho ou dispositivo de viso uma cmera, e uma cena tambm pode conter vrios recursos de luz.2.1.4 CmerasSo as cmeras que definem o que vai ser desenhado pelo renderizador (vide figura 14).

Figura 14: Ilustrao de uma cmera para o renderizadorNa foto a mquina fotogrfica a posio da cmera, essa primeira grandeza chamada fovy o ngulo da viso em Y (valores convincentes para os humanos variam de 45 at 60 graus), W a largura, e H altura. necessrio definir qual a distncia mxima que a cmera desenha, essa a chamada far distance, e tambm necessrio definir a distncia mnima que esse objeto tem que estar da cmera para ele se tornar visvel, esse chamado near distance. Descartando essa rea no visvel, ou no renderizada tem-se a rea de viso ou frustum (vide Figura 15).

Figura 15: Frustum2.1.5 LuzesGrande parte da riqueza do sistema visual humano devido iluminao. Um sistema grfico deve suportar o conceito de luzes e objetos afetados por luzes. Os modelos de iluminao apoiados por APIs grficas por padro so uma aproximao simples de iluminao de verdade, mas so projetados para que os clculos de iluminao possam ser feitos rapidamente (EBERLY, 2005).As fontes de iluminao padres de uma engine so: Luzes direcionais (Directional Lights): A fonte de luz considerada como infinitamente longe, de modo que as direes dos raios de luz so paralelas. O sol o exemplo clssico de uma luz direcional. Ponto de luz (Point Lights): A fonte de luz localizada em qualquer lugar do espao e emite luz em todas as direes. Regio de luz (Spot lights). A fonte de luz localizada em qualquer lugar do espao e emite luz na forma de um cone.Elas podem ser mais bem entendidas na ilustrao da figura 16.

Figura 16: Modelos de Luzes2.1.6 ObjetosPode-se dividir um objeto 3D em duas grandes partes: sua estrutura fsica, sua malha, mesh ou meshes poligonais, e sua pintura.Meshes poligonais so a representao da geometria mais adequada para aplicaes interativas em 3D. Eles so flexveis o suficiente para aproximar as formas arbitrrias de qualquer tolerncia e aproximao. Eles podem ser tratados eficientemente com o hardware atual, que est disponvel at mesmo em computadores de baixo custo hoje (BOTSCH, 2002).Esse modelo de mesh foi arquitetado tendo em vista trs princpios: flexibilidade, eficincia de tempo e espao e fcil implementao. Uma malha poligonal composta de um conjunto de vrtices, arestas, faces e relaes topolgicas entre eles. Com base nestas relaes, uma estrutura de dados define a forma como cada elemento armazenado e que referncias seu vizinho necessita (BOTSCH, 2002).Para melhor mostrar essa composio de vrtices, arestas, faces, um exemplo prtico, foi utilizada a engine Ogre e alguns de seus recursos para mostrar essa relao. Primeiro um objeto completo (vide figura 17), com vrtices, arestas, faces e pintura.

Figura 17: Objeto 3D completoDesabilitando as faces e arestas, visualizam-se apenas os vrtices (vide figura 18).

Figura 18: Vrtices de um ObjetoVrtices armazenam posies de trs eixos como, por exemplo, (0, 0, 0) e tambm armazenam outras informaes como cor, vetor de normais, e coordenadas de texturas.Desabilitando apenas as faces, mostram-se apenas vrtices e arestas (vide figura 19).

Figura 19: Vrtices e arestas de um ObjetoArestas ou edges so ligaes entre dois vrtices.E por ltimo tm-se as faces que so um conjunto fechado de pelo menos trs arestas, e contm outras informaes como as normais.Por questes de otimizao e para simplificar clculos, em nvel de hardware (placa de vdeo) as faces so um conjunto de trs vrtices e trs arestas, ou seja, um tringulo, por isso, que comum medir o peso de uma cena por nmero de tringulos.Considere-se agora um poliedro com os seguintes vrtices: Vrtice #0: ( 1, 0, 1) Vrtice #1: ( 1, 0,-1) Vrtice #2: (-1, 0,-1) Vrtice #3: (-1, 0, 1) Vrtice #4: ( 0, 1, 0)Com auxlio do Blender so desenhados esses cinco vrtices (vide figura 20).

Figura 20: Vrtices de um poliedroNa figura 20 os vrtices so os pontos amarelos, o ponto em rosa representa a origem, ou seja, o ponto (0, 0, 0), as trs setas representam os eixos tridimensionais, verde para Y (altura), vermelho para X (largura), azul para Z (profundidade).Ligando os vrtices (v) do seguinte modo: Aresta #0: (v0, v1); Aresta #1: (v1, v2); Aresta #2: (v2, v3); Aresta #3: (v3, v0); Aresta #4: (v0, v4); Aresta #5: (v1, v4); Aresta #6: (v2, v4); Aresta #7: (v3, v4); Aresta #8: (v0, v2);Com auxlio do Blender desenhado essas nove arestas e obtm-se a imagem mostrada na figura 21.

Figura 21: Arestas de um poliedroE por ltimo tornando-se trs arestas (a) e transformando-as em faces: Face #0: (a0, a4, a5); Face #1: (a1, a5, a6); Face #2: (a2, a6, a7); Face #3: (a3, a7, a4); Face #4: (a8, a2, a3); Face #5: (a8, a0, a1);No Blender so unidas essas arestas para criar faces, como mostra a figura 22.

Figura 22: Faces de um poliedroNa figura 22 as faces so os pontos laranja que esto entres trs arestas as linhas amarelas.Considere esse exemplo anterior em uma linguagem de programao como o Java:float[][] vertexList = { {1,0,1}, {1,0,-1}, {-1,0,-1}, {-1,0,1}, {0,1,0} };float[][] edgeList = { {0,1}, {1,2}, {2,3}, {3,0}, {0,4}, {1,4}, {2,4}, {3,4}, {0,2} };float[][] faceList = { {0,4,5}, {1,5,6}, {2,6,7}, {3,7,4}, {8,2,3}, {8,0,1} };Esse modelo de criao de meshes chamado winged-edge meshes, existem outros modelos como o vertex-vertex meshes, que consiste em usar apenas vrtices e vetores de ligaes de vrtices para criar meshes, e o face-vertex meshes, que utiliza vrtices e faces para criao de meshes. As normais anteriormente citadas geralmente so encontradas em dois nveis, normais de face e normais de vrtices (indicados em azul na figura 23). Primariamente, as normais servem para definir qual o lado de fora de um objeto, importante para questes de iluminao e alguns tipos de otimizaes alm de ser a base para entender tcnicas de shader.

Figura 23: NormaisS existe iluminao em uma face se sua reta normal iluminada pela fonte de luz. Isso reduz o nmero de faces afetadas pela iluminao pela metade.Os efeitos de cores nos objetos normalmente so feitos normalmente na escala RGB (Red Green Blue), na engine Ogre normalmente usado a escala RGBA (Red Green Blue e Alpha), ou seja, vermelho, verde, azul e nvel de transparncia, onde esses valores so representados em ponto flutuante e variam entre zero e um. Considere um exemplo de cdigo fonte:Ogre::ColourValue(0.5, 0.5, 0.5, 1);As cores so adicionadas para cada vrtice, cada vrtice tendo sua cor. As cores das arestas so calculadas pela interpolao das cores, fazendo um efeito bem parecido com o efeito gradiente, a mesma coisa acontece para as faces. Segue um exemplo.

Figura 24: Cor aplicada em vrticesNa figura 24 v-se um exemplo bem simples, um tringulo com trs vrtices, trs arestas e uma face. Analisando o tringulo, nota-se que ao norte aplicada a cor magenta, ao sul a cor verde, e a leste o ciano. Feito isso j se pode verificar no centro de suas arestas e de sua face, a interpolao de cores.Outra importante tcnica de pintura de meshes chamada texturizao, que basicamente consiste em aplicar uma imagem de duas dimenses em um objeto de trs dimenses.Imagens de textura, ou simplesmente texturas, fornecem mais realismo a um modelo e pode ser usado com eficincia para esconder o aspecto poligonal de um modelo (EBERLY, 2000).As coordenadas de textura so atribudas a vrtices de objetos e no a textura, isso permite o compartilhamento de vrios objetos a mesma textura (EBERLY, 2005).O processo de texturizao acontece da seguinte maneira: um tringulo atribudo a uma imagem de textura. Cada vrtice de um tringulo atribudo a uma coordenada da textura, s assim possvel fazer uma pesquisa de cores dentro de uma imagem. A coordenadas da textura dos vrtices so interpolados por um processo chamado rasterizao, que transformar uma imagem em formato de grficos vetoriais, para obter coordenadas de textura para os outros pixels no tringulo. Cada coordenada interpolada tambm usado para fazer uma pesquisa de cores na imagem (EBERLY, 2000).

Figura 25: Texturizao de uma pirmideNa figura 25 v-se um exemplo de texturizao simples, onde se tem uma imagem e um objeto simples, o que acontece nessa figura que a imagem envolve o objeto preenchendo todo ele. Comparando com o mundo real pode-se fazer uma associao que exemplifica muito bem essa situao. Imagine que voc tem uma toalha que no caso equivale uma textura, agora imagine que se tem um objeto esfrico como uma bola de futebol que representa o objeto, ao envolver a bola de futebol com a toalha e tirando o excesso de toalha, tem-se uma boa representao do que um processo simples de texturizao.Esse um dos modos mais simples de texturizao que geralmente usado para objetos simples, para objetos complexos so usados outros modos de texturizao, onde o mapeamento de face ou vrtice do objeto e imagem feito manualmente, o modo mais comum desse tipo de texturizao o UV Mapping.

Figura 26: Exemplo simples de UV MappingNa figura 26 tem-se um exemplo simples de UV Mapping, onde essa imagem xadrez lembrando o formato de uma cruz tem exatamente todas as faces do objeto.Com auxlio do Blender desenhado um objeto um pouco mais complexo como uma espada (figura 27).

Figura 27: Uma espada sem texturaAinda no Blender a espada transformada em uma imagem com todas as faces mapeadas, e exportada como uma imagem 2D, como pode ser visto na figura 28.

Figura 28: Faces mapeadas em uma imagemObserve que e arestas so esses traos em preto. Aps isso em editor de imagem qualquer como o GIMP, essa imagem pintada (vide figura 29).

Figura 29: faces mapeadas pintadasVoltando ao Blender a imagem pintada carregada, e finalmente aplicada a textura no objeto (vide figura 30).

Figura 30: Objeto texturizado com UV Mapping2.2 Conceitos essenciaisAlgumas funes e algumas premissas matemticas precisam ser apresentadas para melhor entender, e, melhor usar uma engine.Uma das funes geomtricas mais usadas em engines so as transformaes, elas definem, por exemplo, para que lado o objeto esta virado e o tamanho final do objeto.2.2.1 EscalaDefine o tamanho de um objeto em cena, um processo que simplesmente transforma o objeto multiplicando a posio dos vrtices pela escala desejada, reajustando as arestas e faces. Exemplo no Ogre: scale (1, 1, 1);2.2.2 RotaoDefine para onde objeto estar voltado, girado. Existem dois modos principais para rotao, matriciais ou atravs de quartenies.As rotaes em 3D so rotaes sobre um eixo (X, Y ou Z) (vide figura 31).

Figura 31: Eixos e rotaesObserve como uma espada se comporta ao rotacionar no eixo X (seta vermelha) na figura 32.

Figura 32: Objeto rotacionado em XObserve agora como uma espada se comporta ao rotacionar no eixo Y (seta verde) na figura 33.

Figura 33: Objeto rotacionado em YPor ltimo como uma espada se comporta ao rotacionar no eixo Z (seta azul) na figura 34

Figura 34: Objeto rotacionado em ZA rotao matricial de um ponto no espao tridimensional pode ser obtida pela multiplicao dos fatores de rotao ao ponto. A aplicao da matriz de rotao dependente do eixo sobre o qual se efetua a rotao. A matriz de rotao para cada eixo pode ser observado na figura 35.

Figura 35: Matrizes de rotaesA letra grega theta representa a quantidade de graus a qual se quer rotacionar o objeto. Existem alguns problemas envolvendo rotao matricial, o mais comum eles que acontecem muitas confuses quando, por exemplo, deseja-se fazer rotaes de trs eixos simultaneamente. Com ajuda do Blender, veja esse exemplo (figura 36).

Figura 36: Objeto sem rotaoImagine agora que se deseja rotacionar simultaneamente o objeto em 90 graus nos trs eixos. Dependendo da ordem dos eixos que sero rotacionados o resultado diferente. Na figura 37 v-se o objeto rotacionado em X, Y e Z, na figura 38 v-se o mesmo objeto rotacionado Z, Y e X.

Figura 37: Objeto rotacionado em X, Y, Z

Figura 38: Objeto rotacionado em Z, Y, XO resultado totalmente diferente, por isso a confuso gerada. O modo correto de se rotacionar o objeto o chamado yaw pitch row, um dos conceitos herdados da aeronutica para computao grfica, que significa Y, X e Z.Quartenio um nmero complexo que consiste em um vetor de quatro dimenses, muito mais usado, pois ele consome muito menos memria e processamento, apesar de mais complexo para aprendizagem. As trs primeiras posies do vetor consistem nas coordenadas 3D (X, Y, Z) a ltima posio do vetor representa a quantidade de graus a qual deseja rotacionar.O processo de rotao acontece da seguinte forma: criada uma linha imaginria do ponto de origem (0, 0, 0) at X, Y, Z do quartenio, isso cria um novo eixo, e essa rotao acontece sobre esse eixo (vide figura 39).

Figura 39: Exemplo de um quartenio2.3 Game engines e engines grficas gratuitasAps conhecer a composio e as funes bsicas de uma engine so enumeradas, e descritas basicamente algumas dessas engines disponveis gratuitamente, para posterior escolha no projeto.So descritas tambm as possveis engines fsicas que podem ser utilizadas, engine fsica, uma srie de algoritmos que tm como finalidade a deteco de colises, e aproximao dos efeitos de certos sistemas fsicos com a realidade, ela prove recursos para voc associar grandezas reais para objetos 3D como massa, densidade, fora, gravidade entre outros.Entre as diversas engine gratuitas cinco delas escolhidas, so: Ogre 3D ou Simplesmente Ogre; IRRLICHT; Java Monkey Enigne ou simplesmete JME; Unity; Microsoft XNA ou simplesmente XNA.2.4 Engines fsicasOs motores fsicos dentro dos jogos tm a funo de aproximar uma aplicao ao mundo real atravs dos conceitos fsicos, ou seja, ela fornece recursos como deteco de colises assim como simulao da fsica, ou seja, com ela permite-se a associao de massas nos objetos tridimensionais, velocidade, gravidade, entre outras grandezas.Alm da aplicao em jogos, hoje os motores fsicos so muito empregados em filmes, e outros tipos de aplicativos como modeladores 3D.

Segundo a revista norte-americana Game Developers Magazine publicada em setembro de 2009, o motor fsico mais utilizado o Physx (hoje mantido pela Nvidia), seguido por Havok, e em terceiro lugar o motor Bullet (conforme figura 40).

Figura 40: Os quatro motores fsicos mais populares

Hoje muito comum encontrar bibliotecas fsicas separadas de bibliotecas grficas, para assim poder se ter mais opes de motores fsicos em seu motor grfico, isso possvel, pois as engines fsicas oferecem uma interface fcil para voc descrever vrtices, arestas e faces de seus objetos 3D, ficando assim s a cargo do desenvolvedor preparar os dados para essa interface e pegando a sada do motor para atualizar as transformaes de seu objeto.O Nvidia PhysX motor fsico 100% grtis para jogos comerciais e no comerciais disponibilizados para todos desenvolvedores registrados da Nvidia (Nvidia, 2010). Escrita em C++ foi inicialmente desenvolvido pela empresa AGEIA, e, apesar de gratuita proprietria, ou seja, seu cdigo fonte no aberto. Disponvel para maioria das arquiteturas como: Windows, Linux, Mac, Wii, PlayStation 3 e Xbox360 tem aproximadamente 150 jogos utilizando-a (Nvidia, 2010).Ficou famosa por ser gratuita e de fcil manipulao alm de que os drivers para placas grficas Nvidia j incluem o motor fsico, alm de ter uma srie de otimizaes para placas da Nvidia.O motor fsico Havok o lder na deteco de coliso em tempo real e solues de simulao fsica. Havok oferece a tecnologia mais rpida de simulao fsica, razo pela qual se tornou muito utilizada da indstria de jogos. Havok Fsica foi escolhida pelos desenvolvedores de jogos em mais de 200 ttulos lanados e muitos mais em desenvolvimento (HAVOK, 2010).Havok hoje mantido pela Intel e tambm um motor fsico proprietrio, ele no gratuito. Desenhado inicialmente para consoles, hoje funciona em maioria das plataformas como: Unix, Linux, PlayStation 3, PlayStation 2, PlayStation portable, GameCube, Wii, Mac, Xbox 360, Xbox e Windows. Bullet um motor fsico de deteco de coliso profissional de cdigo aberto, para corpos rgidos e maleveis dinamicamente. A biblioteca gratuita para uso comercial sob a licena Zlib (Bullet, 2010).O motor fsico o primeiro entre as engines de cdigo aberto. Tambm disponvel para grande nmero de arquiteturas como: PlayStation 3, Xbox 360, Wii, Windows, Mac, Linux e Iphone. Foi desenvolvido por um empregado da Sony Computer Entertaiment. Por ser de cdigo aberto, estar disponvel em um grande nmero diferente de arquitetura, e ter sido desenvolvido por um membro de uma grande corporao na rea de jogos digitais, um grande nmero de usurios aderiu ao motor fsico.2.5 Ogre 3DOgre 3D uma engine grfica de cdigo aberto disponibilizado sobre a licena LGPL.2.5.1 LinguagemC++, mas existem opo de utiliz-la na plataforma .NET, em Java e Python.2.5.2 Plataforma Windows; Linux; Mac; Iphone;2.5.3 Renderizador OpenGL; DirectX 9;2.5.4 Documentao

tima documentao (http://www.ogre3d.org/documentation), API de referncia (http://www.ogre3d.org/docs/api/html/), timo manual (http://www.ogre3d.org/docs/manual/), um completo wiki (http://www.ogre3d.org/wiki), com tutoriais de instalao, de aprendizagem, de recursos disponveis, e exemplos, dois timos frum (http://www.ogre3d.org/forums/), um para a engine, e outro somente para os plugins, com vrios administradores que so os prprios desenvolvedores da engine, alm de existir um livro sobre a engine.2.5.5 Engines Fsica Newton Game Dynamics; Nvidia PhysX; Open Dynamics Engine, ou simplesmente ODE; Bullet;2.6 IrrLichtIRRLICHT uma game engine de cdigo aberto disponibilizado sobre licena zlib/libpng.2.6.1 LinguagemC++, mas existe a opo de utiliz-la na plataforma .NET, Java, Perl, Ruby, Phyton, FreeBasic, LUA e Delphi.2.6.2 Plataforma Windows; Linux; Mac.2.6.3 Renderizador OpenGL; DirectX 8 e 9;2.6.4 Documentao

Boa documentao, API de referncia (http://irrlicht.sourceforge.net/docu/index.html), um bom wiki (http://www.irrlicht3d.org/wiki), com tutoriais de instalao, de aprendizagem, e exemplos, um bom frum com vrios administradores que so os prprios desenvolvedores da engine (http://irrlicht.sourceforge.net/phpBB2/index.php).2.6.5 Engines Fsica Physics Abstraction Layer; Newton Game Dynamics; Open Dynamics Engine, ou simplesmente ODE; Tokamak; Nvidia PhysX; Bullet.2.7 Java Monkey EngineJava Monkey Engine, ou simplesmente JME, uma game engine de cdigo aberto disponibilizado sobre a licena LGPL, tem como linguagem de programao Java.2.7.1 LinguagemJava2.7.2 Plataforma Windows; Linux; Mac; Solaris.2.7.3 Renderizador OpenGL.2.7.4 Documentao

Fraca documentao, um bom wiki (http://jmonkeyengine.org/wiki/doku.php), com tutoriais de instalao, de aprendizagem, e exemplos, frum regular (http://jmonkeyengine.org/forums/).2.7.5 Engine Fsica Bullet;2.8 UnityUnity uma game engine proprietria com verso gratuita limitada.2.8.1 Linguagem C#; JavaScript; Boo, uma variante de Python.2.8.2 Plataforma

A verso gratuita do Unity est disponvel nas seguintes plataformas: Windows; Mac; Web player.2.8.3 Renderizador OpenGL; DirectX.2.8.4 Documentao

tima documentao (http://unity3d.com/support/documentation/), API de referncia (http://unity3d.com/support/documentation/ScriptReference/index.html), timo manual (http://unity3d.com/support/documentation/Manual/index.html), grande nmero de tutoriais inclusive vdeos (http://unity3d.com/support/resources/tutorials/), grande nmero de exemplos, timo frum (http://forum.unity3d.com/), e um bom wiki (http://www.unifycommunity.com/wiki/index.php?title=Main_Page).2.8.5 Engine Fsica Nvidia PhysX;2.9 Microsoft XNAMicrosoft XNA, ou simplesmente XNA, uma game engine proprietria gratuita sobre licena EULA.2.9.1 Linguagem C#;2.9.2 Plataforma Windows; XBOX 360; Zune.2.9.3 Renderizador DirectX.2.9.4 Documentao

tima documentao (http://creators.xna.com/en-US/education/), API de referncia, timo manual, grande nmero de tutoriais, grande nmero de exemplos (http://creators.xna.com/en-US/education/catalog/), timo frum (http://forums.xna.com/forums/).2.9.5 Engine Fsica Nvidia PhysX; Open Dynamics Engine, ou simplesmente ODE; Bullet;2.10 Testes de engines

Aps a apresentao de cada engine, alguns de seus recursos e plataformas, foram realizados alguns testes, para melhorar compar-las.2.10.1 Ambiente

Para realizar os testes foi montado o seguinte ambiente para cada engine: OGRE: Windows 7, Microsoft Visual C++ 2008 Express; Ubuntu 10.04, Code::Blocks e GCC; IRRLICHT: Windows 7, Microsoft Visual C++ 2008 Express; Ubuntu 10.04, Code::Blocks e GCC; JME: Windows 7, Eclipse; Ubuntu 10.04, Eclipse. Unity: Windows 7, Unity Studio 2.6 XNA: Windows 7, Microsoft Visual C# 2008 Express, XNA 3.1.2.10.2 Observaes

Para analisar desempenho de cada engine foi adotada a medida de FPS (Frames per Second) que nmero de quadro ou imagens por segundo. Foi escolhida essa mtrica, pois ela a principal mtrica usada para definir, por exemplo, requisitos mnimos para execuo de um game. Essa medio consiste em contar quantas imagens a placa de vdeo gera em um segundo, quanto mais imagens melhor o desempenho. Todos os testes a seguir foram realizados em resoluo 1024x768 pixels.

Porm ao medir essa taxa de FPS algumas observaes tm que ser citadas, pois elas afetam negativamente o desempenho de cada engine: Ogre: Nos exemplos usados, a engine adiciona uma mdia de 200 tringulos na cena para colocar seu logo, e as observaes (como nmero de tringulos, e desempenho), alm disso, existe um ponto de iluminao, e tambm por padro j existem funes de movimentao com os botes WASD do teclado, setas do teclado, e funo de viso que executada pelo mouse. IRRLICHT: Nos Exemplos usados, o IRRLICHT adiciona funes de movimentao com as setas do mouse, e funo de viso que executada pelo mouse, alm disso, h um ponto de luz na cena. JME: Nos exemplos usados, o JME adiciona uma mdia de 50 tringulos na cena para colocar um grfico com a medio do FPS, alm disso, existe um ponto de iluminao, e tambm por padro j existem funes movimentao com os botes WASD do teclado, setas do teclado, e funo de viso que executada pelo mouse. Unity: Existe apenas um ponto de luz na cena. XNA: Existem apenas as funes de movimentao atravs dos botes WASD, e setas do mouse.Tendo em vista isso, pode-se concluir que o XNA e o Unity so mais leves, e o Ogre mais pesado por ter mais funes e por ter mais tringulos na cena.2.10.3 TestesPara realizao dos testes foram escolhidos objetos aleatrios, disponibilizados gratuitamente em sites que oferecem modelos gratuitos ou foram desenhados pelo autor.Todos os arquivos dos testes foram importados para o Blender, e exportados para os formatos de cada engine que so: Ogre: Ogre Meshes (.mesh) (plugin para blender); IRRLICHT: IRR Scene (.irr) (plugin para blender); JME: Ogre Meshes (.mesh) (plugin para blender); Unity: Arquivo padro do blender (.blend); XNA: DirectX (.x).Os dez testes a seguir esto ordenados pelo nmero de tringulos em cena ascendente, seguido por uma foto de um dos testes realizado. Primeiro Teste (vide figura 40): Espada 523 tringulos.Tabela 1: Primeiro teste ente enginesSistema OperacionalRenderizadorEngineMdia FPS

Windows 7Open GLOgre1359

Windows 7Direct XOgre2065

Windows 7Direct XXNA2365

Windows 7Direct XIRRLICHT2200

Windows 7Open GLIRRLICHT1918

Windows 7Direct XUnity 3D881

Windows 7Open GLJME1200

Ubuntu 10.04Open GLOgre1932

Ubuntu 10.04Open GLIRRLICHT2202

Ubuntu 10.04Open GLJME1400

Figura 41: teste 1 no Windows, OpenGL e Ogre Segundo Teste (vide figura 41): Escudo 745 tringulos.Tabela 2: Segundo teste ente enginesSistema OperacionalRenderizadorEngineMdia FPS











Figura 42: teste 2 no Windows, DirectX e Ogre Terceiro Teste (vide figura 42): Tails (personagem do jogo Sonic) 5479 tringulos.Tabela 3: Terceiro teste ente enginesSistema OperacionalRenderizadorEngineMdia FPS











Figura 43: teste 3 no Windows, DirectX e Irrlicht Quarto Teste (vide figura 43): Tanque 5566 tringulos.Tabela 4: Quarto teste ente enginesSistema OperacionalRenderizadorEngineMdia FPS











Figura 44: teste 4 no Windows, OpenGL e Irrlicht Quinto Teste (vide figura 44): Link (Personagem do jogo Zelda) 7138 tringulos.Tabela 5: Quinto teste ente enginesSistema OperacionalRenderizadorEngineMdia FPS











Figura 45: teste 5 no Windows, DirectX e Unity Sexto Teste (vide figura 45): Uma aeronave 9056 tringulos.Tabela 6: Sexto teste ente enginesSistema OperacionalRenderizadorEngineMdia FPS











Figura 46: teste 6 no Windows, DirectX e XNA Stimo Teste (vide figura 46): Um carro 34906 tringulos.Tabela 7: Stimo teste ente enginesSistema OperacionalRenderizadorEngineMdia FPS











Figura 47: teste 7 no Windows, OpenGL e JME Oitavo Teste (vide figura 47): Um drago 54885 tringulos.Tabela 8: Oitavo teste ente enginesSistema OperacionalRenderizadorEngineMdia FPS











Figura 48: teste 8 no Linux, OpenGL e Ogre Nono Teste (vide figura 48): Um palcio 148436 tringulos.Tabela 9: Nono teste ente enginesSistema OperacionalRenderizadorEngineMdia FPS











Figura 49: teste 9 no Linux, OpenGL e Irrlicht Dcimo Teste (vide figura 49): Um jogo de xadrez 148618 tringulos.Tabela 10: Dcimo teste ente enginesSistema OperacionalRenderizadorEngineMdia FPS











Figura 50: teste 10 no Linux, OpenGL e Jme2.10.4 Concluso

Tirando uma mdia desses dados (vide figura 50), os melhores desempenhos foram encontrados em Windows / DirectX / Ogre (vide figura 51), Ubuntu / OpenGL / Ogre (vide figura 52), Windows / DirectX / XNA (vide figura 53).

Figura 51: Grfico de Comparao entre engines

Figura 52: Grfico dos resultados de Windows, DirectX e Ogre

Figura 53: Grfico dos resultados de Ubuntu, OpenGL e Ogre

Figura 54: Grfico dos resultados de Windows, Directx e XNAA engine Microsoft XNA aparece com um bom resultado entre as engines, porm, precisa ser observado, que quase todos os objetos sofreram problemas ao ser importados, um problema frequente que se encontrou foi com as normais. O pior desempenho foi da engine Unity, porm se for observado os ltimos testes ela obteve um bom desempenho, e, alm disso, essa engine mostrou a menor queda de FPS ao maior nmero de tringulos (vide figura 54), outra grande vantagem da engine, que ela disponibiliza uma ferramenta grfica para desenvolvimento, e, alm disso, ela importa objetos da maioria dos modeladores 3D, e, no foi encontrados problemas em nenhuma das importaes.

Figura 55: Grfico de Comparao da engine Unity3. ProjetoAps todo esse levantamento tcnico sobre engines o projeto visa mostrar essas ferramentas aplicadas na prtica, ou seja, a implementao de um jogo 3D. A engine escolhida por razes de desempenho e por ser de cdigo aberto foi a engine Ogre. Como motor de fsica foi escolhido a engine Bullet, pela facilidade de desenvolvimento e grande nmero de recursos oferecidos, e como interface grfica foi escolhida o CEGUI por causa da sua fcil integrao com Ogre. Para tratamento de udio foi escolhido OpenAL ( Open Audio Library ) por ser de cdigo aberto, multi-plataforma e de fcil utilizao.3.1 OgreComo j dito anteriormente Ogre um ferramenta de cdigo aberto, um motor 3D orientado a cenas, flexvel escrito em C++ desenhado para tornar mais fcil e intuitiva para os desenvolvedores a produzir aplicaes utilizando a acelerao por hardware de grficos 3D. A biblioteca abstrai todos os detalhes de utilizar as bibliotecas do sistema subjacente como Direct3D e OpenGL e fornece uma interface baseada em objetos do mundo e de outras classes e intuitiva (OGRE, 2010). A verso 1.0 da engine foi lanada em fevereiro de 2005 a verso utilizada ser 1.7.1 lanada no fim do ms de abril de 2010. 3.2 BulletBullet uma biblioteca deteco de coliso e simulao dinmica de corpos rgidos. A Biblioteca de cdigo aberto e gratuito para uso comercial, sob a licena Zlib. Isto significa que voc pode us-lo em jogos comerciais, mesmo na prxima gerao de consoles como o Sony Playstation 3 (Bullet, 2010).A verso utilizada no projeto ser a ultima verso 2.77 lanada em setembro de 2010.3.3 CEGUIA interface grfica CEGUI foi projetada desde o incio para ser usada em engine de jogos. Possui ferramenta grfica multi plataforma. Possui como padro de layout um xml muito fcil de usar, de alta performance, e escrita em C++ (CEGUI, 2010).Sua primeira verso foi lanada no incio do ano de 2006, e a verso utilizada no projeto 0.7.1 foi lanada em janeiro de 2010.3.4 OpenALPara a manipulao de diversos tipos de som, desde msicas a efeitos sonoros foi escolhida o motor OpenAL utilizando-se do formato de compresso de dados Theora (.ogg).O motor OpenAL permite voc utilizar projeo tridimensionais de msicas e efeitos, ou seja, com essa biblioteca permitido realizar projees de distncia de emisso de som, ou seja, possvel distinguir se o som foi emitido de perto ou longe, da esquerda, do meio ou da direita, aumentando assim a percepo e o realismo do jogo.3.5 JogoO jogo apresentado uma primeira verso com apenas uma batalha que demonstrar todos os conceitos abordados. O nome do jogo Tumbu (vide figura 56).

Figura 56: Nome e logo do jogo3.5.1 Gnero

O jogo em desenvolvimento ambientado no futuro, seguindo o estilo do clssico RPG (Role-Playing Game), traduzindo, jogo de interpretao de personagens.

O gnero do jogo foi bastante inspirado por importantes jogos como: The Legend Of Zelda Ocarina Of Time (Nitendo, 1998), as sries da Square Final Fantasy, Shadow Hearts, Drakengard e Ogre battle, The Witcher (CD Projekt e Red Studio, 2007).3.5.2 ContextoOs personagens disponveis no jogo so basicamente robs, assim como nosso heri (vide figura 56), mais detalhes sobre o contexto do jogo, enredo encontra-se completo no apndice A dessa monografia.

Figura 57: Rob inicialmente3.5.3 ObjetivoO jogo tem como objetivo entreter o jogador atravs de lutas entre esses robs, sendo que em cada luta, se ganhar pontos, que no acmulo desses, sero transformados em habilidades para o rob, alm disso, ser adotado um sistema de customizao do rob onde o jogador pode construir o seu rob em 5 partes: cabea, corpo, brao direito, brao esquerdo e pernas. Essas customizaes sero feitas atravs de novas peas que podero ser adquiridos pelo jogador no decorrer do jogo atravs do dinheiro ganho durante sua jornada.3.5.4 MecnicaA mecnica do jogo baseada em robs e na luta entre eles. Muitas so as caractersticas que definem um rob, como HP (Health Points pontos de sade), que em batalha quando alcanado o nvel de 0 o rob parar de funcionar caracterizando derrota, breath (flego) que ser o flego disponvel para execuo de golpes, alm de outros atributos como ataque, defesa e velocidadeO sistema de luta consiste entre dois robs em um terreno, cada um tem seu HP, o primeiro a ter seu HP esgotado ser considerado como derrotado, no final de cada luta o jogador vencedor ganhar pontos de experincia que posteriormente se transformaro em habilidades a serem distribudas no rob.3.5.5 Sistema de CmeraO sistema de cmera adotado em todo o jogo ser o de terceira pessoa, ou seja, nesse sistema de cmera voc pode visualizar voc mesmo assim como o cenrio em sua volta.3.5.5 Sistema de ComandosO jogo conta com movimentao simples encontrada em maioria dos jogos, os comandos do rob so: W Andar para frente; A Andar para esquerda; S Andar para traz; D Andar para direita; Q rotacionar a cmera para esquerda; E rotacionar a cmera para direita; P Defesa; O Soco;O menu de opes do jogo pode ser acionado atravs da tecla ESC a qual ser mostrado botes como de situao de jogo, inventrio de itens, opes de jogos, ajuda e sair (vide figura 56).

Figura 58: Menu PrincipalToda a parte de GUI do jogo, menus, botes e etc., sero controlados atravs de mouse.3.6 Desenvolvimento do jogoAps se apresentar o jogo, ser apresentado como ele foi desenvolvido as ferramentas e os principais algoritmos aplicados.3.6.1 Modelagem de personagensComo dito anteriormente a ferramenta usada para fazer modelagem dos personagens foi o Blender, alm da modelagem, toda animao de personagem foi feita nele.A figura 59 ilustra como foi modelado o primeiro rob.

Figura 59: Modelando do primeiro rob.Como podemos ver na imagem anterior, o rob foi modelado com baixo nmero de tringulos, e foi usada basicamente a pintura de vrtice usando a cor cinza, na cabea foi usado UV Mapping assim como mostra a figura. A figura 60 ilustra o modelo do segundo rob.

Figura 60: Modelando do segundo rob.A modelagem do segundo rob seguiu o padro do primeiro com algumas modificaes na cabea braos e peito do personagem.3.6.2 Animao dos personagensAinda no Blender foi feita a animao desses personagens, a tcnica usada foi a tcnica de animao por esqueleto, onde criado um esqueleto composto por ossos e articulaes (vide figura 61).

Figura 61: Modelando o esqueleto do personagem para animaoAps desenhar tal esqueleto o associamos a um objeto 3D, ajustando se necessrio os ossos aos vrtices a arestas do objeto (vide figura 62).

Figura 62: Rob associado a um esqueleto.Agora se tem um objeto relacionado a um esqueleto. Para fazer a animao basta mudar a perspectiva do Blender para a perspectiva de animao (vide figura 63).

Figura 63: Perspectiva de animao.Nessa perspectiva cria-se uma nova animao, e a animao feita movendo e girando as articulaes dos ossos, feito isso, a ferramenta ir automaticamente atualizar o objeto 3D (vide figura 64).

Figura 63: Animao andar.Ao todo foram criadas 7 animaes: comemorao de vitria, tchau, soco (vide figura 64), especial, sem pose, defesa e andar.

Figura 64: Animao soco.3.6.3 Modelagem de terrenosForam criados dois modelos bsicos para o terreno, o primeiro foi uma arena de batalha (vide figura 65), com o logo do jogo ao centro, nesse modelo foi usado para pintura apenas a tcnica de UV Mapping.

Figura 65: Arena de batalha.O segundo modelo criado foi uma espcie de estdio que ficar em volta da arena, o modelo foi inspirado no Coliseu de Roma (vide figura 66), nesse modelo tambm s foi usado UV Mapping.

Figura 66: Estdio da batalha.3.6.3 Carregando modelos no OgreO primeiro passo exportar esses modelos criados no Blender para um formato compatvel com Ogre, para isso foi usado um plug-in para Blender chamado Ogre Meshes Exporter (vide figura 67). Nesse plug-in permitido exportar os objetos, animaes e texturas do objeto.

Figura 67: Exportador Ogre.Ao exportar o plug-in gerar um arquivo com extenso .mesh (exemplo pernas.mesh) nesse arquivo tem todas informaes de vrtices, arestas e faces, assim como animaes e aplicaes de texturas.O Ogre se baseia em grafos de cenas, ou seja, as cenas so compostas por ns, a vantagem dessa abordagem a organizao de uma cena, a manipulao que se pode ter movendo um n filho para outro n pai. Umas das principais vantagens do n que tudo que for feito em um n pai, afeta todos os ns filhos, por exemplo, voc tem um personagem que est em um n, e tem um carro em outro n, no momento em que o personagem entrar no carro, o n personagem colocado como filho do n carro, assim ao mover o carro o personagem automaticamente se mover junto a ele.Foi criado para cada rob um objeto chamado Character que contm um n para cada parte do corpo e um n pai para todos esses ns como podemos ver abaixo:Ogre::SceneNode

*charNode,

*cabecaNode,

*corpoNode,

*bracoDirNode,

*bracoEsqNode,

*pernasNode;Nesses ns podem ser associado vrias coisas como objetos 3D (Entity), luzes (Light) entre outros objetos. Para carregar os objetos no Ogre foi feito o seguinte procedimento:mainChar = new Character();mainChar->charNode = mSceneMgr->getRootSceneNode()->createChildSceneNode( "mainCharNode", Ogre::Vector3(6,14,0) );/** CRIA UM N PARA CADA PARTE DO CORPO */mainChar->cabecaNode = mainChar->charNode->createChildSceneNode("mainCharCabeca");mainChar->corpoNode= mainChar->charNode->createChildSceneNode( "mainCharCorpo" );mainChar->bracoDirNode = mainChar->charNode->createChildSceneNode("mainCharBracoDir");mainChar->bracoEsqNode = mainChar->charNode->createChildSceneNode( "mainCharBracoEsq" );mainChar->pernasNode= mainChar->charNode->createChildSceneNode( "mainCharPernas" );/** CARREGA OS ARQUIVOS */mainChar->cabeca= mSceneMgr->createEntity( "cabeca","cabeca_001.mesh" );mainChar->corpo= mSceneMgr->createEntity( "corpo","corpo_001.mesh" );mainChar->bracoDir= mSceneMgr->createEntity( "bracoDir", "braco_dir_001.mesh" );mainChar->bracoEsq= mSceneMgr->createEntity( "bracoEsq", "braco_esq_001.mesh" );mainChar->pernas= mSceneMgr->createEntity( "pernas","pernas_001.mesh" );/** Colocando as entidades em seus ns*/mainChar->cabecaNode->attachObject(mainChar->cabeca);mainChar->corpoNode->attachObject(mainChar->corpo);mainChar->bracoDirNode->attachObject(mainChar->bracoDir);mainChar->bracoEsqNode->attachObject(mainChar->bracoEsq);mainChar->pernasNode->attachObject(mainChar->pernas);Aps carregar esses objetos, eles so posicionados para que se paream ser um objeto s, o cdigo fonte pode ser conferido abaixo:/** Ajustando posies*/mainChar->charNode->setPosition(1.0f, 0.2f, 0.0f);mainChar->cabecaNode->setPosition( Ogre::Vector3( 0.000f, 1.642f, 0.010f) );mainChar->corpoNode->setPosition( Ogre::Vector3( 0.000f, 1.263f, 0.000f) );mainChar->bracoDirNode->setPosition( Ogre::Vector3( -0.238f, 1.161f, 0.002f) );mainChar->bracoEsqNode->setPosition( Ogre::Vector3( 0.225f, 1.219f, -0.003f) );mainChar->pernasNode->setPosition( Ogre::Vector3( 0.000f, 0.516f, 0.092f) );Agora feita a parte fsica junto ao Bullet. A ideia simples, usado para cada objeto 3D uma forma para coliso o que chamamos de Shapes, todos esses Shapes depois de criados so associado ao corpo rgido do personagem (RigidBody). Para melhor explicar esses Shapes mostrada uma foto do jogo, ativando o modo de mostrar Shapes (vide figura 68), note que os Shapes so as linhas na cor verde.

Figura 68: Shapes do personagemO cdigo para serem criados esses Shapes e corpos rgidos, sua hierarquia e posio pode ser conferido abaixo:mainChar->charRigidBody = new OgreBulletDynamics::RigidBody( "mainCharRigid", world );animConverter= new OgreBulletCollisions::AnimatedMeshToShapeConverter(mainChar->cabeca);mainChar->cabecaShape= animConverter->createConvex();delete animConverter;animConverter= new OgreBulletCollisions::AnimatedMeshToShapeConverter(mainChar->corpo);mainChar->corpoShape= animConverter->createConvex();delete animConverter;animConverter= new OgreBulletCollisions::AnimatedMeshToShapeConverter(mainChar->bracoDir);mainChar->bracoDirShape= animConverter->createConvex();delete animConverter;animConverter= new OgreBulletCollisions::AnimatedMeshToShapeConverter(mainChar->bracoEsq);mainChar->bracoEsqShape= animConverter->createConvex();delete animConverter;animConverter= new OgreBulletCollisions::AnimatedMeshToShapeConverter(mainChar->pernas);mainChar->pernasShape= animConverter->createConvex();delete animConverter;mainChar->charShape = new OgreBulletCollisions::CompoundCollisionShape();mainChar->charShape->addChildShape(mainChar->cabecaShape,Ogre::Vector3(0.000f, 1.642f, 0.010f));mainChar->charShape->addChildShape(mainChar->corpoShape,Ogre::Vector3( 0.000f, 1.263f, 0.000f));mainChar->charShape->addChildShape(mainChar->bracoDirShape,Ogre::Vector3(-0.238f, 1.161f, 0.002f));mainChar->charShape->addChildShape(mainChar->bracoEsqShape,Ogre::Vector3( 0.225f, 1.219f, -0.003f));mainChar->charShape->addChildShape(mainChar->pernasShape,Ogre::Vector3( 0.000f, 0.516f, 0.092f));mainChar->charRigidBody->setShape( mainChar->charNode, mainChar->charShape, charRestitution, charFriction, charMass );Aps isso, criado e carregado uma matriz de animaes e partes do corpo, ou seja, de 6 por 5:Ogre::String animNames[] = {"andar", "soco_direito", "no_pose", "victory_dance", "tchau", "guard"};

for( int i = 0; i < 7; i++){mainChar->animationArray[i][0] = mainChar->cabeca->getAnimationState(animNames[i]);mainChar->animationArray[i][1] = mainChar->corpo->getAnimationState(animNames[i]);mainChar->animationArray[i][2] = mainChar->bracoEsq->getAnimationState(animNames[i]);mainChar->animationArray[i][3] = mainChar->bracoDir->getAnimationState(animNames[i]);mainChar->animationArray[i][4] = mainChar->pernas->getAnimationState(animNames[i]);}Para carregar a arena e o estdio o procedimento parecido, porm nesses objetos no so criadas animaes, e por serem objetos sem movimentos usado uma srie de classes para otimizao desses objetos. Primeiro criado uma funo para adicionar TriMesh estticos ( mesh = objeto, tri = tringulos ):OgreBulletDynamics::RigidBody* TUMBU::addStaticTrimesh (const Ogre::String &instanceName, const Ogre::String &meshName, const Ogre::Vector3 &pos, const Ogre::Quaternion &q, const Ogre::Real bodyRestitution, const Ogre::Real bodyFriction, bool castShadow){Ogre::Entity *sceneEntity = mSceneMgr->createEntity(instanceName + Ogre::StringConverter::toString(mNumEntitiesInstanced), meshName);sceneEntity->setCastShadows (castShadow);OgreBulletCollisions::StaticMeshToShapeConverter *trimeshConverter = new OgreBulletCollisions::StaticMeshToShapeConverter(sceneEntity);OgreBulletCollisions::TriangleMeshCollisionShape *sceneTriMeshShape = trimeshConverter->createTrimesh();delete trimeshConverter;OgreBulletDynamics::RigidBody *sceneRigid = new OgreBulletDynamics::RigidBody( instanceName + "Rigid" + Ogre::StringConverter::toString(mNumEntitiesInstanced),world);Ogre::SceneNode *node = mSceneMgr->getRootSceneNode ()->createChildSceneNode ();node->attachObject (sceneEntity);sceneRigid->setStaticShape(node, sceneTriMeshShape, bodyRestitution, bodyFriction, pos);mNumEntitiesInstanced++;return sceneRigid;}Aps criadas essas funes, carregamos facilmente os objetos do cenrio do seguinte modo:addStaticTrimesh("arena", "arena.mesh", Ogre::Vector3(0,0,0), Ogre::Quaternion::IDENTITY, 0.1f, 0.8f, false);addStaticTrimesh("coliseum", "coliseum.mesh", Ogre::Vector3(0,0,0), Ogre::Quaternion::IDENTITY, 0.1f, 0.8f, false);3.6.4 Composio das classesPara padronizar as classes dentro do desenvolvimento foi criado uma interface chamada GameObject nessa interface so definidos todos os mtodos que uma classe que representa algo na cena deve implementar:class GameObject{public:

GameObject(void); virtual ~GameObject(void);

virtual void keyPressed(const Ogre::Real time, const OIS::KeyEvent& input) = 0;

virtual void keyReleased(const Ogre::Real time, const OIS::KeyEvent& input) = 0;

virtual void update(const Ogre::Real time) = 0;private:}; Os 3 mtodos que so obrigatoriamente implementados so: keyPressed: mtodo que executado quando foi apertado algum boto ou tecla pelos dispositivos de entrada; keyReleased: mtodo executado quando um desses botes ou teclas so soltados; update: esse mtodo executado a cada frame gerado pela placa de vdeo.O parmetro time representa a diferena de tempo do frame anterior at o frame atual. O parmetro input contm todas informaes de qual foi o boto ou tecla acionada pelo jogador.3.6.5 ClassesSer explicado aqui o funcionamento e os algoritmos das principais classes que compe o jogo.A classe Camera responsvel por todo movimento e regras de cmera, em seu construtor so recebidos dois parmetros: Ogre::Camera: a objeto cmera do motor Ogre; Ogre::SceneNode* mChaseNode: o n a qual a cmera vai seguir.No momento que a classe instanciada criado um novo n a partir do n raiz do grafo:mCameraNode = camera->getSceneManager()->getRootSceneNode()->createChildSceneNode();O objeto Ogre::Camera atribudo a esse novo n criado, porm na posio x = 0, y = 2.2, e z = 4 como mostra o cdigo a seguir:

mCamera->setPosition(Ogre::Vector3( 0, 2.2f, 4.0f ) );

mCameraNode->attachObject(mCamera);Desse modo garante-se que a cmera esteja sempre apontando para o centro do n, facilitando a rotao, pois, no caso de uma rotao, s preciso girar o n, e automaticamente todos os filhos dos ns sofrero essa rotao.No mtodo update da classe atualizamos sempre a posio da cmera de acordo com n que ela est seguindo, e verificamos se o usurio solicitou rotao de cmera ou zoom de cmera como mostra o cdigo a seguir:mCameraNode->setPosition( chaseNode->getPosition() );if( isRotatingRight ){

mCameraNode->yaw(Ogre::Radian(timeSinceLastFrame * -3));}else if( isRotatingLeft){

mCameraNode->yaw(Ogre::Radian(timeSinceLastFrame * 3));}else if( isRotatingUp ){

mCameraNode->pitch(Ogre::Radian(timeSinceLastFrame * -3));

}else if( isRotatingDown ){

mCameraNode->pitch(Ogre::Radian(timeSinceLastFrame * 3));}else if( isZoomIn && mCamera->getPosition().z > MIN_CAMERA_DISTANCE){

mCamera->setPosition(mCamera->getPosition() + Ogre::Vector3(0, 0, -10 * timeSinceLastFrame));}else if( isZoomOut && mCamera->getPosition().z < MAX_CAMERA_DISTANCE){

mCamera->setPosition(mCamera->getPosition() + Ogre::Vector3(0, 0, 10 * timeSinceLastFrame));}Outra classe importante a classe que controla a interface de usurio chamado de GUI. Essa classe responsvel por toda comunicao com a biblioteca CEGUI, carregar todos os layouts de menus e mostrar e sumir menus da tela.Esses layouts so carregados de arquivos com a extenso .layout que so arquivos do tipo XML com as informaes sobre elementos, tamanhos, textos, cores entre outras informaes. Para um exemplo completo sobre esse arquivo XML ver o apndice B, que contm os menus da conversa entre personagens.Aps ler esses arquivos as propriedades do XML so persistidos em variveis da classe para poder ser feita a manipulao. No cdigo abaixo mostrado como feita a associao do arquivo chamado loading:loadingLayout = CEGUI::WindowManager::getSingleton().loadWindowLayout( "loading.layout" );mainLoading = wmgr.getWindow("RootLoading/Loading");loadingText = (CEGUI::Window*)mainLoading->getChild("RootLoading/Loading/LoadingText");Associado a variveis eles so facilmente manipulados. O exemplo a seguir mostra o funcionamento da funo que ativa a mensagem de carregando...:void GUI::startLoad(Ogre::String message){

mainLoading->setVisible(true);

loadingText->setText(message);}Temos tambm a classe SoundManager responsvel pela manipulao de sons no jogo. O seu principal mtodo o createSoundNode que cria um n filho de um n passado por parmetro com a msica desejada, como mostra o cdigo a seguir:OgreAL::Sound* SoundManager::createSoundNode(Ogre::SceneNode* father, Ogre::String nodeName, Ogre::String musicName, Ogre::String musicFile, bool loop){OgreAL::Sound* sound = soundManager->createSound(musicName, musicFile, loop, stream);Ogre::SceneNode* soundNode = father->createChildSceneNode(nodeName);soundNode->attachObject(sound);return sound;}Por parmetro recebido o n pai do n da msica, o nome do novo n a ser criado, o nome da msica, o nome do arquivo com a msica, um booleano para saber se a msica ser tocada repetidamente.Uma das classes mais importantes classe responsvel pela manipulao dos robs, essa classe chamada Character. Alm das variveis responsveis pela manipulao de objetos, fsica e animao a classe Character contm uma srie de outros atributos que podem ser conferidos a seguir./** Atributos das atuais do jogador */double hp;double bp;/** Atributos estticos do jogador */double maxHp;double maxBp;double maxAttack;double maxDefense;double maxVelocity;Um dos principais algoritmos dessa classe o algoritmo de movimento do jogador. Primeiros vamos ver o cdigo do mtodo keyPressed:if (input.key == OIS::KC_W){

mKeyDirection.z = -1;}else if (input.key == OIS::KC_A){

mKeyDirection.x = -1;}else if (input.key == OIS::KC_S){

mKeyDirection.z = 1;}else if (input.key == OIS::KC_D){

mKeyDirection.x = 1;}Ainda no mtodo keyPress verificamos se esse vetor tridimensional diferente de 0, se for diferente ativamos a animao andar para o objeto das pernas:if (!mKeyDirection.isZeroLength()){

animationArray[0][ANIM_PERNAS]->setEnabled(true);}O cdigo a seguir mostra um trecho do mtodo update e representa a parte de movimento:/** Movimento */if (!mKeyDirection.isZeroLength()){// Calcula a direo do movemento a paritr da posio da cameramGoalDirection += mKeyDirection.z * activeCameraNode->getOrientation().zAxis();mGoalDirection += mKeyDirection.x * activeCameraNode->getOrientation().xAxis();mGoalDirection.y = 0;mGoalDirection.normalise();//Calcula quanto se deve rotacionarOgre::Quaternion toGoal = charNode->getOrientation().zAxis().getRotationTo(mGoalDirection);// Calcula quanto o rob esta virado para direo de destinoOgre::Real yawToGoal = toGoal.getYaw().valueDegrees();// Quanto pode virar nesse frameOgre::Real yawAtSpeed = yawToGoal / Ogre::Math::Abs(yawToGoal) * time * TURN_SPEED;if (yawToGoal < 0){

yawToGoal = std::min(0, std::max(yawToGoal, yawAtSpeed));}else if (yawToGoal > 0){

yawToGoal = std::max(0, std::min(yawToGoal, yawAtSpeed));}//Rotacionando o n no eixo YcharNode->yaw(Ogre::Degree(yawToGoal));//Atualiza a parte fsica de acordo com a nova rotao e posies do robbtTransform localTrans(OgreBulletCollisions::OgreBtConverter::to(charNode->getOrientation()),

OgreBulletCollisions::OgreBtConverter::to(charNode->getPosition()));charRigidBody->getBulletObject()->setWorldTransform(localTrans);//Calcula a velocidade que ser aplicada ao corpo fsicabtVector3 translation = OgreBulletCollisions::OgreBtConverter::to(charNode->_getDerivedOrientation() * Ogre::Vector3(0,0,RUN_SPEED));translation.setY(0);charRigidBody->getBulletRigidBody()->setLinearVelocity( translation );//Atualiza a animao das pernasanimationArray[0][ANIM_PERNAS]->addTime(time);}Essas so as principais classes e principais funcionalidades que compe o projeto, existem muitas outras, mas sem muita necessidade de explicao.3.6 Fotos do jogoPara melhor demonstrar o projeto em funcionamento foram tiradas algumas fotos (figura 69 a 74) durante o jogo.

Figura 69: Foto 1 tirada durante o jogo





Figura 74: Foto 6 tirada durante o jogo4. ConclusoConclui-se ento que a rea de jogos tanto em questes tecnolgicas como em questes de mercado vem crescendo.Em questes de mercado vemos cada vez mais crescer o nmero de jogadores, isso foi impulsionado pela grande facilidade de acesso aos jogos, e a grande gama de tipos de jogos, hoje se tem jogos para diversos tipos de pblicos, como: jogos casuais, jogos sociais (jogos para redes sociais), jogos para computadores, jogos para internet, jogos para videogames, jogos para plataformas mveis e jogos interativos.A rea de desenvolvimento de jogos j muito grande em continentes como Amrica do Norte, Europa e sia, porm, no Brasil a rea est comeando a evoluir. Hoje j temos alguns cursos superiores na rea, mas a rea tem muito que crescer.Em questo de desenvolvimento, foco principal do trabalho, podemos concluir que o desenvolvimento no uma tarefa fcil, pois como j vimos essa rea abrange muitas das cincias da computao alm de outros aspectos como arte e msica.No incio do desenvolvimento de jogos as tecnologias eram limitadas apenas para empresas, porm isso gradativamente vem mudando e cada vez mais temos ferramentas de qualidade disponveis gratuitamente.Hoje em dias podemos escolher quais motores de jogos usar, quais modeladores 3D usar e quais motores fsicos usar.Um dos motivos pelo qual foi escolhido Ogre3D alm de ela ser de cdigo aberto e com uma grande gama de recursos grficos, por ela ser apenas um motor grfico, diferentemente de outros motores como Unity e Unreal que so motores de jogos. Os motores de jogos tm como um dos componentes o motor grfico, porm eles abrangem uma rea muito maior. Um motor de jogo nos dias atuais possui geralmente: editor integrado, motor fsico integrado, motor de udio integrado, sistema de GUI integrado, e bibliotecas de comunicao em rede integrada. Com o Ogre3D possvel voc definir quais motores fsicos, GUI, udio usar, assim cabendo a comunidade dos desenvolvedores Ogre3D se preocuparem apenas com recursos e desempenho da parte grfica, e esse um dos motivos que fazem muitos desenvolvedores e empresas a escolher Ogre3D.Visto isso essa monografia tem como objetivo desmistificar o real processo do desenvolvimento de jogos usando Ogre e ferramentas gratuitas, alm de incentivar pessoas para essa rea de pesquisa. Foram escolhidas ferramentas gratuitas para incentivar a rea profissional a usar ferramentas que podem ser facilmente acessadas por estudantes, facilitando assim o processo de aprendizagem profissional.Referncias BibliogrficasAtari Guide. Disponvel em: http://www.atariguide.com/. Acesso em: abril de 2010.BOTSCH M., Steinberg S., Bischoff S., Kobbelt L. Openmesh a generic and efficientpolygon mesh data structure. OpenSG Simpsio, 2002.Bullet Bullet Physics. Disponvel em: http://bulletphysics.org/wordpress/ . Acesso em novembro de 2010.AURLIO Dicionrio do Aurlio Online Dicionrio da lngua portuguesa. Disponvel em: http://www.dicionariodoaurelio.com/. Acesso em: julho de 2010.CEGUI Crazy Eddies Gui System for Games. Disponvel em: http://www.cegui.org.uk/wiki/index.php/Main_Page. Acesso em julho de 2010. Eberly, D. H. 3D Game Engine Design A Practical Approach to Real-Time Computer Graphics. Boston: Morgan Kaufmann Publishers, 2000, 561 p.GETTLER, Joe. The First Video Game? Disponvel em: http://www.bnl.gov/bnlweb/history/higinbotham.asp. Acesso em: abril de 2010.Havok Havok. Disponvel em: http://www.havok.com/. Acesso em novembro de 2010.IRRLicht IrrLicht A free open source 3d engine, documentation, wiki e forums. Disponvel em: http://irrlicht.sourceforge.net/. Acesso em julho de 2010.JMonkeyEngine Java Monkey Engine wiki, manual e forums. Disponvel em: http://www.jmonkeyengine.org/. Acesso em julho de 2010.Junker, G. Pro Ogre 3D Programming. New York: Apress, 2006. 312 p.NVidia NVidia. Disponvel em: http://www.nvidia.com. Acesso em novembro de 2010.OGRE Open Source 3D Graphics Engine, wiki, manual and api reference. Disponvel em: http://www.ogre3d.org/. Acesso em abril de 2010.Unity Game development Tool, support. Disponvel em: http://unity3d.com/. Acesso em julho de 2010.XNA Creators XNA Creators Club Online, education. Disponvel em: http://creators.xna.com/en-US/. Acesso em julho de 2010.Apndice A: Enredo jogo2050 DC...A Terra passou por um grande caos natural.Cientistas do Reino Unido descobre uma coisa que gerencia todos os tipos de vidas, essa coisa se chama GAIA (Deusa da Terra na mitologia Grega), GAIA o fluxo da vida, e que controla e sincroniza diferentes dimenses.GAIA pode abrir portas para outra dimenso sempre que pensa que necessrio, segundo os cientistas o ltimo portal foi para Avalon, no se sabe quantos portes foram abertos, e por que esto abertos, e quando so abertas.A maior preocupao dos cientistas que o GAIA est irradiando uma estranha energia para a Terra. A energia mstica, no causam nenhum perigo, mas to estranho, ningum consegue explicar o que .Apesar de nossa tecnologia avanada, os nossos robs no podem agir como seres humanos, em outras palavras, eles no tm sentimentos. Rumores dizem que um jovem cientista chamado Jonathan descobriu uma maneira de dar algum tipo de vida a esses robs. Um monte de lendas projetada sobre Jonathan e seu MyMech Chronus.Voc o heri, um estudante universitrio que vive em uma cidade no muito grande no Japo, voc no tem um MyMech e no sabe como ele funciona.Num dia chuvoso voc ficou at mais tarde na faculdade para estudar e opta por fazer um caminho diferente para voltar para casa. Coisas estranhas acontecem nesse caminho, s luzes comeam a piscar, e repentinamente desligam a luz de toda a rua, curiosamente, uma luz branca comea piscar perto de uma fbrica antiga j desativada h muito tempo. Hero caminha at l lentamente, at que encontra no meio de alguns entulhos um MyMech meio sujo emitindo um curioso brilho branco. Hero comea a perguntar algumas questes para o rob, mas o rob no se lembra de nada, depois de vrias tentativas para descobrir coisas sobre o MyMech, o heri decide levar o rob para casa.No meio do caminho um cara parar o heri forando-o a lutar contra seu MyMech. Apesar de o rob desconhecido estar na metade de sua energia que voc decide lutar contra ele.Aps a luta voc volta correndo para sua casa, e o heri decide cuidar do MyMech at que seu dono aparea.Hero ento resolve chamar o rob de Ares. A partir daqui o jogo tem incio e o heri junto ao seu MyMech ter uma trajetrias de vrias batalhas at chegar ao Cientista Jonathan que lhe explica o que acontece no mundo:- Existem diversas ilhas, em espaos e tempos diferentes a qual nosso planeta est conectado, um deles Avalon, GAIA a abriu quando julgou necessrio, e a escondeu quando a misso foi terminada, existe tambm outra ilha chamada Tumbu (vale profundo num dialeto lfico) assim como existem muitas outras. Apesar da gente no os ver elas enxergo todos os acontecimentos dessa galxia atravs do fluxo de vida. Essas ligaes providas por GAIA foi criada, pois essas ilhas precisavam de ajuda, ou precisavam ajudar a Terra, hoje o portal est aberto para Tumbu, que uma espcie de isolamento para todas as espcies que cometeram algum tipo de infrao imposta pelas leis de GAIA. O portal est aberto por que o povo de Tumbu de alguma forma teve acesso a essa galxia e hoje eles usam a nossa tecnologia, unida ao fluxo da vida (esses robs agora so denominados MechFirya, Firya humano em um dialeto lfico) , para tentar se libertar de Tumbu, e dominar outras ilhas e at essa galxia. Ao saber disso Jonathan e Chronus, comeam a recrutar pessoas com seus robs, dando vida a esses robs atravs de GAIA, e, de tempos em tempos so transportados para Tumbu.Em sua primeira viagem Jonathan e Chronus constatam que Tumbu no to diferente que a Terra, isso evidencia GAIA conectar os mundos, o clima lembra muito o clima da Terra. Mas algo curioso acontece em Tumbu, qualquer tipo de arma de fogo no funciona, aps alguns estudos, foi descoberto, que existe uma substncia no ar de Tumbu que elimina qualquer efeito causado por qualquer tipo de plvora. Sua misso salvar Tumbu, e qualquer outra ilha que venha a ser ameaado por esses infratores..Apndice B: Conversation.layout

GlossrioConsole: Aparelho Eletrnico para execuo de jogos (videogames).CPU: processador, parte do computador responsvel por executar as instrues dos programas.Direct3D: API do DirectX responsvel pela renderizao 3D.DirectX: Conjunto de APIs proprietria da Microsoft para programao de jogos.Engine: Conjunto de bibliotecas, para abstrao e simplificao de acesso a um recurso.FPS: Nmero de imagens renderizadas em um segundo.Gamepad: Perifrico de entrada feita para jogos.GPU: ou VPU, processador normalmente encontradas nas placas de vdeo especializado em processamento grfico.GUI: Interface grfica para interao entre usurio e dispositivo digital, termo bastante usado no desenvolvimento de jogos.Interface: Mediador entre duas entidades diferentes seja APIs, hardwares, etc.Inteligncia Artificial: Cincia e engenharia dedicada a oferecer artifcios para fazer simular a inteligncia humana.Joysticks: Perifrico de entrada (formato de basto) feita para jogos.LUA: Linguagem de programao interpretada, imperativa, de script, procedural, pequena e reflexiva, projetada para expandir aplicaes em geral.Malha: Estrutura geomtrica, em jogos, conjunto de vrtices, bordas e faces.Matriz: Tabela de smbolos com N linhas em M colunas.Modelagem: Ato de esculpir, desenhar.OIS: API multiplataforma orientada a objetos para entrada de dados por diferentes dispositivos.Phyton: Linguagem de Programao Dinmica.RPG: Estilo de jogo em que o jogador assume o papel de personagens.Quartenio: Extenso do conjunto de nmeros complexos, em jogos, soluo para fins de rotao.Renderizar: Processo de processamento digital para gerar um produto final.Rotao Matricial: Rotao Utilizando Matrizes.Shader: Conjunto de Instrues de software, implementados no hardware para gerao de diversos efeitos.

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