Introdução à Multimídia Profª.:Judith Kelner – [email protected]

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    09-Jan-2016
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Introdução à Multimídia Profª.:Judith Kelner – [email protected] Equipe:Aline Cristina Arruda de Medeiros - [email protected] Breno Neil Felix Bezerra - [email protected] Dayse Danielle Soares da Rocha - [email protected] João Victor Guimarães de Lemos - [email protected] Motivação. - PowerPoint PPT Presentation

Transcript of Introdução à Multimídia Profª.:Judith Kelner – [email protected]

  • *Introduo MultimdiaProf.:Judith Kelner [email protected]

    Equipe:Aline Cristina Arruda de Medeiros - [email protected] Neil Felix Bezerra - [email protected] Danielle Soares da Rocha - [email protected] Victor Guimares de Lemos - [email protected]

  • *MotivaoFsica nos jogos tradicionaisObjetos e personagens se comportam fisicamente de forma irrealAnimaes seguindo scriptsMovimentos familiaresExperincia de jogo no totalmente imersivaFalta de senso de realismo

  • *ObjetivoApresentar o conceito de Physics Processing Unit (PPU)Ilustrar como uma engine de fsica pode aumentar significativamente o grau de realismo e imerso dos jogos modernos

  • *Fsica em jogosComo os objetos se movem, interagem e reagem ao ambiente em voltaIndependente de suas representaes grficasNo uma tarefa fcilAmbiente com computao intensivaRequer uma imensa quantidade de clculos lgicos e matemticos

  • *Fsica em Jogos (2)Propriedades dos materiaisLeis de NewtonDeteco de colisoJuntas e molasFluidosSistema de partculasTecidos

  • *FricoDirigir na chuvaPiso molhadoDurezaAmortecimento de impactoTipos de quadra de tnisRompimento sob presso ou traoVdeoFsica: Propriedades dos materiais

  • *Fora aplicada e aceleraoEmpurrar uma pedraBola chutada por um jogadorAo e reaoReao de um personagem ao levar um tiroLocalizao do ferimentoRagdoll physicsCoice da arma do atiradorEfeito quase nunca modeladoFsica: Leis de Newton

  • *Fsica: Deteco de colisoAlgoritmos para checar a interseo de posio de objetosImplementao a posterioriSimplesImplementao a prioriConsidera a varivel tempoEstvel e fiel

  • *Objetos complexosVeculosPortasMovimento de personagensFsica: Juntas e molas

  • *Efeito particularmente complexo de modelarOs efeitos precisam ser convicentes e rpidosExemplos:Movimento de nuvensSangueMovimento de rios e oceanosFsica: Fluidos

  • *Simular um fenmeno expressivo atravs da simulao de componentes individuaisO nmero de partculas simulveis funo do poder computacionalExemplos:FumaaCorrentes, cachoeirasExploses

    Fsica: Sistema de partculas

  • *Fsica: Sistema de partculas(2)

  • *Fenmeno varia de acordo com o tipo de tecidoMaterialMais leve, mais pesadoTecidos que rasgam e envelhecem naturalmenteVdeoFsica: Tecidos

  • *A viso da Ageia do que fsica em jogosQuatro partes distintas que devem ser resolvidas por hardware, software ou ambosFidelidadeEscalabilidadeInteratividadeSofisticaoFsica avanada em jogos

  • *Fsica avanada em jogos (2)

  • *Representar com preciso o mundo real, com o maior nvel possvel de detalhesDeve ser feito usando um modelo matemtico precisoFsica avanada em jogos: Fidelidade

  • *A soluo deve suportar um grande nmero de objetos fsicos simultaneamenteExemplos:Num mundo totalmente destrutvel, o nmero de objetos para rastrear aumenta exponencialmentePingos de chuva interagindo com pessoas e ventoPeas de um automvel batendoFsica avanada: Escalabilidade

  • *Cada objeto deve poder agir e reagir sobre qualquer outro objeto existente no ambienteExemplos:Partculas voando numa explosoTecidos rasgandoVidro se partindo ao sofrer impactoFsica avanada: Interao

  • *Simular uma grande quantidade de fenmenos do mundo realCom um bom nvel de detalheFeito matematicamente ao invs de animaes pr-moldadasExemplos:GravidadeDeformaes e elasticidade de objetosAtritoFsica avanada: Sofisticao

  • Exemplo de fsica em jogos: Corrida*Atrito com a pista (materiais)Coliso com outros carros e cenrio (fsica newtoniana)Trabalho de suspenso (juntas)Aerodinmica (fluidos)

  • Problema x SoluoJogos com simulaes fsicas requerem clculos de alta complexidadeElevado tempo de processamento para os clculos

    Soluo: Processador dedicado!

  • CPU Unidade Central de ProcessamentoDiviso do processador entre diferentes tarefasIA e lgicaProcessamento paralelo insuficiente dos diversos objetos fsicosEscalabilidade + InteraoAlgoritmos extremamente otimizados

  • GPU - Unidade de Processamento GrficoFaz a tarefa de renderizao de grficosIncorpora as funes de iluminao e transformao de vrticesLiberou a CPU para outras funes

  • GPU - Unidade de Processamento GrficoBanda de memria limitadaLimita o nmero de objetos na cenaPipeline especfico para grficosDificulta o mapeamento de algoritmos fsicos

  • PPU Unidade de processamento FsicoProcessador dedicado fsicaProcessa coliso, simulaes de corpos rgidos, cabelos, grama, roupas e fludos/lquidos de uma maneira 10/100 vezes mais rpida Ageia PhysX PPU NVIDA comprou a AGEIA

  • *Alta velocidade interna 2 Tbits/sHardware preparado para tipos de dados e algoritmos especficos de clculos fsicosMulticoreParalelismoPhysX PPU

  • AGEIA PhysX SDKMiddleware fsicoCriao de ambientes fsicos dinmicos nas principais plataformas de jogoUtiliza variveis como massa, velocidade, atrito e resistncia do ar para clculos fsicosAuxilia aplicaes multimdiaSimula e prev efeitos sob diferentes condies que se aproximam da vida real

  • *O que o PhysX SDK no fazNo uma ferramenta de renderizaoNo simula sonsNecessita de outra biblioteca para montar as cenasDirectXOpenGL

  • *Utilizando o PhysX SDKDuas formas de funcionamentoUtilizando apenas o processador do computadorDesempenho ruimEmulaoNo suporta a totalidade dos efeitosUtilizando a PPU PhysXBom desempenhoSuporta todos os efeitos

  • Arquitetura do PhysX Engine*

  • Arquitetura do PhysX Engine(2)*PhysX SDK implementado em C++Organizado como uma hierarquia de classesCada classe contendo alguma funcionalidade acessvel pelo usurio implementa uma interfaceNomes de interfaces sempre comeam com Nx

  • Arquitetura do PhysX Engine:World*Classe usada para instanciar objetos e setar parmetros globais que afetam todas as cenasPara obter uma instncia dessa clase, deve-se chamar o mtodo NxCreatePhysicsSDK()

  • Arquitetura do PhysX Engine:Scene*Conjunto de corpos, restries e efeitosInterao s entre objetos de mesma cenaUm World engloba vrias Scenes

  • Arquitetura do PhysX Engine:Scene(2)*Exemplo de criao de uma cenaCriando uma instncia de Cena

    Criando um material para inserir possveis objetos na cena

    Criando o cho, para que objetos atrados pela gravidade caiam e no desapaream

  • Arquitetura do PhysX Engine:Scene(3)*

  • Arquitetura do PhysX Engine:Actor*Entidade criada por uma cena e pertencente a elaAtores estticosElementos de paisagem: Prdios, rvores...No possuem atributos fsicosDeteco de colisoAtores dinmicosChamados de corposPossuem um conjunto de propriedades fsicas

  • Arquitetura do PhysX Engine: SHAPES

  • Arquitetura do PhysX Engine: MATERIAL

  • Conexes entre corpos rgidosPonto em comumRotaoTransaoSo classificados em diversas categorias: Esfrica, Cilndrica, Prismtica, Ponto no plano, Ponto na linha...

    Arquitetura do PhysX Engine:JOINTS

  • SphericalRevoluteJoints

  • PrismaticCylindricalJoints

  • FixedDistanceJoints

  • Point in planePoint on lineJoints

  • PulleyJoints

  • Conceitos AdicionaisJoint LimitsBreakable JointsJoint MotorJoint Spring

    Joints

  • PhysX nos JogosPrincipal uso do physXMovimentao dos objetos de forma mais realExploses, colises e movimentao de objetos geram poera e resduosFluidos com fsica bem elaboradaTecidos e vegetaes interagem com o jogador e ambiente

  • PhysX nos Jogos - VdeosCell FactorExploses

    UnrealColies e poeiraFluidosRAW 2

  • Cena sem PhysX

  • Cena com PhysX

  • Ferramentas de desenvolvimento

  • Ferramentas de desenvolvimentoPhysX CreateInclui plugins para 3DS Max e MayaAdiciona fsica aos objetosCriao e edio avanada de rag-dollAdiciona efeitos nos panos

  • Ferramentas de desenvolvimentoPhysX VRDDebugger visual e remoto em tempo realReproduz a simulao PhysX para debug interativoPode parar em qualquer ponto a simulaoConexo via TCP/IP para PC, Xbox 360, e PS3 runtime

  • Ferramentas de desenvolvimentoPhysX RocketVisualizao e ajusteModular e extensvel, permitindo aos desenvolvedores customizar para adequar s suas prprias necessidadesCriao, visualizao e ajuste de modelos para componentes mais complexos, como fluidos e veculos

  • Ferramentas de desenvolvimentoNVIDIA APEXAdaptive Physics ExtensionsPlataforma de desenvolvimento baseada na plataforma da AgeiaImplementaes mais fceisFsica mais real, robusta e imersivaMtodo simplificado para adicionar interaes fsicas

  • Ferramentas de desenvolvimentoNVIDIA APEX

  • Ferramentas de desenvolvimentoNVIDIA APEXPipeline OffloadModificaes na engine fsica Otimizao no cdigo em execuo no jogoMelhoramento dos recursos computacionaisObjetiva uma melhor Perfomance

  • Ferramentas de desenvolvimentoNVIDIA APEXVerticalsSo cenrios pr-projetados de simulaes fsicasObjetivam facilitar a integrao com as novidades do mercado

  • Ferramentas de desenvolvimentoNVIDIA APEXScaling Level of DetailUnidade que permite a aplicao se adaptar ao nvel de detalhamento e efeitos de acordo com a capacidade do sistemaUm nico evento pode ter seus detalhes ajustados sem nenhuma necessidade adicional de implementao

  • Free SDK Package: Most Current PC Binary Commercial & non-commercial use on PC Available for Windows & Linux No PhysX hardware optimization requirement PS3 platform (through Sony pre-purchase)

    Licensed (Source Code):US$50K individual application Xbox 360 Source PC Source

    Custo de desenvolvimento

  • Rpido em tempo de execuoNa presena de uma PPU PhysXCdigo base estvel

    Vantagens

  • Benefcios exclusivos para mquinas com a PhysX PPUDiferentes formatos de arquivo para Max e Maya

    Desvantagens

  • Microsoft Xbox 360LinuxSony Playstation 3Nintendo Wii PCPlataformas compatveis

  • Havok SDKPrincipal concorrente do PhysXDesenvolvido por uma companhia irlandesa desde 2000Utilizado em mais de 150 jogosHalf-life 2DeadrisingConcorrentes

  • NVIDIA GeForce 8 SeriesGPU com unidade PPU acopladaQuantum Effects TechnologyNova tecnologia aceleradora de fsica NewtonianaGigaThreadPureVideo HDAPI CUDACompute Unified Device ArchitectureProgramao em C ou alternativamente Assembly

    Concorrentes

  • Empresas lderes em desenvolvimento de jogos tm se especializado na utilizao do NVIDIA PhysX SDKCrescente nmero de jogos utilizando a engineAquisicao da Ageia pela NVIDIA Promessa de processadores GeForce aptos para PhysX

    Mercado

  • RefernciasWikipedia - http://pt.wikipedia.orgNVidia - http://www.nvidia.comTutorial AGEIA PHYSX GPRT/UFPE

  • Dvidas

    Exploses gero apenas manchas chamuscadas em paredes finasO que a Fsica de um jogo?****