Havainnekuva Software3D:n toiminnasta.

Software3D

Yleistä

Vapaa-ajan projekti

Software3D (työnimi) on alkeellinen 3D-moottori Game Editorille.

Game Editor on 2D-pelien tekemiseen suunniteltu ohjelma, eikä se siis sisällä minkäänlaista 3D-moottoria itsessään. Software3D on koodattu David Rousset:n kirjoittaman tutoriaalin pohjalta. Moottorin vaatimat vektori- ja matriisilaskukirjastot toteutin itse, sillä Game Editor ei tue ulkopuolisten kirjastojen käyttöä. Käytin mallina eri lähteiden toteutuksia tarvitsemistani funktioista.

Tällä hetkellä moottori osaa lukea kolmioiksi pilkottuja 3D-malleja .obj-tiedostoista. Kolmioiden värittäminen pikseli pikseliltä ei onnistuisi reaaliajassa, joten kehitin vaihtoehtoisen ratkaisun kolmioiden täyttämiseen.

Projektin data-kansiosta löytyy 46 kuvaa, joissa jokaisessa on suorakulmainen kolmio 180:ssä eri kulmassa, siis pyöritettynä ympäri kahden asteen välein. Ensimmäinen tiedosto on kolmiosta, jonka ensimmäinen kulma on 1 aste, seuraava kolmiosta, jonka ensimmäinen kulma on 3 astetta, ja aina kahden asteen välein 89 asteeseen asti.

Moottori voi käyttää näitä valmiiksi renderöityjä kolmioita värittämään minkä tahansa muotoisen ja kokoisen kolmion millä tahansa värillä. Se tapahtuu seuraavin vaihein:

Jaa väritettävä kolmio kahdeksi suorakulmaiseksi kolmioksi
Valitse valmiiksi renderöidyistä kolmiospriteistä ne, jotka parhaiten vastaavat kahta saatua suorakulmaista kolmiota
Sävytä valitut kolmiot oikean värisiksi säätämällä peliobjektien r, g ja b arvoja
Käytä Game Editorin draw_from funktiota piirtämään valitut kolmiot oikeisiin kohtiin canvas-objektilla, oikeaan kokoon skaalattuina

(Game Editor tukee skaalaamista vain draw_from funktion kautta, eikä se tue rotaatiota. Siksi rotaatio täytyy olla valmiiksi renderöitynä kolmiospritesheetissä.)

Alla esikatseluvideo Software3D:n piirtämästä harmaasta pallosta.

Back

A low poly sphere rendered with Software3D.

Software3D

Overview

Hobby project

Software3D on GitHub

Software3D (working title) is a simplistic work-in-progress 3D engine implemented in Game Editor.

Game Editor is a game creation software designed for creating 2D games and thus has no 3D graphics engine. Software3D is programmed based on a tutorial written by David Rousset. The required vector and matrix libraries needed to be implemented manually as Game Editor doesn't include such and also doesn't allow including 3rd party libraries, most likely for security reasons. When programming the math library I used several different vector and matrix math libraries implementations as reference.

At its current stage, the engine can read triangulated 3D models exported in the .obj file format. Because coloring the triangles pixel by pixel is not feasible with Game Editor I had to come up with an alternative solution for coloring them.

In the data folder of the project are 46 images, each of which contains a right triangle in 180 different angles, that is, rotated 360 degrees in 2 degree steps. The first image features a triangle with its first angle the size of 1 degree. The next image has a triangle with its first angle the size of 3 degrees and so on all the way to 89 degrees in 2 degree steps.

The engine can use these pre-rendered triangles to color a triangle of any shape and size with any color. The steps required are as follows:

Split the triangle to 2 right triangles
Pick the 2 pre-rendered triangle sprites that best match the 2 right triangles
Colorize the selected triangles by adjusting the r, g and b values of the game objects
Use Game Editor's built-in draw_from function to draw the selected triangles to the correct position on the "screen" canvas, scaled to the correct size

(Game Editor only supports scaling via the draw_from function and there's no support for rotation. That's why it needs to be pre-rendered to the triangle sprite sheet.)

Below is a short preview video of a grey low poly sphere rendered by Software3D.