Moteur 3d hardcoder (fenetre sdl)

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Description

se moteur, qui n'utilise aucunne fonction 3D toute faite, a pour but (ludique) la comprention du fonctionnement de la 3D : rotation d'objet (trigo), effet de persepective (pythagore), l'eclairage (vecteurs et normal), les loadeur de map (fichier ascii .ase vers memoire) ...

le source est portable =)

il n'est pas tres documenter car se serai trop long et sa restera comme sa

Source / Exemple : 


/*****************************************************************************/
/*																			 */
/* fichier	: moteur.c									version : V2.1		 */
/* projet	: moteur									date :	24/05/2005	 */
/* par		: aerith														 */
/*																			 */
/* mini moteur 3D															 */
/*																			 */
/*****************************************************************************/

#include	"moteur.h"

SDL_Surface *pScreen;

char 	*gettok(const char *pData, int iPos, char *pCar)
{
	static char	Data[NBCARLINE];
	char *	Token;
	int		i;
	strcpy(Data, pData);
	for(Token = strtok(Data, pCar), i = 0; Token && (i < iPos); ++i, Token = strtok(0, pCar));

	return Token;
}

void	Load(char *pFichier, mesh *pMesh)
{
	FILE 	*Fichier;
	char	Data[NBCARLINE];

	Fichier = fopen(pFichier, "r");
	if(!Fichier)
	{
		perror("erreur map non trouver\n");
		exit(1);
	}

	while(!feof(Fichier))
	{
		if(fgets(Data, NBCARLINE, Fichier))
		{
			if(strcmp(gettok(Data, 0, ":* \t\n\""), "MESH_NUMVERTEX") == 0)
			{
				pMesh->NumVertex 	= atoi(gettok(Data, 1, ":* \t\n\""));
				pMesh->Vertex		= malloc(sizeof(vertex) * (pMesh->NumVertex + 1));
			}
			if(strcmp(gettok(Data, 0, ":* \t\n\""), "MESH_NUMFACES") == 0)
			{
				pMesh->NumFace 	= atoi(gettok(Data, 1, ":* \t\n\""));
				pMesh->Faces	= malloc(sizeof(face) * (pMesh->NumFace + 1));
			}
			if (strcmp(gettok(Data, 0, ":* \t\n"), "MESH_VERTEX") == 0)
			{
				pMesh->Vertex[atoi(gettok(Data, 1, ":* \t\n"))].v3D.x = (float)atof(gettok(Data, 2, ":* \t\n"));
				pMesh->Vertex[atoi(gettok(Data, 1, ":* \t\n"))].v3D.y = (float)atof(gettok(Data, 3, ":* \t\n"));
				pMesh->Vertex[atoi(gettok(Data, 1, ":* \t\n"))].v3D.z = (float)atof(gettok(Data, 4, ":* \t\n"));
			}
			if (strcmp(gettok(Data, 0, ":* \t\n"), "MESH_FACE") == 0)
			{
				pMesh->Faces[atoi(gettok(Data, 1, ":* \t\n"))].a = atoi(gettok(Data, 3, ":* \t\n"));
				pMesh->Faces[atoi(gettok(Data, 1, ":* \t\n"))].b = atoi(gettok(Data, 5, ":* \t\n"));
				pMesh->Faces[atoi(gettok(Data, 1, ":* \t\n"))].c = atoi(gettok(Data, 7, ":* \t\n"));
			}
			if (strcmp(gettok(Data, 0, ":* \t\n"), "MESH_FACENORMAL") == 0)
			{
				pMesh->Faces[atoi(gettok(Data, 1, ":* \t\n"))].normal.x = (float)atof(gettok(Data, 2, ":* \t\n"));
				pMesh->Faces[atoi(gettok(Data, 1, ":* \t\n"))].normal.y = (float)atof(gettok(Data, 3, ":* \t\n"));
				pMesh->Faces[atoi(gettok(Data, 1, ":* \t\n"))].normal.z = (float)atof(gettok(Data, 4, ":* \t\n"));
			}
		}
	}
	fclose(Fichier);
}

void	Init(char *pFichier, option *pOption)
{
	FILE 	*Fichier;
	char	Data[NBCARLINE];

	pOption->Zoom		= 10;
	pOption->Cliping	= 50;
	pOption->Camera.x	= 0;
	pOption->Camera.y	= 0;
	pOption->Camera.z	= 100;
	pOption->Rotate.a	= 0;
	pOption->Rotate.x	= 0;
	pOption->Rotate.y	= 0;
	pOption->Rotate.z	= 0;
	pOption->Light		= 1;
	pOption->Lcolor.i	= 100;
	pOption->Lcolor.r	= 255;
	pOption->Lcolor.g	= 255;
	pOption->Lcolor.b	= 255;
	pOption->Render		= 1;
	pOption->Allface	= 0;
	pOption->WindowX	= 320;
	pOption->WindowY	= 240;
	pOption->Color		= 16;
	strcpy(pOption->Title, "m3d");
	pOption->Triface	= 1;

	Fichier = fopen(pFichier, "r");
	if(!Fichier)
	{
		perror("erreur fichier init inexistant\n");
		exit(2);
	}

	while(!feof(Fichier))
	{
		if(fgets(Data, NBCARLINE, Fichier) != NULL)
		{
			if(!(Data[0] == '\\' && Data[1] == '\\') && Data[0] != '\n')
			{
				if(strcmp(gettok(Data, 0, "=: \t\n\""), "zoom") == 0)
					pOption->Zoom		= (float)atof(gettok(Data, 1, "=: \t\n\""));
				if(strcmp(gettok(Data, 0, "=: \t\n\""), "cliping") == 0)
					pOption->Cliping	= (float)atof(gettok(Data, 1, "=: \t\n\""));
				if(strcmp(gettok(Data, 0, "=: \t\n\""), "camera") == 0)
				{
					pOption->Camera.x	= (float)atof(gettok(Data, 1, "=: \t\n\""));
					pOption->Camera.y	= (float)atof(gettok(Data, 2, "=: \t\n\""));
					pOption->Camera.z	= (float)atof(gettok(Data, 3, "=: \t\n\""));
				}
				if(strcmp(gettok(Data, 0, "=: \t\n\""), "rotate") == 0)
				{
					pOption->Rotate.a	= (float)atof(gettok(Data, 1, "=: \t\n\""));
					pOption->Rotate.x	= (float)atof(gettok(Data, 2, "=: \t\n\""));
					pOption->Rotate.y	= (float)atof(gettok(Data, 3, "=: \t\n\""));
					pOption->Rotate.z	= (float)atof(gettok(Data, 4, "=: \t\n\""));
				}
				if(strcmp(gettok(Data, 0, "=: \t\n\""), "light") == 0)
					pOption->Light	= atoi(gettok(Data, 1, "=: \t\n\""));
				if(strcmp(gettok(Data, 0, "=: \t\n\""), "lcolor") == 0)
				{
					pOption->Lcolor.i	= atoi(gettok(Data, 1, "=: \t\n\""));
					pOption->Lcolor.r	= atoi(gettok(Data, 2, "=: \t\n\""));
					pOption->Lcolor.g	= atoi(gettok(Data, 3, "=: \t\n\""));
					pOption->Lcolor.b	= atoi(gettok(Data, 4, "=: \t\n\""));
				}
				if(strcmp(gettok(Data, 0, "=: \t\n\""), "render") == 0)
					pOption->Render	= atoi(gettok(Data, 1, "=: \t\n\""));
				if(strcmp(gettok(Data, 0, "=: \t\n\""), "allface") == 0)
					pOption->Allface	= atoi(gettok(Data, 1, "=: \t\n\""));
				if(strcmp(gettok(Data, 0, "=: \t\n\""), "window") == 0)
				{
					pOption->WindowX	= atoi(gettok(Data, 1, "=: \t\n\""));
					pOption->WindowY	= atoi(gettok(Data, 2, "=: \t\n\""));
					pOption->Color		= atoi(gettok(Data, 3, "=: \t\n\""));
				}
				if(strcmp(gettok(Data, 0, "=: \t\n\""), "title") == 0)
					strcpy(pOption->Title, gettok(Data, 1, "=: \t\n\""));
				if(strcmp(gettok(Data, 0, "=: \t\n\""), "triface") == 0)
					pOption->Triface	= atoi(gettok(Data, 1, "=: \t\n\""));
			}
		}
	}
	fclose(Fichier);
	
	if(SDL_Init(SDL_INIT_VIDEO) < 0)
	{
		perror("erreur init SDL\n");
		exit(3);
	}

	atexit(SDL_Quit);

	pScreen = SDL_SetVideoMode(pOption->WindowX, pOption->WindowY,
		pOption->Color, SDL_SWSURFACE | SDL_DOUBLEBUF);
	if(!pScreen)
	{
		perror("erreur creation screen\n");
		exit(4);
	}
	SDL_WM_SetCaption(pOption->Title, NULL);

	SDL_EnableKeyRepeat(SDL_DEFAULT_REPEAT_DELAY, SDL_DEFAULT_REPEAT_INTERVAL);	
}

void	Point(vecteur p1, int r, int g, int b)
{
	Uint16 *Pointer;

	if((p1.x > 0) && (p1.x < (float)pScreen->w) && (p1.y > 0) && (p1.y < (float)pScreen->h))
	{
		Pointer = (Uint16*)pScreen->pixels + ((pScreen->pitch / 2 * (int)p1.y) + (int)p1.x);


    		
  • Pointer = SDL_MapRGB(pScreen->format, (Uint8)r, (Uint8)g, (Uint8)b);

	}
}

void	Line(vecteur p1, vecteur p2, int r, int g, int b)
{
	vecteur	p;
	float	d;

	if(abs((int)(p1.x - p2.x)) > abs((int)(p1.y - p2.y)))
	{
		if(p1.x > p2.x)
		{
			p	= p1;
			p1	= p2;
			p2	= p;
		}

		d = (p1.y - p2.y) / (p1.x - p2.x);

		for(; p1.x <= p2.x; p1.x++, p1.y += d)
	 		Point(p1, r, g, b);
	}
	else
	{
		if(p1.y > p2.y)
		{
			p	= p1;
			p1	= p2;
			p2	= p;
		}

		d = (p1.x - p2.x) / (p1.y - p2.y);

 		for(; p1.y <= p2.y; p1.x += d, p1.y++)
	 		Point(p1, r, g, b);
	}	
}

void	Triangle(vecteur p1, vecteur p2, vecteur p3, int r, int g, int b)
{
	vecteur	p;
	float	d;

	if(abs((int)(p2.x - p3.x)) > abs((int)(p2.y - p3.y)))
	{
		if(p2.x > p3.x)
		{
			p	= p2;
			p2	= p3;
			p3	= p;
		}

		d = (p2.y - p3.y) / (p2.x - p3.x);

		for(; p2.x <= p3.x; p2.x++, p2.y += d)
			Line(p1, p2, r, g, b);
	}
	else
	{
		if(p2.y > p3.y)
		{
			p	= p2;
			p2	= p3;
			p3	= p;
		}

		d = (p2.x - p3.x) / (p2.y - p3.y);

		for(;p2.y <= p3.y; p2.x += d, p2.y++)
			Line(p1, p2, r, g, b);
	}
}

void	Render(mesh *pMesh, option *pOption)
{
	float	cosT	= (float)cos(pOption->Rotate.a);
	float	sinT	= (float)sin(pOption->Rotate.a);
	float	cosT1	= 1 - cosT;
	float	cosT2	= 1 + cosT;
	float	xs		= pOption->Rotate.x * sinT;
	float	ys		= pOption->Rotate.y * sinT;
	float	zs		= pOption->Rotate.z * sinT;
	float	ex1		= cosT + cosT1 * (pOption->Rotate.x * pOption->Rotate.x);
	float	ex2		= cosT1 * pOption->Rotate.x * pOption->Rotate.y - zs;
	float	ex3		= cosT1 * pOption->Rotate.x * pOption->Rotate.z + ys;
	float	ey1		= cosT2 * pOption->Rotate.x * pOption->Rotate.y + zs;
	float	ey2		= cosT + cosT1 * (pOption->Rotate.y * pOption->Rotate.y);
	float	ey3		= cosT1 * pOption->Rotate.y * pOption->Rotate.z - xs;
	float	ez1		= cosT2 * pOption->Rotate.x * pOption->Rotate.z - ys;
	float	ez2		= cosT1 * pOption->Rotate.y * pOption->Rotate.z + xs;
	float	ez3		= cosT + cosT1 * (pOption->Rotate.z * pOption->Rotate.z);
	int		i, j, n;
	float	m, o;
	vecteur	vt;
	face	ft;
	clock_t start;
	static	int Fpsc = 0;
	static	int Fpsa = 0;
	int		Fps = 0;
	Uint32	Color;
	light	couleur;
	char	Titre[256];

	start = clock();

	couleur.r = 255;
	couleur.g = 255;
	couleur.b = 255;

	for(i = 0; i < pMesh->NumVertex; i++)
	{
		 pMesh->Vertex[i].v3D.x = ex1 * pMesh->Vertex[i].v3D.x + ex2 * pMesh->Vertex[i].v3D.y + ex3 * pMesh->Vertex[i].v3D.z;
		 pMesh->Vertex[i].v3D.y = ey1 * pMesh->Vertex[i].v3D.x + ey2 * pMesh->Vertex[i].v3D.y + ey3 * pMesh->Vertex[i].v3D.z;
		 pMesh->Vertex[i].v3D.z = ez1 * pMesh->Vertex[i].v3D.x + ez2 * pMesh->Vertex[i].v3D.y + ez3 * pMesh->Vertex[i].v3D.z;

		 pMesh->Vertex[i].v2D.x = (pMesh->Vertex[i].v3D.x + pOption->Camera.x) * pOption->Zoom / ((pMesh->Vertex[i].v3D.z + pOption->Camera.z) / pOption->Cliping) + (pOption->WindowX / 2);
		 pMesh->Vertex[i].v2D.y = (pMesh->Vertex[i].v3D.y + pOption->Camera.y) * pOption->Zoom / ((pMesh->Vertex[i].v3D.z + pOption->Camera.z) / pOption->Cliping) + (pOption->WindowY / 2);
	}

	for(i = 0; i < pMesh->NumFace; i++)
	{
		pMesh->Faces[i].normal.x = ex1 * pMesh->Faces[i].normal.x + ex2 * pMesh->Faces[i].normal.y + ex3 * pMesh->Faces[i].normal.z;
		pMesh->Faces[i].normal.y = ey1 * pMesh->Faces[i].normal.x + ey2 * pMesh->Faces[i].normal.y + ey3 * pMesh->Faces[i].normal.z;
		pMesh->Faces[i].normal.z = ez1 * pMesh->Faces[i].normal.x + ez2 * pMesh->Faces[i].normal.y + ez3 * pMesh->Faces[i].normal.z;

		pMesh->Faces[i].centre.x = (pMesh->Vertex[pMesh->Faces[i].a].v3D.x + pMesh->Vertex[pMesh->Faces[i].b].v3D.x + pMesh->Vertex[pMesh->Faces[i].c].v3D.x) / 3;
		pMesh->Faces[i].centre.y = (pMesh->Vertex[pMesh->Faces[i].a].v3D.y + pMesh->Vertex[pMesh->Faces[i].b].v3D.y + pMesh->Vertex[pMesh->Faces[i].c].v3D.y) / 3;
		pMesh->Faces[i].centre.z = (pMesh->Vertex[pMesh->Faces[i].a].v3D.z + pMesh->Vertex[pMesh->Faces[i].b].v3D.z + pMesh->Vertex[pMesh->Faces[i].c].v3D.z) / 3;

		vt.x = abs((int)(pOption->Camera.x - pMesh->Faces[i].centre.x));
		vt.y = abs((int)(pOption->Camera.y - pMesh->Faces[i].centre.y));
		vt.z = abs((int)(pOption->Camera.z - pMesh->Faces[i].centre.z));
		pMesh->Faces[i].dist = (int)sqrt((vt.x * vt.x) + (vt.y * vt.y) + (vt.z * vt.z));
	}

	if(pOption->Triface)
	{
		for(i = 0; i < (pMesh->NumFace - 1); i++)
		{
			for(j = i + 1; j < pMesh->NumFace; j++)
			{
				if(pMesh->Faces[i].dist > pMesh->Faces[j].dist)
				{
					memcpy((void *)&ft, (void *)&pMesh->Faces[i], sizeof(face));
					memcpy((void *)&pMesh->Faces[i], (void *)&pMesh->Faces[j], sizeof(face));
					memcpy((void *)&pMesh->Faces[j], (void *)&ft, sizeof(face));
				}
			}
		}
	}

	Color = SDL_MapRGB(pScreen->format, 0, 0, 0);
	SDL_FillRect(pScreen, NULL, Color);

	if(SDL_MUSTLOCK(pScreen))
		if(SDL_LockSurface(pScreen) < 0)
			return;

	vt.x = (int)(pOption->Camera.x * pOption->Camera.x);
	vt.y = (int)(pOption->Camera.y * pOption->Camera.y);
	vt.z = (int)(pOption->Camera.z * pOption->Camera.z);
	n = sqrt(vt.x + vt.y + vt.z);

	for(i = 0; i < pMesh->NumFace; i++)
	{
		vt.x = (pOption->Camera.x / n) + pMesh->Faces[i].normal.x;
		vt.y = (pOption->Camera.y / n) + pMesh->Faces[i].normal.y;
		vt.z = (pOption->Camera.z / n) + pMesh->Faces[i].normal.z;
		m = sqrt((vt.x * vt.x) + (vt.y * vt.y) + (vt.z * vt.z));

		if(pOption->Light)
		{
			o = ((float)pOption->Lcolor.i / (float)pMesh->Faces[i].dist) / m;
			couleur.r = (int)(pOption->Lcolor.r * o);
		    couleur.g = (int)(pOption->Lcolor.g * o);
		    couleur.b = (int)(pOption->Lcolor.b * o);

			if(couleur.r > 255)
				couleur.r = 255;
			else if(couleur.r < 0)
				couleur.r = 0;
			if(couleur.g > 255)
				couleur.g = 255;
			else if(couleur.g < 0)
				couleur.g = 0;
			if(couleur.b > 255)
				couleur.b = 255;
			else if(couleur.b < 0)
				couleur.b = 0;
		}

		if((pMesh->Faces[i].normal.z <= 0) || pOption->Allface)
		{
			if(!pOption->Render) 
			{
				Triangle(pMesh->Vertex[pMesh->Faces[i].a].v2D,
					pMesh->Vertex[pMesh->Faces[i].b].v2D,
					pMesh->Vertex[pMesh->Faces[i].c].v2D,
					couleur.r, couleur.g, couleur.b);
			}
			else
			{
				if(pOption->Render == 2)
				{
					Point(pMesh->Vertex[pMesh->Faces[i].a].v2D,
						couleur.r, couleur.g, couleur.b);
				}
				else
				{
					Line(pMesh->Vertex[pMesh->Faces[i].a].v2D,
						pMesh->Vertex[pMesh->Faces[i].b].v2D,
						couleur.r, couleur.g, couleur.b);
					Line(pMesh->Vertex[pMesh->Faces[i].b].v2D,
						pMesh->Vertex[pMesh->Faces[i].c].v2D,
						couleur.r, couleur.g, couleur.b);
					Line(pMesh->Vertex[pMesh->Faces[i].c].v2D,
						pMesh->Vertex[pMesh->Faces[i].a].v2D,
						couleur.r, couleur.g, couleur.b);
				}
			}
		}
	}

	if(SDL_MUSTLOCK(pScreen))
		SDL_UnlockSurface(pScreen);

	SDL_Flip(pScreen);

	Fps = CLOCKS_PER_SEC / (clock() - start + 1);

	Fpsc++;
	Fpsa += Fps;

	if(Fpsc > Fps)
	{
		Fpsc = 1;
		Fpsa = Fps;

		sprintf(Titre, "%s - fps : %i", pOption->Title, Fpsa / Fpsc);
		SDL_WM_SetCaption(Titre, NULL);
	}
}

Conclusion :


y a un .c de test en plus

lisez le readme :p

oui je sais y a mieu que SDL, mais je ne veux pas de truc tout fait !
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Cyberboy2054
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173
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jeudi 20 décembre 2001
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22 août 2008
 -
Trop fort.
Ya plein de trucs a apprendre la dedans, meme si ca rame (16fps).
Encore bravo.
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cs_aerith
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lundi 17 mars 2003
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 -
lol vi sa rame un peut
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Hylvenir
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364
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mercredi 11 février 2004
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5 octobre 2006
 2 -
D'abord bravo, c'est pas mal. J'ai réussi à la compiler sous Linux.
Il y a quand même quelques détails embêtant quand même.
Les rotations ne s'arrêtent pas, l'objet ne n'affiche plus,...
Donc je reste mitigé ( pourquoi pas de Makefile ?, pourquoi founir
la SDL ?, pourquoi tu colles tes fichiers init dans ce foutu réprépertoire Debug, ...)

Sinon, je suis bloqué à 99fps... quelque soit le modèle (et ça me ferait mal)
Je regrette de ne pas connaitre mieux la 3D et ce format pour te proposer des solutions.
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cs_Kirua
Messages postés
3006
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dimanche 14 avril 2002
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31 décembre 2008
 -
Hylvenir, ton écran est probablement cadencé à 100Hz et le V-Sync est activé. De ce fait, l'affichage est limité à 100FPS (à peu près) tt simplement parce qu'il est inutile de calculer 300 frames pour n'en afficher physiquement que 100.

Juste une petite note: un but "lucratif" ça veut dire que ce que tu recherches est l'argent ;-) Je suppose que tu voulais dire éducatif ou formatif?

bonne journée!

kirua
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cs_aerith
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54
Date d'inscription
lundi 17 mars 2003
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12 mars 2006
 -
En effet j'ai du me tromper de mot :p, je voulai dire ludique =)

Pour se qui est du makefile, je ne suis pas sous nux et je ne sais pas les faire, tous se qui est dans Debug sont les fichiers necessaire au fonctionnement sous windows (ormis les .lib).
Pour se qui est de la rotation continu, c'est l'autolook, appuyer sur "shift gauche" pour l'activer ou non, lire le readme !
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