Libro sobre Programación gráfica de videojuegos

Programación gráfica de videojuegos – Desde el punto de vista del usuario, un videojuego puede definirse como una aplicación software que responde a una serie de eventos, redibujando la escena y generando una serie de respuestas adicionales (sonido en los altavoces, vibraciones en dispositivos de control, etc…).

Programación gráfica de videojuegos

Programación gráfica de videojuegos

El redibujado de esta escena debe realizarse lo más rápidamente posible. La capa de aplicación en el despliegue gráfico es una de las actividades que más ciclos de CPU consumen (incluso, como veremos en la sección 1.3, con el apoyo de las modernas GPUs Graphics Processing Unit existentes en el mercado).

Habitualmente el motor gráfico trabaja con geometría descrita mediante mallas triangulares. Las técnicas empleadas para optimizar el despliegue de esta geometría, junto con las propiedades de materia les, texturas e iluminación, varían dependiendo del tipo de videojuego que se está desarrollando. Por ejemplo, en un simulador de vuelo, el tratamiento que debe darse de la geometría distante (respecto de la posición de la cámara virtual) debe ser diferente que la empleada para optimizar la visualización de interiores en un videojuego de primera persona.

A un alto nivel de abstracción podemos ver el proceso de render como el encargado de convertir la descripción de una escena tridimensional en una imagen bidimensional. En los primeros años de estudio de esta disciplina, la investigación se centró en cómo resolver problemas relacionados con la detección de superficies visibles, sombreado básico, etc. Según se encontraban soluciones a estos problemas, se continuó el estudio de algoritmos más precisos que simularan el comportamiento de la luz de una forma más precisa.

Superficies. La geometría de los objetos que forman la escena debe ser definida empleando alguna representación matemática, para su posterior procesamiento por parte del ordenador. Cámara. La situación del visor debe ser definida mediante un par (posición, rotación) en el espacio 3D. El plano de imagen de esta cámara virtual definirá el resultado del proceso de rendering.

Como se muestra en la Figura 1.1, para imágenes generadas en perspectiva, el volumen de visualización define una pirámide truncada que selecciona los objetos que serán representados en la escena. Esta pirámide se denomina Frustum.

Tiempo de cómputo En síntesis de imagen realista (como por ejemplo, las técnicas de rendering empleadas en películas de animación) el cálculo de un solo fotograma de la animación puede requerir desde varias horas hasta días, empleando computadores de altas prestaciones.

Fuentes de luz. Las fuentes de luz emiten rayos que interactúan con las superficies e impactarán en el plano de imagen. Dependiendo del modo de simulación de estos impactos de luz (de la resolución de la denominada ecuación de render), tendremos diferentes métodos de rendering.

Propiedades de las superficies. En este apartado se incluyen las propiedades de materiales y texturas que describen el modelo de rebote de los fotones sobre las superficies.

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