[B3D] - Particle/Mesh in CameraView?

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	PSY Betreff: [B3D] - Particle/Mesh in CameraView?	Do, Feb 26, 2009 17:18 Antworten mit Zitat
Hiho, momentan bin ich dabei, ein Particle System zu coden. Infos dazu gibts im Worklog-Bereich. Ein Problem bei solchen Systemen ist ja bekanntlich die Performance. Deshalb ist es ungemein wichtig, auch nur die Particle zu rendern, die innerhalb des Sichtbereichs der Kamera liegen. Dabei wird oftmals die Funktion CameraProject(...) verwendet, die 3D Koordinaten in 2D Koordinaten umrechnet. Man braucht also nur die x,y,z Position seines Particles mit Hilfe von CameraProject() in 2D Koordinaten umzuwandeln, und dann überprüfen ob die Koordinaten innerhalb der eingestellten Auflösung liegen. Beispiel: Code: [AUSKLAPPEN] [EINKLAPPEN] If ProjectedX() >0 and ProjectedX()<800 then RENDERPARTICLE.... Diese Methode hat jedoch einen entscheidenden Nachteil: Je grösser der Particle skaliert wird, und je dichter sich die Kamera am Particle befindet, desto ungenauer wird die Berechnung. D.h. entweder wird der Particle gerendert, obwohl er sich schon ausserhalb des sichtbaren Bereiches befindet, oder (was meistens der Fall ist) Teile des Particles ragen noch in den sichtbaren Bereich, aber er wird dank der ungenauen Berechnung schon nicht mehr gerendert. Deshalb hab ich mal ein wenig rumgespielt, und rausgekommen ist folgender Code: (bei grossen Particlemengen sogar schneller als die CameraProject()-Methode): (edit) es geht hier eigentlich nur um die function visible_new(), der Rest des Codes dient nur der Veranschaulichung! Code: [AUSKLAPPEN] [EINKLAPPEN] Graphics3D 800,600,0,2 SetBuffer BackBuffer() Local v%,algo%=0,x#,y#,z# Global Cam = CreateCamera() Global Mesh = CreateMesh() Global Surface = CreateSurface(Mesh) Global screenw = GraphicsWidth() Global screenh = GraphicsHeight() Global screen_ratio# = Float(screenw)/screenh Global xx#,yy#,zz#,size% =1 PositionEntity Cam,0,0,-20 ;CREATE "PARTICLE" v=AddVertex (Surface, -1, 1, 0) AddVertex Surface, 1, 1, 0 AddVertex Surface, -1,-1, 0 AddVertex Surface, 1,-1, 0 AddTriangle Surface, v, v+1, v+2 AddTriangle Surface, v+1,v+3, v+2 Repeat size=size+KeyHit(31)-KeyHit(45) : If size<1 Then size=1 ScaleEntity Mesh,size,size,size,1 xx=xx+KeyHit(205).5-KeyHit(203).5 yy=yy+KeyHit(200).5-KeyHit(208).5 zz=zz+KeyHit(44)-KeyHit(30) If KeyHit(28) Then algo=1-algo PositionEntity Mesh,xx,yy,zz RenderWorld() ;GET VERTEX COORDINATES OF PARTICLE TFormPoint VertexX(Surface,0),VertexY(Surface,0),VertexZ(Surface,0),Mesh,0 x = TFormedX() y = TFormedY() z = TFormedZ() Text 10,10,"VERTICE 0: " + x + " " + y + " " + z TFormPoint VertexX(Surface,1),VertexY(Surface,1),VertexZ(Surface,1),Mesh,0 x = TFormedX() y = TFormedY() z = TFormedZ() Text 500,10,"VERTICE 1: " + x + " " + y + " " +z TFormPoint VertexX(Surface,2),VertexY(Surface,2),VertexZ(Surface,2),Mesh,0 x = TFormedX() y = TFormedY() z = TFormedZ() Text 10,100,"VERTICE 2: " + x + " " + y + " " + z TFormPoint VertexX(Surface,3),VertexY(Surface,3),VertexZ(Surface,3),Mesh,0 x = TFormedX() y = TFormedY() z = TFormedZ() Text 500,100,"VERTICE 3: " + x + " " + y + " " + z If algo=1 visible_new() Else visible_old() EndIf Color 255,255,255 Text 0,300, "CURSOR KEYS : HORIZONTAL / VERTICAL MOVEMENT" Text 0,320, "A AND Y : CAMERA ZOOM" Text 0,340, "S AND X : SCALE PARTICLE" Text 0,360, "RETURN : TOGGLE ALGORITHM" If algo=1 Then Text 0,400,"USING NEW ALGORITHM: " Else Text 0,400,"USING CAMERAPROJECT: " Flip 1 Until KeyHit(1) Function visible_new() Local zdist# zdist = zz-EntityZ(Cam) If zdist > 0 If zdist > Abs(xx) - size If zdist > (Abs(yy)-size) * screen_ratio Color 0,255,0 Text 200,400,"PARTICLE VISIBLE" : Return End If End If End If Color 255,0,0 Text 200,400,"PARTICLE NOT VISIBLE" End Function Function visible_old() CameraProject Cam,xx,yy,zz If ProjectedZ()>0 If ProjectedX() > -size And ProjectedX() < screenw + size If ProjectedY() > -size And ProjectedY() < screenh + size Color 0,255,0 Text 200,400,"PARTICLE VISIBLE" : Return End If End If End If Color 255,0,0 Text 200,400,"PARTICLE NOT VISIBLE" End Function Steuerung: Mit den Cursortasten Particle in x und y Richtung bewegen Mit A und Y die Cam bewegen Mit S und X den Particle skalieren Mit RETURN zwischen der alten Methode (CameraProject) und der neuen Methode umschalten. Einfach mal den Partikel grösser skalieren und/oder mit der Cam ranfahren, dann sieht man das Problem. Wie man sehen kann, hat die neue Methode gegenüber der oftmals benutzen Cameraproject()-Methode einen entscheidenden Vorteil. L8er, PSY

PSY

Betreff: [B3D] - Particle/Mesh in CameraView?

Do, Feb 26, 2009 17:18
Antworten mit Zitat

Hiho,

momentan bin ich dabei, ein Particle System zu coden. Infos dazu gibts im Worklog-Bereich.
Ein Problem bei solchen Systemen ist ja bekanntlich die Performance. Deshalb ist es ungemein wichtig, auch nur die Particle zu rendern, die innerhalb des Sichtbereichs der Kamera liegen.
Dabei wird oftmals die Funktion CameraProject(...) verwendet, die 3D Koordinaten in 2D Koordinaten umrechnet. Man braucht also nur die x,y,z Position seines Particles mit Hilfe von CameraProject() in 2D Koordinaten umzuwandeln, und dann überprüfen ob die Koordinaten innerhalb der eingestellten Auflösung liegen.
Beispiel:

Code: [AUSKLAPPEN]

If ProjectedX() >0 and ProjectedX()<800 then RENDERPARTICLE....

Diese Methode hat jedoch einen entscheidenden Nachteil: Je grösser der Particle skaliert wird, und je dichter sich die Kamera am Particle befindet, desto ungenauer wird die Berechnung. D.h. entweder wird der Particle gerendert, obwohl er sich schon ausserhalb des sichtbaren Bereiches befindet, oder (was meistens der Fall ist) Teile des Particles ragen noch in den sichtbaren Bereich, aber er wird dank der ungenauen Berechnung schon nicht mehr gerendert.

Deshalb hab ich mal ein wenig rumgespielt, und rausgekommen ist folgender Code: (bei grossen Particlemengen sogar schneller als die CameraProject()-Methode):
(edit) es geht hier eigentlich nur um die function visible_new(), der Rest des Codes dient nur der Veranschaulichung!

Code: [AUSKLAPPEN]

Graphics3D 800,600,0,2
SetBuffer BackBuffer()

Local v%,algo%=0,x#,y#,z#

Global Cam    = CreateCamera()
Global Mesh = CreateMesh()
Global Surface = CreateSurface(Mesh)
Global screenw = GraphicsWidth()
Global screenh = GraphicsHeight()

Global screen_ratio# = Float(screenw)/screenh
Global xx#,yy#,zz#,size% =1

PositionEntity Cam,0,0,-20

;CREATE "PARTICLE"
v=AddVertex    (Surface, -1, 1, 0)
AddVertex    Surface, 1, 1, 0
AddVertex    Surface, -1,-1, 0
AddVertex    Surface, 1,-1, 0
AddTriangle Surface, v, v+1, v+2
AddTriangle Surface, v+1,v+3, v+2

Repeat
size=size+KeyHit(31)-KeyHit(45) : If size<1 Then size=1
ScaleEntity Mesh,size,size,size,1
xx=xx+KeyHit(205)*.5-KeyHit(203)*.5
yy=yy+KeyHit(200)*.5-KeyHit(208)*.5
zz=zz+KeyHit(44)-KeyHit(30)
If KeyHit(28) Then algo=1-algo
PositionEntity Mesh,xx,yy,zz
RenderWorld()

;GET VERTEX COORDINATES OF PARTICLE
TFormPoint VertexX(Surface,0),VertexY(Surface,0),VertexZ(Surface,0),Mesh,0
x = TFormedX()
y = TFormedY()
z = TFormedZ()
Text 10,10,"VERTICE 0: " + x + " " + y + " " + z
TFormPoint VertexX(Surface,1),VertexY(Surface,1),VertexZ(Surface,1),Mesh,0
x = TFormedX()
y = TFormedY()
z = TFormedZ()
Text 500,10,"VERTICE 1: " + x + " " + y + " " +z
TFormPoint VertexX(Surface,2),VertexY(Surface,2),VertexZ(Surface,2),Mesh,0
x = TFormedX()
y = TFormedY()
z = TFormedZ()
Text 10,100,"VERTICE 2: " + x + " " + y + " " + z
TFormPoint VertexX(Surface,3),VertexY(Surface,3),VertexZ(Surface,3),Mesh,0
x = TFormedX()
y = TFormedY()
z = TFormedZ()
Text 500,100,"VERTICE 3: " + x + " " + y + " " + z

If algo=1
   visible_new()
Else
   visible_old()
EndIf

Color 255,255,255
Text 0,300, "CURSOR KEYS : HORIZONTAL / VERTICAL MOVEMENT"
Text 0,320, "A AND Y : CAMERA ZOOM"
Text 0,340, "S AND X : SCALE PARTICLE"
Text 0,360, "RETURN : TOGGLE ALGORITHM"

If algo=1 Then Text 0,400,"USING NEW ALGORITHM: " Else Text 0,400,"USING CAMERAPROJECT: "

Flip 1

Until KeyHit(1)

Function visible_new()
Local zdist#
zdist = zz-EntityZ(Cam)
If zdist > 0
   If zdist > Abs(xx) - size
      If zdist > (Abs(yy)-size) * screen_ratio
         Color 0,255,0
         Text 200,400,"PARTICLE VISIBLE" : Return
      End If
   End If
End If
Color 255,0,0
Text 200,400,"PARTICLE NOT VISIBLE"
End Function

Function visible_old()
CameraProject Cam,xx,yy,zz
If ProjectedZ()>0
   If ProjectedX() > -size And ProjectedX() < screenw + size
If ProjectedY() > -size And ProjectedY() < screenh + size
         Color 0,255,0
         Text 200,400,"PARTICLE VISIBLE" : Return
End If
End If
End If
Color 255,0,0
Text 200,400,"PARTICLE NOT VISIBLE"

End Function

Steuerung:
Mit den Cursortasten Particle in x und y Richtung bewegen
Mit A und Y die Cam bewegen
Mit S und X den Particle skalieren
Mit RETURN zwischen der alten Methode (CameraProject) und der neuen Methode umschalten.

Einfach mal den Partikel grösser skalieren und/oder mit der Cam ranfahren, dann sieht man das Problem.

Wie man sehen kann, hat die neue Methode gegenüber der oftmals benutzen Cameraproject()-Methode einen entscheidenden Vorteil.

L8er,
PSY

Zuletzt bearbeitet von PSY am Fr, Feb 27, 2009 0:04, insgesamt einmal bearbeitet

	FireballFlame	Do, Feb 26, 2009 17:39 Antworten mit Zitat
Ich versteh das noch nicht ganz. Rendert Blitz nicht automatisch nur das, was im Sichtfeld ist? Und kann man im Zweifelsfall nicht EntityInView benutzen?
PC: Intel Core i7 @ 4x2.93GHz \| 6 GB RAM \| Nvidia GeForce GT 440 \| Desktop 2x1280x1024px \| Windows 7 Professional 64bit Laptop: Intel Core i7 @ 4x2.00GHz \| 8 GB RAM \| Nvidia GeForce GT 540M \| Desktop 1366x768px \| Windows 7 Home Premium 64bit

FireballFlame

Do, Feb 26, 2009 17:39
Antworten mit Zitat

Ich versteh das noch nicht ganz. Rendert Blitz nicht automatisch nur das, was im Sichtfeld ist? Und kann man im Zweifelsfall nicht EntityInView benutzen?

	the FR3AK	Do, Feb 26, 2009 17:51 Antworten mit Zitat
Zu EntityInView: Blitz geht aber immer nur vom MittelPunkt des Objektes aus und dann treten eben mal solche Fehler auf wie oben beschrieben. Zu Blitz rendert nur alles was im Sichbereich ist: Ich glaube Blitz rendert alles was im CameraRange Bereich ist oder?

the FR3AK

Do, Feb 26, 2009 17:51
Antworten mit Zitat

Zu EntityInView:
Blitz geht aber immer nur vom MittelPunkt des Objektes aus und dann treten eben mal solche Fehler auf wie oben beschrieben.

Zu Blitz rendert nur alles was im Sichbereich ist:
Ich glaube Blitz rendert alles was im CameraRange Bereich ist oder?

	aMul Sieger des Minimalist Compo 01/13	Do, Feb 26, 2009 17:53 Antworten mit Zitat
BB rendert ein Mesh komplett, sobald auch nur ein Polygon im Sichtbereich ist. Da bei Partikelengines aber die Polygone oft jeden Frame neu erstellt werden lohnt es sich die die außerhalb des Bildschirms gerendert würden auszulassen. EntityInView bezieht sich auf das ganze Objekt, aber eine vernünftige Partikelengine ist Singlesurface und somit gibt es nur ein Objekt in dem alle Partikel(eines Types) enthalten sind. EDIT: Auf den Code bezogen: Vier mal TFormPoint für nur einen Partikel ist dreimal zu viel. Wenn man das Partikel-Mesh an die Kamera hängt(EntityParent), braucht man den Befehl nur noch einmal(zuzüglich einem Sinus und einem Kosinus bei gedrehten Partikeln). Wenn dann das Mesh eh an der Kamera hängt kann man übrigens auch ganz leicht und ohne großartige Rechnungen überprüfen ob die Partikel gesehen werden oder nicht, indem man einfach auf Überschneidung mit der pyramidenartige Form des Sichtfeldes prüft(oder noch simpler, aber dafür nicht so genau alle Partikel mit z<0 ausblendet)
Panic Pong - ultimate action mashup of Pong and Breakout <= aktives Spiele-Projekt, Downloads mit vielen bunten Farben! advASCIIdraw - the advanced ASCII art program <= aktives nicht-Spiele-Projekt, must-have für ASCII/roguelike/dungeon-crawler fans! Alter BB-Kram: ThroughTheAsteroidBelt - mit Quelltext! \| RGB-Palette in 32²-Textur / Farbige Beleuchtung mit Dot3 \| Stereoskopie in Blitz3D \| Teleport-Animation Screensaver

aMul

Sieger des Minimalist Compo 01/13

Do, Feb 26, 2009 17:53
Antworten mit Zitat

BB rendert ein Mesh komplett, sobald auch nur ein Polygon im Sichtbereich ist.
Da bei Partikelengines aber die Polygone oft jeden Frame neu erstellt werden lohnt es sich die die außerhalb des Bildschirms gerendert würden auszulassen.

EntityInView

bezieht sich auf das ganze Objekt, aber eine vernünftige Partikelengine ist Singlesurface und somit gibt es nur ein Objekt in dem alle Partikel(eines Types) enthalten sind.

EDIT:
Auf den Code bezogen:
Vier mal TFormPoint

für nur einen Partikel ist dreimal zu viel.
Wenn man das Partikel-Mesh an die Kamera hängt(EntityParent

), braucht man den Befehl nur noch einmal(zuzüglich einem Sinus und einem Kosinus bei gedrehten Partikeln).

Wenn dann das Mesh eh an der Kamera hängt kann man übrigens auch ganz leicht und ohne großartige Rechnungen überprüfen ob die Partikel gesehen werden oder nicht, indem man einfach auf Überschneidung mit der pyramidenartige Form des Sichtfeldes prüft(oder noch simpler, aber dafür nicht so genau alle Partikel mit z<0 ausblendet)

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	PSY	Do, Feb 26, 2009 19:35 Antworten mit Zitat
aMul hat Folgendes geschrieben: EDIT: Auf den Code bezogen: Vier mal TFormPoint für nur einen Partikel ist dreimal zu viel. Wenn man das Partikel-Mesh an die Kamera hängt(EntityParent), braucht man den Befehl nur noch einmal(zuzüglich einem Sinus und einem Kosinus bei gedrehten Partikeln). Wenn dann das Mesh eh an der Kamera hängt kann man übrigens auch ganz leicht und ohne großartige Rechnungen überprüfen ob die Partikel gesehen werden oder nicht, indem man einfach auf Überschneidung mit der pyramidenartige Form des Sichtfeldes prüft(oder noch simpler, aber dafür nicht so genau alle Partikel mit z<0 ausblendet) Da muss ich widersprechen! Viel zu kompliziert. Ich will ja die Particel nicht nur drehen. Erstmal müssen sie rotieren können. Dann gibts die Option, alle Partikel auf die Kamera auszurichten. Dann brauch ich Partikel, die nach "oben" schaun, z.b. Wasserringe, Blätter, Zeitungen auf dem Boden usw. Partikel, die sich in Kreiselbewegungen fortbewegen (Helix) Partikel, die wachsen, schrumpfen, sich um alle Achsen drehn uswusw... Das soll ich alles von Hand berechnen? Wozu? Viel zu umständlich... So erstell ich ein Ghostmesh, skalier es auf die Grösse des Partikels, und platzier den Partikel ins Ghostmesh an x,y,z. Dann richt ich das Ghostmesh aus (je nachdem mit pointcamera, aligntovector, nen pivot rotieren lassen für helix uswusw.) Dann schnapp ich mir einfach die 4 Vertexcoordinaten von dem Particle aus dem Ghostmesh und übertrag sie auf mein Hauptmesh...das ist zig-mal einfacher und nur ein Bruchteil des Aufwandes gegenüber anderen Berechnungen. Und von der Geschwindigkeit ändert das überhaupt nix, eher im Gegenteil... ich brauch nicht einen sin oder cos befehl im ganzen system... Zitat: Wenn dann das Mesh eh an der Kamera hängt kann man übrigens auch ganz leicht und ohne großartige Rechnungen überprüfen ob die Partikel gesehen werden oder nicht, indem man einfach auf Überschneidung mit der pyramidenartige Form des Sichtfeldes prüft genau das mach ich ja .... L8er, PSY
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PSY

Do, Feb 26, 2009 19:35
Antworten mit Zitat

aMul hat Folgendes geschrieben:

EDIT:
Auf den Code bezogen:
Vier mal TFormPoint

für nur einen Partikel ist dreimal zu viel.
Wenn man das Partikel-Mesh an die Kamera hängt(EntityParent

Da muss ich widersprechen!
Viel zu kompliziert. Ich will ja die Particel nicht nur drehen.
Erstmal müssen sie rotieren können. Dann gibts die Option, alle Partikel auf die Kamera auszurichten. Dann brauch ich Partikel, die nach "oben" schaun, z.b. Wasserringe, Blätter, Zeitungen auf dem Boden usw.
Partikel, die sich in Kreiselbewegungen fortbewegen (Helix)
Partikel, die wachsen, schrumpfen, sich um alle Achsen drehn
uswusw...

Das soll ich alles von Hand berechnen? Wozu? Viel zu umständlich...
So erstell ich ein Ghostmesh, skalier es auf die Grösse des Partikels, und platzier den Partikel ins Ghostmesh an x,y,z. Dann richt ich das Ghostmesh aus (je nachdem mit pointcamera, aligntovector, nen pivot rotieren lassen für helix uswusw.) Dann schnapp ich mir einfach die 4 Vertexcoordinaten von dem Particle aus dem Ghostmesh und übertrag sie auf mein Hauptmesh...das ist zig-mal einfacher und nur ein Bruchteil des Aufwandes gegenüber anderen Berechnungen. Und von der Geschwindigkeit ändert das überhaupt nix, eher im Gegenteil...
ich brauch nicht einen sin oder cos befehl im ganzen system...

Zitat:

Wenn dann das Mesh eh an der Kamera hängt kann man übrigens auch ganz leicht und ohne großartige Rechnungen überprüfen ob die Partikel gesehen werden oder nicht, indem man einfach auf Überschneidung mit der pyramidenartige Form des Sichtfeldes prüft

genau das mach ich ja ....

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