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Doom3 commentary
- 1. Doom3コード解説 (イベントシステムとカスタム RTTI) @DADA246
- 2. 自己紹介 • 名前：多田 航@DADA246 • ゲームプログラマやってます • 得意分野 C++,C#,GPU,javascript,PHP • 描画関係とかCIとか
- 3. 自己紹介 • 海外ゲーム歴 PC9801版Test Driveが最初？ その後Doom、Diablo、StarCraft、 NetStorm から始まり、今ではSteam、Origin、iPhone で海外ゲームを遊んでいます 秋葉原で輸入ゲームも良く買ってます
- 4. アジェンダ • Doom3ゲーム概要 • Doom3コード概要 • idLib • エンティティ • カスタムRTTI • イベントシステム • まとめ
- 5. Doom3とは？ • id softwareが開発したFPS • 2004/8発売 • マルチプラットフォーム(Windows、Mac、 Linux) • メインプログラマはJohn Carmack • 2011/10にソースコードが公開された https://github.com/TTimo/doom3.gpl
- 6. Doom3の特徴 • 狭い通路 • 懐中電灯と武器を切り替えるスタイル • ステンシルシャドウ • いくつかのカットシーン • スクリプトドリブンのレベルデザイン • コンソールウィンドウによるパラメータ 調整 →idの伝統
- 7. John Carmack • id Software設立者の一人で、 FPSの生みの親 • wolfenstein、Doom、Quake、 Rageなど数々のゲームを開発 • id Softwareのゲームはほとん どJohn Carmackが一人で書い ていると言われている
- 8. Doom3のコードを読んでみる • Visual Studioで開く →neodoom.sln • Visual Studio Expressでビルドするためにはコード からATLを外す必要がある →チャレンジしてみましたがビルド出来ませんで した… • ソースコードはGPLでもテクスチャなどのリソー スは公開されていません。Doom3を買う必要が あります
- 9. コーディングスタイル • C++ • stl、boostは不使用 • 例外、標準RTTIは不使用 • シンプルなテンプレート →2004年のコンパイラ事情や、John Carmackが書 いたコードということで、移植性と処理速度を 重視していると思われる(なにしろDoomを書いた プログラマーであり…そもそもQuake3まではC言 語だった)
- 12. idLib • ゲームタイトルに依存しない処理を集めたラ イブラリ • エンディアンスワップ • 色定義 • タイマー • Key/value dictionary • ローカライズ用辞書 • 汎用ファイルフォーマット
- 13. idLib • ハッシュ(CRC32,MD4,MD5) • テキスト(CmdArgs,Base64) • コンテナ(2分探索,btree,ハッシュテーブル, リスト,リンクリスト,キュー,スタック,文字 列リスト, Vector Set …) →STLの代わり
- 14. 数学 • ベクトル • 行列 • 角度 • クォオータニオン • 複素数 • 乱数(線形合同法) • Lcp(Box Constrained Mixed Linear Complementarity Problem solver) • Polynormal(Polynomial of arbitrary degree with real coefficients)
- 15. ジオメトリ • DrawVert • JointTransform • Surface • Surface_Patch(Bezier patch surface) • Surface_Polytope(多面体) • Surface_SweptSpline • TraceModel(コリジョン用モデル) • Winding(任意凸形状) • Winding2D
- 18. プリュッカー座標系 • a way to assign six homogenous coordinates to each line in projective 3-space(wikipedia)ら しいですが、詳細は理解していません。 • 衝突判定に6次元座標を使う？
- 19. SIMD • Simd_GenericでC++の汎用実装をしつつ、一部 関数をSIMDに置き換えている • 以下の実装がある • 3DNow! • AltiVec • MMX • SSE • SSE2 • SSE3(2004年 Doom3発売年)
- 20. SIMD • 処理負荷を計測する「テスト」が関数ご と用意されている • 四則演算の他にTransformVertsなどの描画 演算や、UpSamplePCMTo44kHzなどのサウ ンド処理が実装されている
- 21. アロケータ • MemoryBlock • DynamicAllocator • ページアロケータ →大きめのメモリ確保はページ単位 小さめのメモリ確保はメモリプール (MemoryBlock)で行う
- 22. TypeInfoプロジェクト • Type Info Generator →NoGameTypeInfo.hを生成する
- 23. CurlLib • Daniel StenbergのcURL(クライアントサイド URL転送ライブラリ) • http://curl.haxx.se • ファイルシステムで使われている
- 24. アジェンダ • Doom3ゲーム概要 • Doom3コード概要 • idLib • エンティティ • カスタムRTTI • イベントシステム • まとめ
- 25. エンティティ • ゲームオブジェクトはエンティティと呼ばれ、以下の種類が ある • idAnimatedEntity(アニメーションするもの。ActorやPlayer) • idTestModel • idEntityFx • idAFAttachment(Articulated figure：多関節形状) • idAFEntity_Generic • idCursor3D • idWeapon(武器) • idLight(光源) • idBeam • idFuncEmitter • …
- 26. エンティティの例 • idWeapon(武器制御) • 武器のOn/Offや、サウンド などの他のモジュールの処 理を行っている
- 27. idTypeInfo • カスタムRTTI • idClassでstaticな情報を扱うために存在する • 他のクラスからは直接触られず、idClass経由 で利用される
- 28. idTypeInfo主なフィールド • クラス名 →文字列版とint版が用意されている →int版は通信対戦時のパケットに使う • 継承元のクラス名 • イベント(メソッドを関数ポインタにしたもの。 後述) • セーブ、ロード時に使う関数ポインタ
- 29. idTypeInfoの使い道 • クラス名の管理 →クラス名からインスタンスを生成する →デバッグ表示、エラー表示にクラス名を入 れる • 他のクラスと基底クラスが同じかどうか判 別 • イベントの管理
- 30. idClass • idTypeInfoをstaticで所持している • イベントを実行する • セーブ、ロードもある
- 31. idClass主なメソッド • CreateInstance • GetClassname • ListClasses_f → “Classname”, “Superclass”, “Type”, “Subclasses” の表示 • Spawn →エンティティ出現時に呼ばれる
- 32. idClassイベント関連 • PostEventMS( const idEventDef *ev, int time ) • PostEventSec( const idEventDef *ev, float time ) • ProcessEvent( const idEventDef *ev ) →各種イベント(関数ポインタ)の実行。後述
- 33. idClass staticフィールド • static int idClass::memused →クラスインスタンスの総メモリ使用量 • static int idClass::numobjects →クラスインスタンスの総数
- 35. idEntity • 様々な処理が集まっている • thinking(物理更新やUpdate処理など) • visuals(描画処理) • animation • sound • entity binding(エンティティの親子関係) • physics • damage(体力を減らしたり) • scripting(スクリプトの処理、シグナル管理) • gui(GUIに命令を出す) • targets(別のエンティティのシグナルを送る)
- 36. idAnimatedEntity • idEntityにアニメーション(idAnimator)を加 えたもの • idAnimator →複数チャンネルのモーションブレンドや、 親子構造が書いてあるが、詳細は割愛
- 37. おさらい • idWeapon
- 38. 他のエンティティ • idLight(光源制御クラス) • 光源の方向や色を保持している • On/Offやフェードも出来る • クラス階層がシンプル
- 39. エンティティの一括管理 • エンティティはidGameLocalで一括管理さ れている • idGameLocalでは全エンティティを所持す る他、エンティティの作成、削除、検索 ができる
- 40. idGameLocal • 様々なモジュールの集合クラス • Entity(全エンティティの管理) • Random • Program(スクリプト) • Clipping • Physics • PVS(potential visible set) • MultiPlayerGame • SmokeParticles • カメラ • ゲームの種類などの汎用情報 • …
- 41. idGameLocal • 様々なメソッドを持つ • Entityの出現、削除、検索 • ネットワーク対戦情報 • セーブ、ロード • ユーザー情報 • Draw • ゲームのリセット • Printf • マップのロード • AAS(area system)
- 42. エンティティの検索 • 名前で検索 const char * name; idEntity* ent = gameLocal.FindEntity( name ); • Key Value Dictionaryで検索 const char * key; gameLocal.GetTargets(Key Value Dictionary, Entity, key );
- 43. エンティティの検索 • クリッピング結果の取得 trace_t tr;//トレース結果用変数 gameLocal.clip.TracePoint( tr,線分の開始地点,線分の終了地点, …); idEntity* ent = gameLocal.GetTraceEntity( tr );//エンティティの取得 ent->Signal( SIG_TOUCH );//シグナルの発行 ent->ProcessEvent( &EV_Touch, …);//イベントの実行
- 44. エンティティ生成 • idTypeInfoで型指定してエンティティを生 成できる worldModel = static_cast< idAnimatedEntity * > ( gameLocal.SpawnEntityType( idAnimatedEntity::Type, NULL ) );
- 45. アジェンダ • Doom3ゲーム概要 • Doom3コード概要 • idLib • エンティティ • カスタムRTTI • イベントシステム • まとめ
- 46. イベントシステム • C++の関数をスクリプトから呼ぶためのも の • idEventとidEventDefで構成されている
- 47. イベントを使った処理 • idWeaponで直接関数を呼 ばずにイベント (idClass::ProcessEvent)を経 由している
- 48. イベントの登録 • 各種エンティティの先頭でidEventDefを宣 言 idEventDef EV_Weapon_Next( "nextWeapon" ); const … • その後マクロで関数をイベントに登録す CLASS_DECLARATION( idAnimatedEntity, idWeapon ) る EVENT( EV_Weapon_Next,idWeapon::Event_Next ) END_CLASS
- 49. イベントの呼び出し • idClass::ProcessEventを呼ぶと、イベント登 録された関数が呼ばれる idEntity *other; other->ProcessEvent( &EV_Touch, this, &collision );
- 50. スクリプト • イベントはスクリプトクラスでも使われ ている • Script_Compiler • Script_Interpreter • Script_Program • Script_Thread
- 51. スクリプトからのイベント呼び 出し • スクリプトからidInterpreter::CallEventでイ ベントを呼べる • idWeapon::Event_Clearといったメソッドを 直接呼び出さないでイベントを経由して いるのはスクリプトのため？
- 52. まとめ • Doom3を読んでみました • 海外ゲームの基礎システムに興味を持って 頂ければ幸いです
- 53. 解説していないコード • スクリプトコンパイラ • ファイルシステム • 物理 • アニメーション • Dedicated Server • 描画(renderEntity,qgl) • …
- 54. Question?
- 55. ご清聴ありがとうございました