Эффективная система анимаций для Nintendo DS презентация

Содержание

Содержание Постановка задачи Эволюция анимационной системы Проблемы и решения Выводы (NDS animation best practices)

Слайд 1Эффективная система анимаций для Nintendo DS
Ростислав Хлебников
Евгений Заякин

20 апреля 2008
900igr.net

Слайд 2Содержание
Постановка задачи
Эволюция анимационной системы
Проблемы и решения
Выводы (NDS animation best practices)

Слайд 3Постановка задачи (1)
Суммарно ~4000 кадров (около 2 минут) анимаций
300 вершин
40 костей
200

вершин
25 костей

Слайд 4Постановка задачи (2)
Анимации на DS
Анимация на уровне матриц
Анимация на уровне геометрии

Чтобы

было быстро и красиво
На DS – учесть слабые и сильные стороны платформы

Слайд 5Существующее решение (1)
Процесс получения результата
Сплайны
Sampling сплайнов и создание матрицы по TRS
Матрицы

local-to-parent
Перемножение матриц в иерархии
Матрицы local-to-world
Скиннинг
Результирующий меш

Слайд 6Существующее решение (2)
Исходные данные
+

Слайд 7Существующее решение: итоги
Плюсы
Алгоритмы написаны и много раз проверены
Минусы
Низкая производительность
Кроме того, нет

возможности распараллелить работу


Слайд 8Картридж NDS
Плюсы
Высокая скорость чтения данных (5 Мб/с)
Zero seek time
Минусы
Сравнительно небольшой объем

(максимум 128 Мб, а желательно уложиться в 64 Мб)

Слайд 9Используем сильные стороны: идея
Preprocessing (PC)
Предрассчитываем данные для каждого кадра:
Матрицы local-to-parent
Скинованная геометрия
Runtime

(NDS)
Считываем необходимые данные
Считаем матрицы local-to-world

Слайд 10Первый вариант реализации
Preprocessing
Частота дискретизации - 30 fps
Формат записи:
Матрицы - 16

значений fixed-32 (по 4 байта)
Геометрия (дисплей-листы для непосредственной отсылки на рендеринг)
Runtime
Дополнительный буфер для матриц
Для дисплей листов дополнительной памяти не требуется

Слайд 11Первый вариант: результат
Размеры анимаций на картридже огромны

32 Мб
64Мб
128 Мб
Основные данные

+ видео и звуки

Анимации геометрии

Анимации матриц

Картиджи

Данные

54 Мб

25 Мб

95 Мб

Слайд 12Удаляем ненужные узлы в иерархии
Узел является нужным, если:
С ним связана геометрия
Его

позиция требуется игре (например, позиция локатора для оружия)
Все остальные узлы являются лишними!

Слайд 13Ненужные узлы


Ненужными оказываются 30 – 90 % узлов!

Слайд 14Удаляем ненужные узлы в иерархии: результат
Объем уменьшили на 60%
Работает ощутимо быстрее
32

Мб

64Мб

128 Мб

54 Мб

Анимации геометрии

Анимации матриц

54 Мб

25 Мб

95 Мб

Было

Стало

25 Мб

35 Мб

Слайд 15Избавляемся от дубликации в дисплей-листах

Материалы, флаги, UV сохраняем единожды

Вершины и нормали

- для каждого кадра

Слайд 16Удаление дубликации: результат
Объем уменьшили на 50%
Требуется дополнительная оперативная память
Информация о размещении

динамических данных
Буфер для считывания анимированной геометрии

32 Мб

64Мб

128 Мб

54 Мб

12

Анимации геометрии

35 Мб

Анимации матриц

54 Мб

25 Мб

35 Мб

Было

Стало

Слайд 17Что еще можно уменьшить?
Можем изменить только частоту квантования
Размер данных = размер

кадра * частота квантования * длина анимации

Уменьшаем ее вдвое

Слайд 18Уменьшение частоты квантования: результат
Точно влезем в 128 Мб!
Анимации стали «дерганными»

32 Мб
64Мб
128

Мб

54 Мб

6

Анимации геометрии

17 Мб

Анимации матриц

Было

Стало

54 Мб

12

35 Мб

Слайд 19Делаем анимации плавнее
Идея: интерполяция между ключевыми кадрами
Классическое решение (основанное на интерполяции

сплайнов) не подходит!
Наше решение:
Интерполяция матриц
Морфинг геометрии

Слайд 20Варианты интерполяции матриц
Интерполяция координатных осей
Простое решение
Требуется ортогонализация
Проблемы с масштабированием
Интерполяция с помощью

кватернионов
Качественная интерполяция
Двойное преобразование представлений
Специальный код для масштабирования

Слайд 21Интерполируем матрицы
Используем кватернионы
Избавляемся от двойного преобразования
На экспорте сохраняем по-отдельности:
Кватернионы
Компоненты Translate и

Scale
Используем линейную, а не сферическую интерполяцию кватернионов

Слайд 22Интерполяция матриц: результат
Матричные анимации стали плавными
Объем уменьшили на 60%
26 байт

вместо 64 на один узел на кадр

32 Мб

64Мб

128 Мб

54 Мб

Анимации геометрии

7

Анимации матриц

Было

Стало

54 Мб

6

17 Мб

6

Слайд 23Морфинг геометрии
Необходимые действия
Распаковка из формата графического ядра
Линейная интерполяция векторов
Обратная упаковка

Используем возможность

упаковывать три компоненты в 32 бита (vtx10)

Слайд 24Интерполяция геометрии: результат
Качество скиновой анимации улучшилось
Сэкономили еще 50% памяти

32 Мб
64Мб
128 Мб
54

Мб

6

Анимации геометрии (3 Мб)

7

Анимации матриц (7 Мб)

Было

Стало

54 Мб

7

6

Слайд 25Проблемы не закончились!
Зверские тормоза
Визуальные артефакты

Слайд 26Причины тормозов
Компилятор генерирует чрезвычайно плохой ассемблерный код
Основная проблема - код внутренних

циклов интерполяции

Погружаемся в ARM ARM и ассемблируем вручную

Слайд 27Ручное ассемблирование: что и как?
Ассемблируем функции интерполяции
s16Lerp / s32Lerp / getDotSign
lerpVtx10

(хит сезона)
Используем специфические команды ARM, например SMLABB
Решаем проблемы компилятора, который совершенно неспособен на анализ asm-секций

Слайд 28Ручное ассемблирование: результат
Скорость стала такой, что стали думать переписывать на ассемблере

всю игру

Слайд 29Визуальные артефакты, борьба
Причина дрожания – потеря точности из-за формата vtx10
Решение
Для персонажей,

на которых эффект заметен возвращаем точность (таких оказалось очень немного)


Слайд 30Результаты

Слайд 31Дальнейшие улучшения
Уменьшить размер данных и увеличить скорость за счет неравномерного квантования

анимаций
Автоматический выбор ключевых кадров и / или
Превью-плагин в Maya – WYSIWYG для художников

Слайд 32Выводы
Используйте streaming и интерполяцию ключевых кадров вместо просчета в run-time
Сокращайте иерархии

до минимума
Активное используйте ручное ассемблирования time-critical кода
Будьте аккуратны с точностью

Слайд 33Вопросы?

Похожие презентации

razvitie pamyati 222
Управление образования 200
Ведение информационных систем градостроительной деятельности в Кемеровской области 213
Обучение звуковому анализу слов учащихся 1 класса (урок 1) 372
С Днем защитника Отечества 165
Презентация Microsoft PowerPoint 167

Обратная связь

Если не удалось найти и скачать презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое ThePresentation.ru?

Это сайт презентаций, докладов, проектов, шаблонов в формате PowerPoint. Мы помогаем школьникам, студентам, учителям, преподавателям хранить и обмениваться учебными материалами с другими пользователями.

Для правообладателей

Яндекс.Метрика