Мы доработаем интерактивную игру MemoryTrainer3D, рисуемую в 3D пространстве и позволяющую мышью активировать 3D объекты.

Основное задание на сегодня - завершить разработку игры Memory Trainer 3D.

• В процессе вы будете использовать пример реализации MemoryTrainer3D на C++, SDL2, OpenGL2
• Вы должны будете написать свою реализацию, используя C++, Qt (вместо SDL2) и OpenGL 3.3 Core Profile (вместо OpenGL 2.0)

Подготовка проекта

• Сделайте клон (git clone) либо обновите свой клон (git fetch) репозитория github.com/cg-course-2018/QtLabs2D
• Переключитесь на ветку MemoryTrainer
• После этого создайте свою ветку с уникальным названием, например, “MemoryTrainer_%ФАМИЛИЯ%”
• Откройте “QtLabs2D.sln” в Visual Studio 2017 и продолжайте двигаться по инструкции

Пример MemoryTrainer3D на C++/SDL2/OpenGL2

Исходный код примера находится на github (github.com/ps-group/cg_course_examples) в каталоге “chapter_2” (пример “lesson_12”).

• пример использует старые механизмы OpenGL, внедрённые в OpenGL 2.0, и не использует никаких шейдеров
• пример использует оконную библиотеку SDL2 для отображения окна и обработки событий ввода

Вы можете изучать исходный код и предварительно собранную программу, либо собрать пример самостоятельно.

Установка CMake

Для сборки примеров потребуется CMake. Свои работы также рекомендуется делать с помощью CMake.

• Скачайте Cmake с официального сайта
• При установке не забудьте поменять опцию, чтобы путь к CMake был добавлен в переменную PATH

Переменные окружения, такие как PATH, передаются приложению при старте. Если вы поменяли переменную PATH, изменения вступят в силу после перезапуска программ.

Сборка примера из исходного кода

Для сборки потребуется установить несколько библиотек vcpkg:

vcpkg install sdl2:x64-windows sdl2-image:x64-windows sdl2-ttf:x64-windows

После этого нужно подключить библиотеки к проекту. Запустите следующую команду:

vcpkg integrate install

Вы увидите примерно следующий вывод - обратите внимание на последнюю строку:

В этой строке сказано, как подключить библиотеки vcpkg к CMake - нужно будет добавить опцию “-DCMAKE_TOOLCHAIN_FILE=E:/Env/vcpkg/scripts/buildsystems/vcpkg.cmake” при вызове CMake. Мы сделаем это по шагам:

• Сделайте клон (git clone) репозитория github.com/ps-group/cg_course_examples

• Откройте в Visual Studio 2017 подкаталог cg_course_examples/chapter_2 как проект CMake:

• В открытом проекте в контекстном меню над “CMakeLists.txt” выберите пункт “Change CMake Settings”:

• В открывшемся файле для всех конфигураций (“x64-Debug”, “x64-Release” и так далее) добавьте к значению по ключу “cmakeCommandArgs” следующий текст:

-DCMAKE_TOOLCHAIN_FILE=E:/Env/vcpkg/scripts/buildsystems/vcpkg.cmake

• Кроме того, выберите для сборки конфигурацию “x64-Debug”:

• Запустите сборку всех целей (targets) проекта:

• Если проект собрался успешно, запустите цель “lesson_12” в отладчике из IDE

Структура примера

• Исходный код игры MemoryTrainer3D находится в каталоге “chapter_2/lesson_12”
• Код построен по принципам ООП
  • основной класс: Window, он управляет интерфейсом игры, полем и камерой, а также состоянием игры
  • класс MemoryTile хранит логическое состояние плиток
  • класс MemoryField сочетает в себе генерацию начального состояния поля, рисование и обновление поля, а также управление списком логических плиток
  • класс HeadUpDisplay управляет состоянием интерфейса игры (индикаторов, отображающих количество очков и число оставшихся плиток)
  • остальные классы обеспечивают рендеринг 3D сцены средствами OpenGL 2.0

Примерные шаги переноса примера

Вы можете копировать код функций и классов исходного примера, если он приемлем для решения текущей задачи, однако:

• вы должны исправлять стиль этого кода (например, убирать префикс “C” у классов и писать имена методов с маленькой буквы)
• вы должны учитывать, что код примера использует SDL2/OpenGL2.0, и переписывать его на Qt (используя внутреннюю библиотеку libplatform) и OpenGL (используя знания, полученные ранее)

Примерные шаги и возможные сложности:

• реализовать триангуляцию двухстороннего quad, чтобы реализовать Sprite (см. класс CSprite в примере)
• реализовать рисование сцены и интерфейса в два прохода (первый - рисование 3D сцены, второй - рисование 2D интерфейса)
  • на каждом проходе потребуется настроить матрицу проецирования (для перспективного преобразования - в случае 3D, ортографического - в случае 2D)
  • для вывода текста вы можете воспользоваться функцией renderTextAsTexture в файле TextureUtils.h - эта функция может превратить заданную строку текста в изображение, а затем загрузить изображение на видеокарту в виде текстуры
• реализовать использование луча для трассировки по сцене
  • вы можете включить макрос ENABLE_DEBUG_MEMORY_FIELD_HITS в примере, чтобы включить показ точек кликов, и начать изучать код примера с тех мест, где используется макрос ENABLE_DEBUG_MEMORY_FIELD_HITS
  • чтобы включить макрос, замените 0 на 1 в строке #define ENABLE_DEBUG_MEMORY_FIELD_HITS 0