اقوى محركات الالعاب

مقدمة :ما
هى محركات الالعاب؟ هذه المحركات عبارة عن مكتبة برمجية software library
غالباما تكون بامتداد .dll لمن يعملون على نظام الوندوز هذه المكتبة تقوم
بدور الوساطة بين برنامج اللعبة نفسه وبين الهاردوير المشغل لهذه اللعبة
(ببساطة كدة ومن غير تعقيد يعنى هو برده سوفتوير بياخد الاوامر من اللعبة
ويبعتها للهاردوير عشان ينفذها يعنى انت لما تضرب بالمسدس اللعبة عايز
تطلع صوت ضرب النار فتبعت الامر ده للمحرك والمحرك يحوله لاوامر ابسط
ويبعتها لكارت الصوت عشان يقدر يفهمها ويطلع الصوت المطلوب وكذلك الامر
بالنسبة للجرافيك او النتورك وهكذا ............) .
هذه المحركات Game engines تكون عبارة عن اكثر من محرك مجتمعين معا مثل
محرك الصوت Audio engine ومحرك الجرافيك graphics engine ومحرك النتورك
بالنسبة لنظام ال multiplayer ومحرك المخلات input engine اللى هو بيتعامل
مع الكيبورد والماوس وياخد المعطيات منهم والموضوع اللى هتكلم فيه هنا ان
شاء الله هو محركات الجرافيك



نبدا باسم الله مع المحرك الاول:

1-1- محرك : Doom 3

نظرة تاريخية:



الالعاب التى تم بناؤها على هذا اامحرك: doom 3 , quake 4 , prey بالاضافة الى لعبة المستقبل enemy territory quake
wars

الامكانيات اللتى يستخدها هذا المحرك:
(معلش يا جماعة انا هكتب اسماء الحاجات دى بلانجليزى لان بصراحة نرجمتهم
للعربى صعبة ومتوضحش المعنى بس هحاول اشرح كل واحد بيعمل ايه بالعربى وهو
ده المهم)

1. Bump mapping

ده مهمته يا جماعة انه يرسم حاجات معينة زى الانحناءات اللى فى الارضية
والحيطان والسقف وممكن يستخدم فى رسم حاجات تانية بس دى اهم حاجة الميزة
بقى فى الخاصية دى انها بتخدع اللى بيلعب ويتفرج على الجرافيك يتهياله انه
شايف الباب ده مثلا فى حتت بارزة لبرة وداخلة لجوة والكلام ده لكن فى
الحقيقة الكلام ده عبارة عن صورة عادية 2D اسمها texture مرسومة بطريقة
بحيث تبان انها 3D لكن فى الحقيقة هى مش كدة ده بيدى شكل حلو اوى وفى نفس
الوقت بيوفرعلى الكارت حسابات ال 3D المتعبة والمكلفة جدا

2. Normal mapping

ده وظيفته انه يققل عدد المضلعات polygons المرسومة لاقل عدد ممكن مع
الحفاظ على دفة الرسم وده بيستخدم اوى فى رسم وجوه الاشخاص العالية الدقة
والخاصية دى ممكن تققل عدد المضلعات المطلوب رسمها فى الموديل المصمم من
الرسامين بتوع اللعبة من 5 مليون مضلع الى 5 الاف مضلع فقط حاجة جامدة اوى
يعنى


3. Specular highlighting.

ده احد خصائص الاضاءة اللى بتدى واقعية اكتر عن طريق اللمعان فى الشىء المضاء

4. Dynamic lighting

ده بيعبر عن شدة الاضاءة وقدرتها على التغير حسب وجود الجسم (زاويته
وبعده عن مصدر لضوء) وتغيير الاضاءة اثناء اللعب دون التاثير على مجريا
اللعبة من حيث السرعة او الاداء

5. Volumetric shadows

ده ببساطة يعنى ازاى اعمل ظلال مجسمة (هتقولولى هو فى واحد خياله بيمشى جنبه اكنه بيكلمه)
هقولوكو ان المقصود بكدة ان الخيال يبقى واقعى اوى اكنه مجسم وهم ضربوا
مثل لكدة بيقولو فيه لو انك شوفت الshadow بتاع ال player اللى انت بتلعب
بيه هتلاقيه بينعكس فى التلت ابعاد يعن مثلا على الارض والحيطة اللى جنبه
والحيطة اللى عمودية عليها وده معناه.


بكدة اكون خلصت اولمحرك معانا النهاردة واستنونى ان شاء الله فى الحلقات
الجاية مع محركات لالعاب تانية زى fear و UT2007 وغيرهم ان شاء الله

-محرك LithTech engine: Jupiter Extended (EX) version

نظرة تاريخية:

ده بقى المحرك بتاع لعبتى F.E.A.R. و Condemned:
Criminal Origins والمحرك تم تطريره بواسطة شركة Productions Monolith وهو
عبارة عن تطوير للمحرك الاساسى اللى هو اسمه Jupiter واللى تم استخدامه فى
عمل لعبة The World is Not Enough والمحرك الجديد استخدم امكانيات directX
9c الجديد بكل امكانياته تقريبا وعملو فىالمحرك الجديد تحسينات جامدة اوى
هتبان فى الخصائص بتاعته اللى هقولها كمان شوية

الالعاب التى تم بناؤها على هذا المحرك: .F.E.A.R. و Condemned: Criminal Origins


نتكلم بقى على الخصائص بتاعة المحرك ده

ملحوظة: طبعا فى امكانيات منهم موجودة فى
المحرك اللى قبليه بس طريقة استخدام وبرمجة الامكانيات دى تختلف من محرك
لاخر عشان كده بنشوف العبة الجرافيك بتاعها مختلف عن اللعبة التانية

الامكانيات اللتى يستخدها هذا المحرك

1-Shadow volumes
Normal mapping2-

والاتنين دول اتكلمنا عنهم فى المحرك اللى فات

3. Real-time per pixel lighting

نظام الاضاءة الرهيب اللى فى اللعبة(اى من العبتين السابقتين) لا يمكن
وصفه فعلا بمجرد كلمات لو عايز تعرف عنه لازم تلعب اللعبة مع العلم ان فى
خصائص اللعبة (options) فى الحتت بتاعة الجرافيك وال performance هتلاقى انواع كتيرة اوى للاضاءة منهم متشغل جاهز ومنهم مطفى ممكن تشغله بايدك بس للعلم لازم ميكونش عندك اقل من 6600GT لو عايز تفتح كل انواع الاضاءة اللى فى اللعبة عشان محدش يعيط وهو مشغلها من التقل

اما بقى معنى الخاصية دى انها بتحسب جميع انواع الاضاءات اثناء اللعبة dynamic يعنىوشوفه الاستهبال اللى الناس دى بتعمله بقى قى الاضاءة مش كغاية كل الانواع العجيبة اللى حاطوها لا كمان اتفضل شوف اللى جاى
كل pixel على الشاشة بتتحسب لها الاضاءة بتاعتها منفردة وتاثير كل ال light sources
عليها وبعدها عن المصدر وعليها ظل ولا لأ يعنى لو انت مشغلاللعبة على دقة
1024*768 شوف انت كام بيكسل بيحصل فيها الكلام ده عشان تصدقو ان 6600 GT كمان يدوبك يشغلها كويس مع التغاضى عن بعض الخصائص الهامة فى الجرافيك

4. Volumetric lighting and lightmapping

برده نفس النظام على الاضاءة وخصوصا الاضواء المتراكبة فوق بعضها

5. Advanced shaders

ال shader المستخدمة بقى فى المحرك ده غاية فى الروعة والاتقان كفاية انه من اوئل المحركات اللى استخدمت تقنية ال shader model 3 الى ابعد حد ممكن خصوصا فى عمل حاجة اسمها ال soft shadows
دى بقى حاجة بتخلى الظلال زى الحقيقية فعلا من حيث تدرج الظل فى البهتان
او الوضوح(يعنى لو بصيت على الخيال فى اخره تلاقيه بيبهت ودرجته تخف عن
وسطه زى الحقيقى بالظبط اكنك ماشى فى الشارع ودى حاجة مينفعش تتعمل الا ب shader 3 ) بس طبعا لو حبيت تفعل الخاصية دى فى خصائص الجرافيك فى لعبة fear مثلا انا مش مسئول لو الكارت حصله حاجة لان حتى ال6800 GT بيعيط لما بتفتح الاوبشن ده عليه مش عايز اقولكو ان 7800GTX
بجلالة قدره بيقطع مع الاوبشن ده (على فكرة انا عندى 6600 عادى من جيجابيت
وقافل نص خصائص الجرافيك ومقلل الربع التالت على low والربع الاخير فاتح
الاوبشن بتاعتهم و مع ذلك برده بتقطع سنة واكيد انا قافل ال soft shadows)
Particle system effects6-

الخاصية دى يا جماعة بتتكلم عن الجسيمات الدقيقة اللى بتترسم فى الالعاب
عن طريق المحرك ده يعنى مثلا سحب الغبار اللى يتطلع فى وشك لما حيطة تتكسر
والانفجرات الرائعة واللى يتطاير منها والشرارات اللى بتنتج من اصطدام
الرصاص بالارض او اى شىء دى غير الرصاص نفسه اللى بيبان وانت بتضربه لما
بتدوس على ctrl وتبطء الزمن ااااااااااااااااااااااااه كنت هنسى حاجة مهمة
جدا نقط الدم اللى بتنقط من الجثث واللى بطير منهم لما بينضربوا خصوصاكمان
لما نقط الدم تنزل من السقف على الارض وترجع لفوق تانى تتكسر نقط اصغر
وتنزل ...................حاجة وهم

7. Parallax mapping

دى بتسخدم فى عمل الحفر اللى فى الحيطان والارضية الناتجة عن اثر الرصاص وهى حاجة شبه ال Bump mapping بس بتستخدم تكنولوجية مختلفة

3-محرك Unreal Engine 3

نظرة عامة على المحرك :

المحرك ده عبارة عن تطوير للمحرك
القديم unreal 2 اللى اتعمل بيه لعبة unreal tournament 2004 وطبعا كل
اللى لعب اللعبة عارف اد ايه المحرك ده كان جامد جدا (وقت ما نزل طبعا)
وكان من اقوى محركات الالعاب ان لم يكن اقواها بالفعل... فى المحرك الجديد شركة epic games
قررت تعمل معجزة فى عالم الالعاب بيه (عشان كدة تلاقو لعبة unreal الجديدة اتاجلت كتير وسموها
2007 بدل 2006) وبيستخدموا امكانيات directX 9c بافترا وانا قريت فى بعض المواقع انهم
قرور يستخدمو directx 10 بعد ما نزل (هو نزل لل developers بس) اللى نازل مع وندوز فيست
ا فربنا يسطر ومياجلوش اللعبة تانى ده بجانب النسخة الجديدة من openGl زى 2.x من الاخر المحرك
ده للجيل الجديد من الالعاب

الالعاب التى يتم بناؤها على هذا المحرك: UNRAL TOURNAMENT 2007 وGEARS OF WAR
و Unleash The Fury


الامكانيات اللتى يستخدها هذا المحرك

Real-time per-pixel lighting1-
Shader models 2 and 3 2-


ودول برده اتكلمنا عليهم فى المحركات اللى فاتت


Volumetric environmental effects including height fog 3-

الضباب................ شوفتو الضباب المجسم قبل كدة لما تنزل الساعة 6 او 7 كدة الصبح من بيتك
وتطلع الشارع الرئيسى او على كوبرى وتبص قدامك بعيد تلاقى الضباب متكتل ومششايف ايه اللى
هناك اهو الجماعة دول بقى عاملين حاجة زى كدة فى المحرك ده مش بس الضباب لا ده كل الحاجات
المشابهة زى الدخان والاتربة وكل الجو المحيط بيك فى اللعبة


4- Extensible particle system

رغم ان الجزء ده ذكرته قبل كدة فى المحرك الى فات بس فى حاجة لازم اقولها هنا فى المحرك ده
المطر ايوا المطر بردة يعتبر من الجسيمات اللى بتترسم بواسطةالfeature ده وكمان لانه عبارة
عن امتداد للاساسىهتلاقوا ان المطر فعلا حقيقى مش مرسوم انا مش بهرج لو شفتوا الفيدبو الى ان
شوفته والمطر والبرق اللى فيه تقولو ده اكيد مصورينه من حته وضمين عليه الاشخاص بتاعة اللعب
ة اللى رسمينها قمة فى الواقعية والمحاكاة للحقيقة بطريقة تغيظ


5- Spherical harmonic lighting

قبل ما اشرح ده عايز اوضح حاجة الاول اللى هى الفرق بين ال specular lighting و diffuse lighting
ال specular lighting منت اتلمت عنه فى محرك doom3 وقولت انه اللمعنا فى الشىء المضاء لكن بقى ال
diffuse lighting هو وضوح او عدم وضوح الشىء المضاء اساسا يعنى ممكن يكون الضوء مسلط على
الجسم لكن درجة ال diffuse lighting قليلة فيبان انه مضلم مش منور اوى وكل ما تعلى الدرجة تبان
الاضاءة عليه طبعا دى حاجة غير اللمعان خالص الخاصية بقى اللى معانا دى هى عبارة عن تحسي
ن كبير فى ال diffuse lighting عن طريق حساب اسقاط الضوء على الاشياء فى مسار كروى (جميع الاتجاهات)
وتحسين الاضاءة على كل شىء بمفرده بمزيد من الحسابات وده بيعمل واقعية جامدة اوى فى الاضاءة

Normal Maps & Texture maps-6

ال textures المستخدمة فى المحرك ده الريسولوشين بتاعها 2048*2048 يعنى قمة فى الدقة والوضوح
عشان كدة ال Normal Mapsمشتخدة بدقة عالية والتفاصيل فى لبس اللعيب او تفاصيل وجهه بتبقى
جامدة جدهتلاقوا فى الصور بتاعة المحرك صورة راجل افتحوها باى برنامج بتاع صور واعملوا زووم
لحد الدرجة الرابعة وصدقونى هتلاقو تفاصيل الوش بتاعه والدرع اللى لابسه زى ما هى ولا اكنك عملت زووم




7- 16x sampled Shadow depth buffers for characters

الظلال عشان تتعمل بتحتاج جهد وحسابات كتير اوى من كارت الفيجا عام كدة بتستخدم حاجة فى
الكروت اسمها ال buffers ودى عاملة زى مخازن صغيرة بيخزن فيها الحسابات اللى اتعملت قبل كدة
عشان ما يحسبهاش تانى فلما ييجى يحسب ظا جديد ممكن يستفيد من المتخزن عنده فى ال buffer
عشان يسهل الحسابات بتاعة الظل الجديد المفاجاة بقى ان اقوى محرك موجود حاليا حجم ال buffers
اقصاها 8x وكمان مش كلهم بيستخدموا الا فى حالات نادرة وجامدة جدا (زى الظلال اللى فى لعبة fear)
لكن فى المحرك ده بقى الظلال مكن تتخزن وتتحسب لغاية 16x يعنى من الاخر هتشوفو حاجة جديدة
فى عالم الظلال فى المحرك ده متعملتش قبل كدة وطبعا محتاجة كارت جبار عشان تشتغل عليه



Full support for indoor and outdoor environments-8

الميزة بقى فى المحرك بقى انه بيدعم البيئات الداخلية والخارجية فى نفس الوقت يعنى ممكن يترسم
بيه البيئات الخارجية زى الحدائق والشوارع والمبانى من برة والاضاءة بتاعة الشمسوالمطر والعوامل
الجوية غير الامكانية للبيئات الداخلية زى البيوت من جوه والحيطان وكدة يعنى ودى فى حد ذاتها حاجة
جبارة يعنى مثلا المحرك بتاع لعبة fear و doom3 كان indoor بس عشان كدة متلاقيش حاجات برة المبانى
كتير ولو لفيتها تبقى مش متقنة اوى زى اللى جوه عشان المحرك اساسا مصمم لل indoor مش لل outdoor
لكن المحرك ده بقى عمل المعجزة فى الاتنين ومفيشفرق خالص بين الاتنين وهتشوفو الكلام ده فى الصور


ملحوظة: المحرك
ده من الوهم بتاعه بيستخدم فى حاجات تانية كتير مش العاب وبس يعنى مثلا
بيستخدم فى عمليات المحاكاة زى قيادة السيارات وتصاميم الابنية ومحلات
التسوق

4-محرك: Projectoffset

نظرة عامة على المحرك :

المحرك ده لسه جديد اتولد من 3 سنين
بس و 3 افراد بس هم اللى عاملينه , هم كانو بداو الحكاية مجرد هواية
ومكانوش بيفكرو فى الاول انهم يعملوه commercial للبيع يعنى لكن بعد 3
سنين لقوا نفسهم عاملين حاجة جامدة وتستاهل يتعمل بيها العاب متقلش عن
doom3 و UT وطورو فيه جامد لحد ما وصلو للى هم فيه دلوقت وكمان مش بس
بيستخدم اقوى الامكانيات الموجودة فى الجرافيك لا ده اساسا مبنى على اساس
انه يقلل الجهد بتاع البرمجة والتصميم من على عاتق المبرمجين وكمان بيختصر
اى حسابات ممكنة تقدر توفر التعب على كارت الفيجا وحاليا هم بداو يطورو
بيه لعبة جديدة first person لكن لسة متعملش بيه اى لعبة الى الان نشوف
بقى المحرك ده بيعمل ايه

الامكانيات اللتى يستخدها هذا المحرك

1- normal mapping
زى ما قلت قبل كدة ده بيستخدم عشان يقلل عدد المضلعات المرسومة ويدى دقة
كبيرة فى نفس الوقت انا مش هتكلم كتير المرة دى شوفو بس الصورة دى



اللى على الشمال ده اللى عملوه المصممين بيحتاج 1.2 مليون مضلع واللى على اليمين ده الناتج من المحرك بعد ما ترسم على كارت الفيجا باستخدام ال normal mapping وعدد المضلعات اللى فيه الفين مضلع بس!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

2- HDR rendering pipeline

قبل ما اتكلم على النقطة دى احب اوضح حاجة الاول :

الالوان اللى بيقدر كارت الشاشة يطلعها عبارة عن خليط من 3 الوان اساسية اللى هم احمر اخضروازرق اللى هم بيسموهمR G Bكل حرف بيمثل لون g green ,r red b blue زمان كانو بيمثلوهم ب 8 بيت يعنى 256 لون دلوقت بقى فيه 16 و 32 و 64 كمان
وكل ما يزيد العدد المدى بتاع درجات الالوان بيزيد معاه يعنى يقدر يطلع
الوان اكتر (الالوان اللى بيشتغل عليها الوندوز 16 او 32 لما تعمل على ال
ديسكتوب كليك يمين وتختار properties/settings/colorquality) هم بيستخدموا فى اللعبة 64 بيت HDR وكمان floating point يعنى ممكن يكون فيه كسور زى 45.3261 يعنى تعدد اكتر جوه درجة اللون الواحدة .

نقول بقى ايه هو ال HDR او ال high dynamic range
كنا قلنا قبل كدة الفرق بين ال specular وال diffuse هنا بقى نتكلم عن ال
specular
هو بينقسم لاسلوبين من حيث التكنولوجية المستخدمة فى البرمجة

a- specular bloom
ودى التكنولوجيا الاقدم والاقل واقعية
b- HDR
ودى الكثر واقعية وبتدى لمعان جامد جدا زى الحقيقى بالظبط وهتشوفوا الكلام ده فى الفيديو والصورة
والاسلوبين مستخدمين فى المحرك





3- Shadowing
بيعملو الظلال هنا بطريقة اسمها texture based shadowing يعنى الظل
المعتمد على الصورة بالاضافة الى ال self shadowing يعنى الظل بتاع الشىء
لما يقع على نفسه مثلا لما الظل بتاع ايد اللعيب ينزل على جسمه يبقى ده ظل
من نفسه ودى حاجة جدية ومهمة وبردة بيعملوها بال soft shadows وبرده دى
باينه فى الصورة وكمان حاجة جامدة انهم بيحسبوا درجة الضوء لما يعدى من
الاسطح الشفافة ويعملوا الظلال بتاعة الجسم بناء على الضوء الجديد




4- particle system
نظام الجسيمات هنا مسنخدم بدقة شديدة لدرحة
ان اى جسيم كهما كان صغير بيعمل ظل ليه على الاسطح والاجسام اللى حوليه
وكامن بيتاثر بالحركة السريع للكاميرا اللى هى اسمها motion blur ودى اللى
جاية


5- motion blur
عارف وانت بتلعب mostwanted او underground لما تيجى تدوس زرار النيتروس
تلاقى الصورة بتتسحب كدة من شدة السرعة اهو ده اللى بيسموه motion blur كل
حاجة ممكن تتخيلها بيتعملها كدة حتى مثلا لو الوحش حرك ايده بس بسرعة
جامدة هتلاقى الصورة عند ايده بتتسحب كدة وبقيت جسمه لا من الاخر كل واى
جزء فى الصورة بيتاثر بيها وده كان المحرك الوحيد اللى بيعمل كدة لغاية ما
ظهر المحرك الجبار cryengine 2


6-lighting
نظام الاضاءة هنا معقد وممتاز كاى محرك مشهور زى lithtech بتاع fear
وبيستخدمو عدد لا باس به من light sources مصادر الاضاءة المتعددة زى
spotlight الاضاءة النقطية لما تلاقى على الحيطة مثلا دايرة مضاءة بلمعان
ومركزها فيه اكبر شدة للاضاءة والraylight مثلا كشاف طالع منه شعاع ضوء
وال skylight الاضاءة فى السماء نثل اضاءة الشمس وهكذا

الصورة الى بقالى سنتين بتكلم عليها اهى وفيها توضيح لل self shadow وال HDR وال motion blur

5-محرك CryEngine2

نظرة عامة على المحرك :


جينا بقى للمحرك الجبار الفظيع الرهيب المهيب ابو رجل مسلوخة...........هههههههههههه مش عارف اقول ايه والله انت هتشوفوا بعنيكو
المهم المحرك ده هو تطوير للمحرك القديم CryEngine اللى اتعملت بيه اللعبة
المشهورة Farcry والمحرك ده طبعا كان جامد جدا لدرجة ان اتعمل بيه جزيرة
كاملة بالخضرة اللى فيها والمياه والرمال والشمس والسحاب وكمان الحشرات
والحيوانات وكان مميز جدا فى الoutdoor لكن رسوم الشخصيات والاماكن
الداخيلة indoor كان سىء للغاية اذا ما قورن بال outdoor وده كان واضح اوى
فى لعبة farcry وطبعا المحرك ده هيستخدم directX10 وshader model 4 يعنى
قمة الوهم وطبعا الحاجات عايزة hardware جديد غير اللى عندنا عشان ينفع
تشتغل عليه يعنى اللعبة طبعا تشتغل على اى كرت بيدعم shader لكن مش هيشتغل
بكامل امكانياته ومش هيستغل لا directx 10 ولا ال shader 4 حتى اجمد كارت
موجود حاليا اللى هو فى نظرى GeForce 7950 GX2 اللى هو ب 1 جيجا رام مش
هيستغل امكانيات اللعبة دى كاملة لكن الكروت بتاعة 10 DirectX لسة بتتعمل
حاليا ومنزلتش الاسواق
اه نسيت اقول ان المحرك ده عامله فريق Crytek


الالعاب التى يتم بناؤها على هذا المحرك: Crysis

الامكانيات اللتى يستخدمها هذا المحرك:

1-Volumetric Clouds

يعنى السحب تبقى مجسمة وليها حجم وتلاقى بخار الماء بيتطاير ويطلع لفوق
وتحت وتلاقى غى الغيديو كدة الكاميرا بتخش جوه السحابة وتخرج من الناحية
التانية عشان تحسسك بالتجسيم بتاعها


2- Depth of field :

ركزوا معايا بقى شوية فى الحتة دى عارف لما تركز فى حاجة قدامك اوى تلاقى
الحاجة دى واضحة جدا لكن اى حاجة تانية وراها تلاقيها مزغللة شوية جربها
كدة وانت قاعد بص على حاجة قدامك وركز فيها هتلاقى اى حاجة فى المستوى
اللى قبلها او اللى بعدها مش واضحة انا مش عارف انتو كدة فاهمنى ولا لأ بس
هى عموما باينة فى الفيديو

3-real-time Ambient maps

ده اسلوب جديد فى الاضاءة عاملينه الناس دول فى المحرك هيعمل ثورة هائلة
فى كل انظمة الاضاءة فى اى لعبة لانه بيستخدم اسلوب مبتكر وجديد بيعتمد
على اعادة انعكاس الاضواء على اكتر من سطح(دى قديمة) واستخدام الاضواء
المنعكية فى اضاءةالاجسام الاخرى كضوء اساسى واقع عليها (وهو ده الجديد)
تعالو ناخد مثال يوضح الدنيا شوية:
مثلا فى باب مقفول او متوارب والضوء بيعدى من حتة صغيرة منه وبيقع على
الارض كدة الارض هتنور من الاضاءة اللى جاية وباقى الاوضة هتبقى مضلمة
عشان مفيش ضوء على الحيطان حتى لو انعكست الاضاءة من الارض على الحيطة
الحيطة اللى اتعكس عليها الاضاءة يس هى اللى هتنور شوية(ده كان زمان)
دلوقتى بقى الضوء المنعكس من على الارض بيعمل اضاءة خافتة فى الاوضة كلها
زى الحقيقى يعنى مش انعكاس لا دى اضاءة عامة من الارض وده برده ييعمل ظل
واقعى للغاية وجامد اوى

4-Real-time soft shadows

طبعا ال soft shadows عارفين بتعمل ايه من المحركات اللى فاتت هنا بقى
فعلا هتلاقوها واضحة بغباء وهتلاقو ورقة الشجر مش بتعمل ظل واحد على الارض
لا ده هتلاقو الطل بتاع السطح اللى فوق والظل بتاع السطح اللى تحت
متراكبين على بعض وبيتحركو مع بعض فى الوقت الحقيقى وبدقة متناهية

Motion Blur-5

الخاصية دى مستخدمة فى المحرك بكثرة شديدة جدا كل حاجة ليها motion blur
يعنى حتى وانت بتضرب النار على واحد حسيت انك بتنضرب من ضهرك ولفيت بسرعة
عشان تضربه هتلاقو الصورة بتتسحب وال motion blur بتتعمل وكذلك فى اى حاجة
تانية اثناء ضرب النار والاهتزاز اللى ناتج عنه وهكذا

6- Soft particles

ده نوع من ال particle systems بيستخدم جسيمات غاية فى الدقة لتناسب ذرات
الغبار والدخان المتطاير من النيران المشتعلة وفى الفيديو صورة عربية
مولعة و الدخان طالع منها والذرات بتاعته غاية فى الجمال والروعة


7-Advanced shader technology

طبعا استخدام shader 4 هيعمل ثورة فى مجال محركات الالعاب نظرا لما يدعمه
من اوامر وتحليلات اكثر بكثير من سابقيه وده بيساعد فى عمل جرافيك جبار
ودقة كبير جدا فهو مثلا بيساعد على تطبيق ل normal mapping بطريقة تنتج
وجوه الشخصيات عالية فى الجودة والدقة وتكاد تكون حقيقية فعلا شوفو مثلا
الصورة دى واحكموا انتو بنفسكو

6-محرك Gamebryo

نظرة عامة على المحرك

• المحرك ده بقى محرك العاب قوى جدا وهو طبعا game engine كامل لكن تخصصه الاول هو 3D rendering او عمل جرافيك الالعاب و هو اتصمم اساسا فى شركة Numerical Design Limited (NDL) لكن بعد كدة الشركة دى انضمت مع شركة "Emergent Game Technologies" (EGT) المحرك بقى بتاع الشركة الجديدة والمحرك ده بيدعم العديد من ال game consoles زى Sony PlayStation 3 و Sony PlayStation 2 و Xbox 360 و Xbox و Nintendo GameCube و Microsoft Windows


المحرك ده احد انواع المحركات اللى بيقولو عليها proprietary renderer
يعنى بيتعمل مخصوص لالعاب معينة وبيتبرمج بطريقة تسهل لمبرمج اللعبة دى
انه يستفيد منه جامد لدرجة ان مبرمج اللعبة بيقدر يخش للاوامر البرمجية
اللى فى المحرك ويعدل عليها او يستخدمها مباشرة بدون اللجوء لعمل برمجة
خاصة للعبة وهو ده اللى قولت عليه فى كلامى قبل كدة لما قولت هتكلم عن
محرك جديد انه عيب وميزة للمحرك فى نفس الوقت

كل ده بقى بينتج عنه performance عالى اوى وبيريح الكارت والهاردوير عشان
يدى الفرصة لرسم مجسمات دقتها عالية واى وجمال فى الجرافيك مالوش حدود عن
طريق عطاء كل مجسم حقه من المضلعات والرسم
الميزة ان هبيسهل على المبرمج على الاخر لكن العيب بقى ان المفروض
المحركات تبقى مستقلة عن اللعبة تماما عشان ينفع يتعمل بيها اكتر من لعبة
بدون تعديل لكن بالطريةقة دى المحرك بيبقى معمول مخصوص للعبة او اتنين
بالكتير بعد كدة مع السلامة لازم يتغير


الالعاب اللتى تم بناؤها على هذا المحرك :

The Elder Scrolls IV: Oblivion
Gothic 3
Sid Meier's Civilization IV




الامكانيات اللتى يستخدمها هذا المحرك:



1- Scene Graph(Scene management)

اول واهم حاجة بيعملها المحرك ده هو التحكم برسم المشاهد اللى فى اللعبة ازاى بقى ده بيتم عن طريق حاجتين اساسيتين

أ- Culling : يعنى عدم رسم الاجزاء
المختفية وراء اشياء اخرى ولا يمكن رؤيتها من هذه الزاوية يعنى لو انت
دخلت اوضة فيها عواميد وكان فى صندوق مستخبى ورا عامود وانت مش شايفه من
هنا مش هيترسم دلوقت ويوفر تعب ال rendering لغاية لما يبان قدامك لما
تمشى شوية لقدام اوتغير الزاوية اللى انت واقف فيها زمان كان بيرسمو كل
حاجة لكن دلوقت بقى فى الاعاب الرهيبة لما المشهد يبقى فيه ملوين مضلع على
الاقل مرسومين لازم يستغل اى حاجة يوفر بيها عشان يدى الاهمية للحاجة اللى
ظاهرة

ب-Sort Listing:
يعنى يربط الاشياء والمجسمات اللى ليها علاقة ببعض ويرتبهم بحيث يكونو
مترابطين ببعض يعنى مثلا لو فيه فى اللعبة فارس وحصان لو كل ولحد بعيد عن
التانى ملهومش علاقة ببعض هيترسم كل واحد لوحدة لكن لو الفارس ركب الحصان
المحرك يعمل علاقة ما بينهم ان مكان ما هيكون الحصان الفارس هيبقى معاه
ويترسمو مع بعض ك شىء ةاحد او مجسم واحد وده بيقلل عدد اوامر الرسم من
امرين لكل واحد الى امر واحد فقط لكليهما فبيقلل العدد الكلى لاوامر الرسم
وبيريح البروسيسور اللى مسؤل عن ارسال اومر الرسم لكارت الفيجاوحجاة كمان
فى النقطة دى انه بيرسم الاشياءالمرتبطة ببعض(مش بس بالمكان ده باللون او
الاضاءة) مرة واحدة مع بعض لان تغييرالاوان او الاضاءة كل شوية بتتعب
الهاردوير اوى ومكلفة على كارت الفيجا فبرضوا بيعمل بينهم علاقة ترسمهم
كلهم مرة واحد للتسهيل


كل ده بقى بينتج عنه performance عالى
اوى وبيريح الكارت والهاردوير عشان يدى الفرصة لرسم مجسمات دقتها عالية
واى وجمال فى الجرافيك مالوش حدود عن طريق عطاء كل مجسم حقه من المضلعات
والرسم

2- vegetation rendering technology SpeedTree

ده حاجة مخصوصة بتتعمل فى المحركات الoutdoor بس وهو عمل حاجة زى محرك صغير مخصوص لعمل مساحات شاسعة من الخضرة والزرع والاشجار زى اللى فى الغابت وكدة ولعبة oblivion اكبر دليل على كدة بالبيئة اللى فيها والزرع الطبيعى جدا المنتشر فيها ده غير الدقة والتكنولوجيا المستخدة فى ال rendering بتاع الاوراق الاشجار والنجيلة والازهار وما الى ذلك


3- HDR Image based lighting


طبعا الاضاءة فى المحرك ده فوق الممتازة وخصوصا بالنهار وفى عز الشمس هههههههههههه مع استخدام الصور او ال textures اللى بتوضح الاضاءة على الجسم بسبب ال HDR واللى بيسموها Image based lighting ودى حاجة بتكون حساسة للضوء بمجرد الضوء ما ينزل عليها بتعمل انعكاس جامد اوى بالضافة لتاثيرال blooming وانعكاسات الماء والزجاج اللى هى طبيعية للغاية


4- Shadows

اللى لعب oblivion على كارت
محترم وشغل كل امكانيا ت الظلال اللى فى اللعبة هيحس فعلا انه عالم واقعى
من الظلال بسبب تعدد انواع الظلال والتكنولوجيا المستخدمة فيها من self shadows و shadows on grass و shadow filtering و internal shadows و external shadows و tree canopy shadows
حاجة مفترية بجد انا مشفتش كل انواع الظلال دى يقدر محرك يتعامل معاها مع
بعض الا المحرك ده (الى الان طبعا) لان فعلا الظلال هى تانى حاجة بعد الlighting بطلع عين الكارت وبتجيره انه يقدم كل امكانياته


5- الى جانب العديد من امكانيات استخدام ال shaders
بانواعها وتسهيل ده على المبرمجين واستخدام انواع كثيرة من بدائيات الرسوم
اللى هى الخطوط والنقاط والمثلثات والمضلعات والمؤثرات العالية زى
الشفافية والغيوم والضباب

7- محرك X-Ray

نظرة عامة على المحرك


فى الحقيقة المحرك ده من اطول المحركات اللى اخدت وقت فى
صنعها بالرغم ان محرك دووم 3 اخد تقريبا 3 سنين على ما خلص المحرك ده بقى
دخل فى ال5 يعنى كان اولى يعملو ليه خطة خمسية زى اللى بتعملها الحكومة
لعمل المشاريع طبعا كان لازم اوضح كدة فى الاول لان محرك قعد فترة زى دى
بيتعمل فيها من الواضح انه هيبقى تحفة بكل المقاييس وكان فى اشاعة من فترة
ان المحرك ده خلص من ايام اصدار تعريف nvidia رقم 77.50 beta لانهم كانو عاملين profile فيه للعبة stalker اللى معمولة بالمحرك ده وقد تم تطوير هذا المحرك فى شركة GSC Game World وهو مبنى تماما على directX9c ولا يدعم directX 10 الجديد (عشان كدة كان فى ناس كتير بتشكك انه مش هينافس المحركات الجديدة بقوة لكن الصور بتاعة المحرك اكبر دليل ان directx 9 لسة فى كتير يمكن استغلاله دون الجوء لهاردوير اعلى من اجل الاصدار العاشر منه)


الالعاب اللتى تم بناؤها على هذا المحرك :

S.T.A.L.K.E.R.: Shadow of Chernobyl,


الامكانيات اللتى يستخدمها هذا المحرك


Lighting-1

Breakable light sources1-1-

يعنى ممكن تتكسر وتشيل الاضاءة بتاعتها من ال scene وتحسب الاضاءة والظل الجديد من الاخر fully dynamic lighting system وتخيلو كمان الكلام ده بيحصل indoor و outdoor وبكدة نقدر نضمه لقائمة المحركات كاسرى المستحيلات اللى بيدعموا كلا البيئتين الداخلية والخارجية

Intelligent light source selection, clipping, and merging 1-2

ايه موضوع مصادر الضوء الذكية دى بقى ؟ الحكاية ببساطة ان المبرمجين عملين حركة جديدة وحلوة اوى فى المحرك ده هم بيحطوا اكتير من Light source فى المشهد وبيختارو اكتر واحد ممكن يعمل اضاءة اكثر واقعية وبيشغلوه ويطفوا الباقيين طبعا الحكاية دى بتتعمل realtime يعنى اثناء العب وممكن طبعا يشغلو اكتر من واحد مع بعض حسب ظروف المكان ويعملو merge يعنى يجمعوها مع بعض ويطلعو الضوء الناتج حسبة واحدة


Self occlusion 2

فى المحرك اللى فات بتاع لعبة oblivion كنت قولت حاجة اسمها culling الى هى لما شىء فى الصورة يخبى حاجة وراه الحاجة دى مترسمش عشان توفر على الهاردوير هنا بقى فى خاصية ال Self occlusion دى ال object
الواحد ممكن يخفى اجزاء من نفسه يعنى مثلا ايد اللعيب تيجى على السلاح
فتخبى معظمه هنا بقى السلاح يعتبر جزء من اللعيب عشان ماسكه قى ايده ودى
رده من الحاجت المبتكرة

Adaptive hardware state caching technology-3

دى بقى بتحاول تخزن الحالة اللى كان عليها الهاردوير عشان متحسبهاش كل مرة الكارت تجيله كام vertex
يرسمها زى الاضاءة كانت فين بالظبط بدل ما يرسم الشخص ويحسب الاضاءة من
اول وجديد عليه هو بيخزن ان المكان ده الاضاءة اللى فيه الى مفروض تكون
كذا ويطبقها على الشخص ده على طول


4- Fallback Shaders

ودى حاجة كويسة لينا احنا الusers بتوع الجيمز عشان دى كل وظيفتها انها لما تلاقى حاجة عايزة version معينة من ال shaders
عشان تترسم ارجو قبول اعتذارى هذه المرة لان التقرير المرة دى مش اد كدة
عشان ظروف الامتحانات والزنقة وان شاء الله اعوضه فى المحرك اللى جاى ومش
متوفرة فى الكارت اللى اللعبة شغالة عليه تقوم تدور على طريقة ترسم بيها
الحاجة دى باستخدام version اقل من الshader وده معنى ال fallback انها ترجع لورا نسخة اقدم يعنى


5- Facilitates cross-platform development

هى النقطة دى مالهاش علاقة اوى بالجرافيكس بس هى كوبسة للناس اللى مبيستخمدوش نظام تشغيل الوندوز وبيستخدموا حاجت تانية زى MAC OS او unix based systems زى linux انهم عاملين المحرك داعم لاى نظام تشغيل يعنى اللعبة ممكن تتعمل بحيث تشتغل على اى نظام فيهم


6- ده بقى غير المياه والانعكسات وتاثير الرياح والاحجار الصغيرة الزرع

8-محرك The Source engine : the Valve Source Engine

نظرة عامة على المحرك:

هذا هو محرك اشهر لعبة first person shooter على مدار القرن اللعبة الاسطورية Half life تم العمل عليه فى شركة Valve العملاقة من سنة 2000 لانتاج الجزء الثانى من اللعبة وتطوير المحرك القديم ليكون عهد جديد من محركات الالعاب باستخدام DirectX 9c واضافة الكثير من ملامح الاجيال الحديثة فى المحرك مثل HDR Rendering
وبناؤه على اسلوب تقسيمى يفصل كل جزء منه عن الاخر لسهولة الابداع
والتعديل والاضافة فى المستقبل وجدير بالذكر اسلوب محاكاة تفاصيل وحركات
الوجه بدقة شديدة اشتهر بها هذا المحرك عن اقرانه واضافة التعديلات عليها
من حين لاخر لاظهارها فى اجمل واوقع صورة ممكنة

الالعاب التى تم ويتم بناؤها على هذا المحرك

Half-Life 2 Episodes (One, Two and Three), Half-Life: Source, Day of Defeat: Source, Half-Life
Counter-Strike: Source

والان مع بعض الامكانيات التى يستخدمها هذا المحرك


1- اول واكتر حاجة مبهرة فى المحرك ده انه بيدعم كروت الفيجا اللى تعمل على diterctx9c نزولا حتى dtrectx6 ودى معجزة فى حد ذاتها انه يقدر يشتغل على كل التنويعات دى من الهاردوير دون مشاكل

2-الشيدر المستخدم 2 وما قبله : ده بيدعم تنويعات كتيرة من التفاصيل
والملامح المهمة زى الbump mapping و (Level of Detail)LOD

ال LOD ده بقى وظيفته انه يشوف الاجسام القريبة من عين اللاعب ويرسمها
باعلى تفاصيل ممكنة عشان اللاعب يشوفها باجمل صورة لكن الاجسام البعيدة
كدة كدة اللاعب مش هيشوفها كويس فيرسمها بتفاصيل اقل حسب بعدها عشان
مبيضيعش وقت ومجهود فى رسم تفاصيل لن تظهر

3-الشيدر المستخدم 3 : وبيستخدموه فى العمليات اامعقدة حسابيا زى ال HDR وال Soft shadows

dynamic lights 4 : باستخدام ال vertex lights وال pixel lights
بالاضافة الى تعدد مصادر الاضاءة multiple light sources والواقعية الشدية
فى الانعكاسات عن المياه والزجاج وتغيير مستوى الاضاءة زى ما بتغمق او
تفتح الشاشة فى ال لابتوب كدة اللى بيسموه flickering


particle system 5 : المسئول عن الجسيمات
الدقيقة وتطايرها فى انحاء البيئة المحيطة اثناء اللعب زى ما قولت قبل كدة
من شرارات واتربة والى ما ذلك من جسيمات اخرى

Projected shadows 6 : وده نوع اسهل من الظلال بيدى فرصة كبيرة لرسم الظلال لاجسام كثير جد ا فى المشاهد التى تحتاج لذلك عوضا عن ال soft shadows المكلفة فى حساباتها

HDR 7 :طبعا ده النوع المتقدم جدا من ال specular lighting اللى اتكلمنا عليه قبل كدة وده على فكرة كان من اولى المحركات اللى دعمنته وعملته وطبقته فى half life2 رغم انه معادها كان مع doom3 الا ان هذا المحرك تفوق على نظيره دووم3 بشدة لتقديمه لهذه التكنولوجيا المتقدمة فى هذا الوقت

skyboxes 8 : دى بقى حاجة جديدة متكلمناش عليها
قبل كدة وهى الغلاف المحيط بمشهد اللعبة وده معناه ببساطة ان السماء
والسحب والشمس وكل ما هو محيط بالمشهد واو كان جبل مرسوم بعيد مثلا هو
عبارة عن صورة واحدة كبيرة او عدة صور متحدة مع بعضها 2d textures
تكون هذا الغلاف ولا تكون هذه الاشاياء مرسومة كاجسام فعلية لتسهيل وتسريع
المحرك وهناط قطاع كبير من المحركات ان مكناش كلهم يستخدم هذا الاسلوب
(ملحوظة : محرك crytek2 i هو اول محرك يكسر القاعدة دى ويرسم هذه الاشياء
كاجسام فعليه 3d rendered وهو ده كان التحدى فى لعبة crysis ان كل جزء فيها مرسوم ك object ومفيش skybox

facial animation 9 : ده التعبير عن الانفعالات
على ملامح الوجه من عيون وحركات الشفاه المطابقة بدرجة تذهل للكلام وكمان
هم اضافو تحسينات للجزء ده بدرجوة 50% زيادة فى لعبة episode one وقالو هيزودوا التفاصيل فى الحلقات الجاية من اللعبة كمان
ا

خر حاجة بقى اقولها ان المحرك بيدعم indooes and outdoors
مع بعض وبكدة يكون هذا المحرك من اقوى ما تم انجازه من محركات للالعاب فى
هذا لاعصر الحديث والبقية تاتى عن محركات اخرى قريبا باذن الله