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Motor 3D

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Discordia

Descripción general

El motor 3D se encuentra actualmente en una etapa inicial de desarrollo y aún no está equipado con las características esenciales necesarias para un motor de juego listo para producción. Sin embargo, se ha establecido una hoja de ruta de desarrollo clara y con visión de futuro, y se está trabajando activamente para implementar sistemas avanzados como geometría virtualizada y cascadas de radiación para una iluminación global totalmente dinámica. A medida que avanza el desarrollo, planeo fomentar una comunidad a partir del próximo año, con el objetivo de crear un motor de juego C# que se integre perfectamente con los flujos de trabajo de Unity. Con su apoyo, podemos crear un motor potente y fácil de usar, completo con un editor, que satisfaga las demandas del desarrollo de juegos moderno.

Tecnologías clave

SDK de aplicaciones de Windows

Utilice WinAppSDK para crear aplicaciones hermosas y modernas para Windows 11.

Vórtice.Windows

Vortice.Windows proporciona enlaces para bibliotecas clave de Windows que incluyen:
- DXGI, WIC, DirectWrite, Direct2D, Direct3D9, Direct3D11, Direct3D12, XInput, XAudio2, X3DAudio, DirectInput, DirectStorage, DirectML, UIAnimation y DirectSound.

Sistema de componentes de entidad (ECS)

ECS es un patrón de diseño para el desarrollo de juegos flexible y de alto rendimiento. Enfatiza la separación de datos del comportamiento y respalda el principio de "composición sobre herencia", mejorando el rendimiento y la reutilización del código.

Descripción de escena universal (OpenUSD / USD.NET)

OpenUSD es un marco para el intercambio de datos de gráficos por computadora en 3D. El marco se centra en la colaboración, la edición no destructiva y la habilitación de múltiples vistas y opiniones sobre datos gráficos.

Proyectos de muestra

Zona de pruebas de vóxeles

Un proyecto de muestra de 3D Engine que demuestra las capacidades de 3D Engine. Voxel Sandbox implementa las siguientes características:

Generación de fragmentos : genera de forma procesal fragmentos basados en vóxeles para un mundo en expansión.
Muestreo de ruido : utiliza algoritmos de ruido para crear variaciones realistas del terreno.
Generación de malla : genera mallas dinámicamente basadas en datos de vóxeles para una representación eficiente.
Controlador de personaje : implementa un controlador de personaje responsivo para el movimiento y la interacción del jugador.
Sombreador optimizado : presenta sombreadores personalizados optimizados para el rendimiento y dirigidos a vóxeles y bajo uso de memoria.

Todos los componentes están escritos en C#, lo que muestra cómo aprovechar las funcionalidades del motor 3D para crear una aplicación con todas las funciones.

Paquete NuGet

Paquete 3DEngine NuGet :

Instale el paquete a través de NuGet Package Manager para integrarlo en su proyecto.

3DEngine dotnet add package Costura.Fody ./Project.csproj">

dotnet new console -n Project
cd Project
dotnet add package 3DEngine
dotnet add package Costura.Fody
./Project.csproj

Proyecto de instalación:

3DEngine" Version="3.1.0" /> <PackageReference Include="Costura.Fody" Version="5.7.0"> <PrivateAssets>all</PrivateAssets> </PackageReference> </ItemGroup> <ItemGroup> <Content Update="$(NuGetPackageRoot) 3DEngine 3.1.0contentFilesanynet8.0-windows10.0.22621AssetsResources***"> <CopyToOutputDirectory>PreserveNewest</CopyToOutputDirectory> </Content> </ItemGroup> <ItemGroup> <None Update="AssetsGeneratorsFileNamesEnumGenerator.tt"> <Generator>TextTemplatingFileGenerator</Generator> <LastGenOutput>FileNamesEnumGenerator.cs</LastGenOutput> </None> </ItemGroup> <ItemGroup> <Service Include="{508349b6-6b84-4df5-91f0-309beebad82d}" /> </ItemGroup> <ItemGroup> <Compile Update="AssetsGeneratorsFileNamesEnumGenerator.cs"> <DesignTime>True</DesignTime> <AutoGen>True</AutoGen> <DependentUpon>FileNamesEnumGenerator.tt</DependentUpon> </Compile> </ItemGroup> </Project>">

< Project Sdk = " Microsoft.NET.Sdk " >
    < PropertyGroup >
        < OutputType >WinExe</ OutputType >
        < TargetFramework >net8.0-windows10.0.22621.0</ TargetFramework >
        < ImplicitUsings >enable</ ImplicitUsings >
        < SatelliteResourceLanguages >en</ SatelliteResourceLanguages >
        < PlatformTarget >x64</ PlatformTarget >
        < PublishAot >true</ PublishAot >
    </ PropertyGroup >

    < ItemGroup >
      < None Remove = " FodyWeavers.xml " />
    </ ItemGroup >

    < ItemGroup >
        < PackageReference Include = " 3DEngine " Version = " 3.1.0 " />
        < PackageReference Include = " Costura.Fody " Version = " 5.7.0 " >
          < PrivateAssets >all</ PrivateAssets >
        </ PackageReference >
    </ ItemGroup >

    < ItemGroup >
        < Content Update = " $(NuGetPackageRoot) 3DEngine 3.1.0contentFilesanynet8.0-windows10.0.22621AssetsResources*** " >
            < CopyToOutputDirectory >PreserveNewest</ CopyToOutputDirectory >
        </ Content >
    </ ItemGroup >

    < ItemGroup >
      < None Update = " AssetsGeneratorsFileNamesEnumGenerator.tt " >
        < Generator >TextTemplatingFileGenerator</ Generator >
        < LastGenOutput >FileNamesEnumGenerator.cs</ LastGenOutput >
      </ None >
    </ ItemGroup >
    
    < ItemGroup >
      < Service Include = " {508349b6-6b84-4df5-91f0-309beebad82d} " />
    </ ItemGroup >
    
    < ItemGroup >
      < Compile Update = " AssetsGeneratorsFileNamesEnumGenerator.cs " >
        < DesignTime >True</ DesignTime >
        < AutoGen >True</ AutoGen >
        < DependentUpon >FileNamesEnumGenerator.tt</ DependentUpon >
      </ Compile >
    </ ItemGroup >
</ Project >

Asegúrese de que "PreserveNewest" esté configurado para los archivos en la carpeta Activos en Visual Studio. Reemplace la ruta al paquete NuGet 3DEngine 3.1.0

Programa de instalación:

 class Program
{
    [ STAThread ]
    private static void Main ( ) =>
        new Engine . Program ( ) . Run (
            config : Engine . Config . GetDefault (
              windowCommand : Engine . WindowCommand . Show ,
              presentInterval : Engine . PresentInterval . Immediate ,
              multiSample : Engine . MultiSample . x4 ,
              resolutionScale : 1 ,
              title : "3D Engine" ,
              width : 2560 , height : 1440 ,
              renderGUI : true , defaultBoot : true ) ,
            initialization : ( ) => 
              Engine . Kernel . Instance . SystemManager . MainEntityManager . CreateEntity ( ) . AddComponent < GameManager > ( ) ,
            frame : ( ) => { } ) ;
}

Guión de ejemplo:

 using System ;
using System . Collections ;
using System . Numerics ;

using Engine ;
using Engine . Buffer ;
using Engine . Components ;
using Engine . DataStructures ;
using Engine . ECS ;
using Engine . Editor ;
using Engine . Framework ;
using Engine . Graphics ;
using Engine . GUI ;
using Engine . Helper ;
using Engine . Runtime ;
using Engine . Utilities ;

public class Example : Component
{
    [ ToolTip ( "This is a ToolTip" ) ]
    [ Show ]
    private string _visibleString = "This field is private" ;
    [ Hide ]
    public string HiddenString = "This field is public" ;
    [ ShowOnly ]
    public string ShowOnlyString = "This string is not editable" ;
    public int Int ;
    public float Float ;
    public Vector2 Vector2 ;
    public Vector3 Vector3 ;
    public Vector4 Vector4 ;
    [ Slider ( 1 , 100 ) ]
    public float Slider ;
    public bool Bool ;
    [ If ( "Bool" , "True" ) ]
    [ ShowOnly ]
    public string IfField = "This field is only visible if the bool is true" ;
    [ IfNot ( "Bool" , "True" ) ]
    [ ShowOnly ]
    public string IfNotField = "This field is only visible if the bool is not true" ;
    [ Color ]
    public Vector4 Color ;
    public Entity ? _Entity ;
    [ Space ]
    [ Header ( "Header" ) ]
    public event Action ? Event ;

    // This is the base function of OnRegister.
    public override void OnRegister ( ) =>
        ScriptSystem . Register ( this ) ;
      
    public override void OnAwake ( ) { }
    public override void OnStart ( ) { }
    public override void OnUpdate ( ) { }
    public override void OnLateUpdate ( ) { }
    public override void OnFixedUpdate ( ) { }
    public override void OnRender ( ) { }
    public override void OnGUI ( ) { }
    public override void OnDestroy ( ) { }
}

Uso de ejemplo:

 Engine . Loader . ModelLoader . LoadFile ( Engine . ModelFiles . Model ) ;
Engine . Loader . ModelLoader . LoadFile ( Engine . Utilities . AssetPaths . MESHES + "Model.obj" ) ;

Engine . Loader . ImageLoader . LoadFile ( Engine . TextureFiles . TextureAtlas ) ;
Engine . Loader . ImageLoader . LoadFile ( Engine . Utilities . AssetPaths . TEXTURES + "Texture.png" ) ;

Engine . Kernel . Instance . Context . CreateShader ( Engine . Utilities . AssetPaths . SHADERS + "Shader" ) ;
Engine . Kernel . Instance . Context . CreateComputeShader ( Engine . Utilities . AssetPaths . COMPUTESHADERS + "ComputeShader" ) ;

Entity . AddComponent < Example > ( ) ;

Entity . Manager . CreateEntity ( name : "Controller" ) . AddComponent < PlayerController > ( ) . Initialize ( this ) ;
Entity . Manager . CreateEntity ( name : "Sky" ) . AddComponent < DefaultSky > ( ) . Initialize ( ) ;

var mesh = Entity . Manager . CreateEntity ( ) . AddComponent < Mesh > ( ) ;

mesh . SetMeshData ( ModelFiles . Model ) ;
mesh . SetMeshData ( Assets . Meshes [ "Model.obj" ] ) ;
mesh . SetMeshData ( vertices , indices , positions , new InputLayoutHelper ( ) . AddPosition3D ( ) . AddUV ( ) ) ;

mesh . SetRootSignature ( ) ;
mesh . SetRootSignature ( new RootSignatureHelper ( ) . AddConstantBufferView ( 2 ) . AddShaderResourceViewTable ( ) ) ;

mesh . SetMaterialTextures ( TextureFiles . Texture ) ;
mesh . SetMaterialTextures ( textureEntries : [ new ( "Texture.png" , 0 ) ] ) ;

mesh . SetMaterialPipeline ( ShaderFiles . Shader ) ;
mesh . SetMaterialPipeline ( "Shader" ) ;

Engine . Utilities . Output . Log ( Entity . Transform . Position ) ;

if ( Input . GetKey ( Key . Escape , InputState . Down ) )
{
    PAUSED = ! PAUSED ;

    if ( PAUSED )
        Input . SetMouseLockState ( MouseLockState . Unlocked ) ;
    else
        Input . SetMouseLockState ( MouseLockState . LockedInvisible , 0.5 , 0.5 ) ;
}

if ( ! PAUSED )
    Input . SetCursorIcon ( SystemCursor . IDC_CROSS ) ;