Графический проект "Cub3D"

Описание проекта

Данный проект основан на технологии рейкастинга - это метод преобразования ограниченной формы данных (карта этажа) в трёхмерную проекцию с помощью трассировки лучей из точки обзора в объём обзора. На основе входного файла, в котором содержатся пути к текстурам, цвета пола и потолка, а также сама двумерная карта этажа, необходимо создать игровой движок - аналог Wolfenstein 3D engine by ID Software.

Основная идея заключается в следующем: для каждой вертикальной полосы экрана (координаты x) отправляется луч, который начинается в точке местоположения игрока и имеет направление, которое соответствует направлению взгляда игрока. Затем этот луч начинает двигаться вперед по 2D-карте, пока не столкнется с квадратом карты, который является стеной. После этого, рассчитывается расстояние от этой точки попадания до игрока. На основе этого расстояния определяется насколько высоко эта стена должна быть отрисована на экране: чем дальше стена, тем она меньше и наоборот.

Результат

Запуск

git clone https://github.com/Dronoti/cub3d.git cub3d && cd cub3d && make && make clean && ./cub3D maps/subject_map.cub

Основные используемые переменные

Библиотека mlx

• WIN_WIDTH - ширина окна/изображения
• WIN_HEIGHT - высотка окна/изображения
• all->mlx.mlx - указатель на mlx (идентификатор инициализированной библиотеки mlx)
• all->mlx.win - указатель на открытое окно mlx (идентификатор открытого окна)
• all->mlx.img - указатель на изображение (идентификатор изображения)
• all->mlx.addr - указатель на начало области памяти, где хранится изображение
• all->mlx.bitspp - количество битов для представления цвета одного пикселя (глубина цвета). Как правило, 32 бита или 4 байта (32 / 8)
• all->mlx.line_l - количество байтов для одной строки изображения в памяти
• all->mlx.end - сообщает нужно ли хранить цвет пикселя в изображении (возвращает 0 или 1). Как правило, 0, т.к. цвет пикселя устанавливаем позже.

Карта этажа

• all->map.map - двумерный массив char для хранения символов карты
• all->map.height - количество строк карты
• all->map.no - указатель на начало области памяти, где хранится изображение для северной стороны текстур
• all->map.so - указатель на начало области памяти, где хранится изображение для южной стороны текстур
• all->map.we - указатель на начало области памяти, где хранится изображение для западной стороны текстур
• all->map.ea - указатель на начало области памяти, где хранится изображение для восточной стороны текстур
• all->map.f - цвет пола
• all->map.с - цвет потолка
• all->map.x - клетка карты по координате x откуда исходит луч
• all->map.y - клетка карты по координате y откуда исходит луч

Игрок

• all->plr.pos.x - позиция игрока на карте по х координате
• all->plr.pos.y - позиция игрока на карте по y координате
• all->plr.dir.x - горизонтальное направление взгляда игрока (1 - взгляд на восток, -1 - взгляд на запад)
• all->plr.dir.y - вертикальное направление взгляда игрока (1 - взгляд на юг, -1 - взгляд на север)
• all->plane.x - плоскость камеры игрока по координате x
• all->plane.y - плоскость камеры игрока по координате y

Рейкастинг

• FOV (Field of view) - поле зрения игрока (угол обзора)
• SPD_P - скорость перемещения игрока
• SPD_R - скорость вращения игрока
• camera_x - координата x на плоскости камеры, для вычисления направления луча
• (-1 - самая левая точка экрана, 0 - середина, 1 -правая)
• all->ray.i - номер луча (номер вертикальной линии для ее отрисовки)
• all->ray.dir.x - направление луча по координате x
• all->ray.dir.y - направление луча по координате y
• all->ray.delta.x - шаг пересечения луча с клетками по координате x
• all->ray.delta.y - шаг пересечения луча с клетками по координате y
• all->ray.side.x - расстояние, которое должен пройти луч до первого столкновения с клеткой по координате x (с горизонтальной линией)
• all->ray.side.y - расстояние, которое должен пройти луч до первого столкновения с клеткой по координате y (с вертикальной линией)
• all->ray.step_x - определяет в каком направлении двигаться по оси x (либо 1, либо -1). Переход осуществляется сразу на одну клетку
• all->ray.step_y - определяет в каком направлении двигаться по оси y (либо 1, либо -1). Переход осуществляется сразу на одну клетку
• all->ray.vert_hit - сообщает было ли столкновение с горизонтальной линией y (1) или с вертикальной x (0)
• wall_x - точное значение места удара по стене
• scale - насколько увеличить координаты текстуры по y для каждого пикселя экрана

Параметры стены

• all->wall.height - высота стены
• all->wall.top - координата/точка начала стены по y
• all->wall.tex_x - координата текстуры по x
• all->wall.tex_y - координата текстуры по y
• all->wall.dist - расстояние/длина луча до стены

Используемые функции сторонней графической библиотеки mlx

• mlx_init() - связывает программное обеспечение и дисплей (инициализирует библиотеку mlx)
• mlx_new_window() - создает новое окно на экране
• mlx_new_image() - создает новый образ изображения в памяти
• mlx_get_data_addr() - возвращает информацию о созданном изображении для его последующего изменения
• mlx_put_image_to_window() - выводит изображение на экран
• mlx_destroy_image() - уничтожает созданное изображение
• mlx_destroy_window() - уничтожает созданное окно
• my_mlx_pixel_put() - определяет адрес пикселя изображения и записывает в него заданный цвет
• mlx_xpm_file_to_image() - создает новый образ изображения в памяти на основе файла xpm