Несовершенство компьютера

Есть много забавных ошибок, которые возникают из ограничений возможности компьютера в целом. Моих любимых пожалуй две, но суть у них одна :) Важно помнить, как работают простые типы. Поговорим про float. Я не буду говорить про неточности суммирования и строгие условия, это слишком банально и многие IDE сейчас подсвечивают :) Основное что надо помнить, что хранить он может 6-7 знаков. И из этого у новичков возникают забавные ошибки :) Почему в юнити float, а не double — это довольно долгий рассказ, может как-нибудь потом опишу :)

Получать gps координаты в float. Мало того, что gps сам по себе страдает в плане точности. И это конечно не критично, но важно знать, что будет если перегонять точку в float (что делают на удивление часто) Можно ли писать в float? В целом да, особенно при работе с навигацией, так как точность gps достигает 20 метров и зависит от широты и оборудования рядом (https://support.google.com/maps/answer/2839911?hl=ru&co=GENIE.Platform%3DAndroid) В Москве допустим точность около 5-6 метров. И когда вы округляете координаты до 7 знаков у вас получается точность страдает значения от примерно 80 сантиметров до 8 метров (так как долгота бывает трёхзначной) :) Что в целом ок, хотя лучше иметь ввиду, так как вы добавляете ошибку в несколько метров) Но всё же в кейсе навигации это не критично, а вот в расчёте расстояний ещё как важно. Так как обычно для этого хранятся 7 знаков только после запятой :)

Перемещать игрока в бесконечном мире. Ну тут та же забавная проблема. В бесконечных мирах есть много трюков, но если просто перемешать игрока не используя их, то проблема в позиции (1234567, 123467) мне кажется очевидной. У вас просто не будет работать дробная часть, и будет ошибка округления в 1 :) И там можно доводить до абсурда) А допустим 1 в вашем мире — это один метр) Почему же тогда в Unity float, а не double с его 15 знаками? Они что дураки?) Не, там всё довольно логично, но как я и говорил — это длинная история :)

Интересный простенький тутор)

https://youtu.be/OLEWP7VZVzQ

Настоящим профессионалам не нужно наводить туман

Как легко отличить настоящего профессионала? Он не пытается запутать вас терминами и может объяснить что угодно на пальцах. Я очень не люблю, когда фразы типа иммутабельности, консистентности и т.п. используют что-то объясняя не профессионалам. Я часто сталкивался одно время с тем, что люди не могут объяснить зачем скажем нужен солид своими словами, а не цитатами из книжки)

Если человек в чём-то разбирается, он всегда это может объяснить это на пальцах. Мне когда-то понравилось в этом плане объяснение старого (уже почти мемного) вопроса с собеседований «Чем интерфейс отличается от абстрактного класса?» Правильный ответ по сути звучит, что интерфейс объединяет поведение и стандартизует апи обращения, а абстрактный класс — это обобщение свойств объектов. Но без примера для меня это когда-то звучало, как просто набор букв. Но в одной статье на хабре был дан просто шикарный пример. У кота, собаки и мыши — есть лапы (свойство объекта), а у ключа, ключ-карты и лома — возможность открывать двери (поведение) :)

Сложная терминология чаще всего просто сокращает объяснение до пары фраз. Как и паттерны. Сделай тут команду, а это сделай декоратором, а тут лучше фабрика подойдёт — упрощает коммуникацию. Но когда вы пытаетесь что-то объяснить, а не поставить задачу другому эксперту, говорить нужно человеческим языком :) Многие из новичков ещё и стесняются говорить, что то что вы им сказали — это белеберда на эльфийском :)

Паттерн Команда

Чтож, в опросе победили паттерны, давайте посмотрим на один из моих любимых паттернов — команда. Это прикольный поведенческий паттерн, его красивое определение с диаграммой можно почитать тут https://metanit.com/sharp/patterns/3.3.php я же хочу показать пример на Unity и сказать зачем он может быть нужен. Для выразительности пример будет упрощённый, так как архитектурно в целом я бы делал бы немного иначе)

Но сначала предыстория) 3 года назад я работал в одной компании, и мы много времени 3д моделеров тратили на тупую задачу — сделать коробку с окнами. Пробилдера тогда не было, да и в целом хотелось чего-то поудобнее. И тогда я придумал https://github.com/Nox7atra/Apartment_Builder Но так как я не был таким опытным, я не додумался до одной вещи) Собственно до того, что в ядро любого разрабатываемого редактора нужно класть паттерн команда, чтобы поддержать всего лишь один функционал) ctrl+Z :) Если ядро сделано с ним, то это делается тривиально)

Если коротко паттерн команда приколен многими вещами) В зависимости от глубины реализации он позволяет вам делать какие-то действия отложенно, откатывать их, хранить историю действий и т.п. Это очень удобно для всякого рода редакторов, пошаговых игр (можно легко делать проигрыватель геймплея, хранить реплеи если делать так) И т.п. Я люблю его использовать для читов, консольных команд и многого другого. Плюс его удобно логировать и в целом выводить историю. Чтож. Простой пример, как и обещал) Я решил на тему паттерновых историй завести целый репозиторий (потом напишу к нему ридми) https://github.com/Nox7atra/PatternsUnityPlayground

Разберём на простом примере — крестики-нолики. В целом мой любимый пример для обучения новичков чему-либо) Итак, сама по себе команда — это по сути объект умеющий делать две работы. Выполнять работу и откатывать работу, поэтому у нас для неё есть интерфейс ICommand с методами Execute и Undo (всё можно найти в репе). Как и в редакторе действия у нас строго последовательны. И их надо как-то хранить и выполнять. Как и для редакторов я люблю конструкцию со стеком StackCommandInvoker. По сути мы пишем все команды в стек, чтобы потом иметь возможность откатить их строго в той последовательности, в которой мы их выполняли. Чтож осталась игра)

В крестиках-ноликах очевидно, что командой у нас является ход пользователя. Ресивер для упрощения — сама игра. Поэтому остаток реализации можно посмотреть в репозитории выше именно в виде кода в классах CrossGame и PlayerTurnCommand. Ну я тут немного поговорю про идеологию. Вот мы всё это сделали, и теперь что нам это даёт? По сути так как команды отлично в этом паттерне сериализуются, то можно сделать откат на любое число шагов, реплей игры и т.п. Сохранить партию и т.п. И это позволяет просто правильно и вовремя заложенный паттерн команда) Очень рекомендую :)

P.S. Возможно более подробный разбор стоит составить в статью на хабре. С кодом и построчно) Но это так сказать пробный пост из первых рук. Предлагаю устроить простое голосование, кому интересна эта тема. 👍 — значит такой формат "по горячим следам из первых рук" вести тут, 🔥 — значит лучше разбирать подробнее и на хабре :) Со статьями на хабре есть одна проблема, на них прям нужно находить время, так как там требуется соблюдать более строгий формат и больше нюансов по оформлению, так что там я по своей загрузке смогу писать, но только пореже)

Плюсы паттерна команда:
1. Просто делать ctrl+Z если надо
2. Просто делать реплеи
3. Просто делать отложенные действия и непрямой геймплей
4. Просто сериализовать все действия в файлы, чтобы потом это дело вынести на сервер или в сейв

Как стоит относиться к архитектуре, паттернам и т.п.

Раз у нас тут вечер архитектуры, то ещё надо сказать моё к ней отношение. Стоит запомнить, что программирование — не является точной наукой. Все холивары выглядят довольно забавно, когда немного меняешь взгляд на разработку в целом. Разработка процесс творческий. Паттерны, SOLID и прочие прелести разработки были придуманы не для того, чтобы спорить о том "а что лучше". А для того, чтобы ими пользоваться. Паттерн — это базовый шаблон. Его не то чтобы можно реализовать неправильно, если просто соблюсти базовый концепт и то зачем он нужен. У вас может быть своё расширение над паттерном. SOLID — это не строгая инструкция "как правильно и хорошо программировать", а просто набор рекомендаций. Который строго говоря не всегда применим. Так же, как и ООП, ФП. Дактайпинг или статическая типизация и т.п. Иногда кажется, что программисты дольше спорят вместо того, чтобы просто пользоваться и творчески подходить к задачам с инструментами, которые им когда-то оформили и дали в руки)

Я в целом думаю, что частичная проблема этого, что многие программисты в прошлом технари. А технари чаще сталкиваются с точными науками. В математике каждая запятая в формулировке важна, строго значит одно и математики дико педантичны в том, чтобы поправить. Потому что чаще всего неправильная формулировка означает непонимание вопроса. Но в программировании — это вообще не так работает, так как программирование не точная наука. Я видел и огромные системы на синглтонах (которые хорошо работали и нормально поддерживались) и много чего ещё. А видел и откровенное мракобесие "с архитектурой". Где фабрика едет через фабрику, фабричным методом погоняя. И всё супер абстрактно, и я то могу вытерпеть распутывание этого клубка "супер абстракций" с бутылкой джина :) Иначе сразу лучше в дурку)

Старый принцип KISS на первом уровне проще всего соблюдать так. Не придумывайте сложных абстракций. Человеческий язык не совершенен и не всегда получается правильно другому человеку донести свои мысли обычными словами. Но когда в программу закладывается может быть очень крутая идея, но она — сложная. Высок риск, что другой человек её просто не поймёт. Почти всегда не нужно руководствоваться абстракциями программирования, паттернами и т.п. и не городить красивую "всё умеющую башню абстракций". А нужно руководствоваться обычной и такой простой человеческой логикой) Она остальным программистам будет более понятна) Конечно так же без крайностей. Интерфейсы, события, какой-то уровень абстрагирования нужен. Но я слишком часто сталкивался с просто переусложнённым кодом вообще непонятно зачем)

Одна из моих любимых фич за последние годы в Unity — это VFX Graph) С ней можно делать откровенную магию. Конечно, как и любой VFX она требует некоторой насмотренности. К VFX можно подходить по разному. Для придумывания каких-то новых эффектов нужно экспериментировать и иметь некоторое художественное понимание. С другой стороны для повтора чего-то существующего достаточно просто пытаться технически разбирать "из чего состоит тот или иной эффект или явление". Но для начала я в любом случае советую изучить инструментарий и пройти как можно больше туториалов) Это всегда отличный источник идей и "набивки руки" :) Вчера я наткнулся на неплохой туториал по созданию портала через VFX граф :) https://www.youtube.com/watch?v=V2NZb0WN7SY

Шейдер граф

Я очень любил писать шейдеры кодом. На мой взгляд это было быстрее) Ну и с реймаршингом и т.п., это правда так (ставь 🔥 если стоит написать про реймаршинг — не байт ни разу) Но сейчас я прихожу к тому, что графами в разы проще делать сложные эффекты. Когда тебе не приходится в 100 раз искать по куче проектов тот же дисторшн. Или же просто нужно "покрутить" и "по переставлять". Добавить френеля, убрать френеля, пошумить и т.п. Но возможно я так сильно не любил это всё дело, так как просто не знал про этот мануал и эту часть пакета шейдер графа https://docs.unity3d.com/Packages/com.unity.shadergraph@6.7/manual/Custom-Function-Node.html

Создавая свои кастомные ноды можно делать много прикольных авторских шейдеров. При этом воспринимать это всё дело часто в разы проще, чем векторный код + интересные шейдеры можно выложить скриншотом. Хотя конечно вот тут — код копипастить удобнее :)

Работа с функциями в шейдерах

Я часто говорю, что программирование — это не математика. И это на самом деле так. Кроме шейдеров. Шейдеры — это математика. Дисторшн и т.п. сейчас художники используют во всю. Но первоначально это математика. У меня есть старая серия статей про математику) И в одной статье из серии я разбираю полностью уравнение плоской волны https://habr.com/ru/post/435828/ И в целом существует много прикольной математики) Из старых мат моделей, что я находил на просторах интернета я помню https://andrewhungblog.wordpress.com/2018/04/29/page-curl-shader-breakdown/ Идея её проста, по сути "накручивание меша на цилиндр" :)

Но чем интересна статья про волны, она отлично иллюстрирует, зачем часто бывает полезна удобная визуализация. И если в самой статье я рекомендовал вольфрам, то позже я нашёл инструмент в разы удобнее) https://www.desmos.com/calculator?lang=ru Да, конечно диффур там не посчитаешь и т.п. Но для того, чтобы подобрать правильный параметр для синуса или какую-то кусочную функцию — подходит отлично. И в разы проще разобраться, чем в том же вольфраме :)

Очень жаль, что Brackeys год назад перестали вести свой канал. Конечно не скажу, что я согласен со всеми их туториалами (портал между локациями я бы делал через стенсил, а не через две камеры, как пример) Но всё равно там много крутого контента. И советую с ним ознакомиться, если вдруг не знали :) Ну и этот туториал диззолва тоже неплох https://www.youtube.com/watch?v=taMp1g1pBeE :)

Паттерн Декоратор

Думаю это самый популярный шаблон проектирования. Многие языки целиком пронизаны им. JS в особенности, где по сути "всё декоратор". Определение и пример формальные почитать можно тут https://metanit.com/sharp/patterns/4.1.php, хотя я не согласен с определением Component. Так как по тексту статьи Component должен быть интерфейсом, а не абстрактным классом. Но мы же говорим про Unity. В юнити декоратором по сути является любой MonoBehavior, так как он расширяет функции объекта, и в любой момент эти функции можно снять или отключить :) Но это даже не самое главное. Тоже самое условно можно сделать через наследование) Декоратор как раз таки прикол в том, что по своей структуре позволяет избежать сложной иерархии наследования)

Например вы хотите, чтобы у вас в игре был меч. И чтобы он бил "огнём", "ядом" и "льдом". Как это можно сделать?

Ну самый упоротый путь сделать класс Sword, и от него отнаследовать ToxicSword, FireSword и FrostSword. Это позволяет сохранить разное поведение, но усложняет реализацию комбинированного урона

Можно сделать "маску урона". По сути завести enum DamageType и хранить в мече либо битмаской, либо словарём (если значения урона разные). Поведение будет определять класс меч, а урон резолвить переданный в него словарь. Это лучше, но тоже не так удобно

А можно сделать компоненты, которые определяют тип урона FrostDamageModificator, ToxicDamageModificator и FireDamageModificator. Которые добавляют классу меча функциональность урона. Так же какой-нить AOEAttackTypeModificator и т.п. для того, чтобы определить как меч бьёт. И потом собрав все эти компоненты по конфигу айтема меч получит все нужные ему свойства. А класс Sword будет просто скелетом определяющим, как это всё между собой дружить :)

И это один пример. Я допустим очень сильно люблю декорировать всякое в маркерном AR всякие эффекты. Конечно с мечом пример долго реализуем, поэтому в репозитории я привёл более простой пример с декорированием инпута. Его в целом можно сделать и без общего класса скелета, он сделан скорее для наглядности :) https://github.com/Nox7atra/PatternsUnityPlayground

Да, хитрая иллюзия того, что в юнити скелет не знает про свой декоратор. Но важно понимать, что в юнити скелетом является трансформ, который через дженерик метод добавляет на себя компоненты наследники MonoBehavior. Так что это нормально, чтобы класс "скелет" знал про декораторы и наоборот. Хотя там зависимости опять таки можно развозить кучей способов. Основное это всегда функциональная суть паттерна)

Суть паттерна Декоратор:
1. Расширение функционала без наследования
2. Возможность натянуть на скелет (основное что непонятно новичкам в этом паттерне — это его блок схемы. Даже в примере по ссылке выше — это лишь один из примеров реализации такого скелета)

Основные плюсы:
1. Легко включать выключать различные функции и придавать свойства объекту
2. Легко комбинировать между собой свойства, при этом зная другие паттерны делать это так, чтобы декораторы друг о друге ничего не знали (что вернее)

Прошлые разборы:
1. Команда — https://news.1rj.ru/str/dyadichenkoga/76

P.S. Когда соберу большую часть паттернов, надо будет закрепить наверное на канале в какую-нить общую статью :)

Player Prefs

В целом префсы великий механизм для кроссплатформенной разработки. Когда ваши сейвы и т.п. не весят несколько мегабайт, то это всё что вам надо. Даже при синхронизации сейвов с сервером — это отличная штука для оффлайн доступа :) Я довольно часто сейвы и конфигурации храню в виде json строки в префсах. Основной плюс этого кроссплатформенность. Да почти на всех платформах всё решается Application.persistentDataPath, но скажем не на том же webgl)

И кстати для неё есть достаточно прикольный репозиторий с инструментами, чтобы в редакторе было немного удобнее всё это дело тестить https://github.com/sabresaurus/PlayerPrefsEditor

Epic Games анонсировали Reality Scan https://www.capturingreality.com/introducing-realityscan

Места в бете уже закончились и будем посмотреть, как оно будет работать. Больше инструментов всегда круто!) И если будет работать качественно — шикарно :) Но тут стоит сказать, что они не единственные и не первые. Хотя я не видел, чтобы кто-то бесплатно давал своё облако для расчёта фотограмметрии. А что ещё существует?

Ну например https://www.trnio.com/ тоже досатточно прикольное комплексное решение по сканированию пространства) Есть Agisoft Metashape (https://www.agisoft.com/) — правда для мобильного телефона, там нужно написать свой клиент. Но ничего не мешает на сервере поднять свою ноду для фотограметрии. И совсем для разработчиков https://github.com/alicevision/meshroom которое прям заточено под разворачивание серверов

Это было если мы говорим про качественный скан. Если брать простенький скан, то на IOS много сканеров умеющих собирать модель чуть ли не в реалтайме на устройстве :) Но качество там конечно так себе

Единственное, чем это действительно может быть супер круто — это интеграцией с выкладкой в маркетплейс. Поставил аппу на телефон, отсканировал какую-нить красивую 3дшку, прошёл базовую премодерацию, поставил цену-описание, и вот у тебя ассет в маркетплейсе. Хотел бы я подобную тулзу для ассет стора, думаю тогда там можно было бы найти много интересных сканов)

Когда я лазал по горам в Дагестане, я уже думал, что было бы прикольно иметь тулзу, которая куда-нить в облако шлёт подобные симлес текстуры (см. картинку ниже). И может стоит заморочиться и сделать такой опенсорс инструмент) Путешествуешь, гуляешь, чёт красивое сфоткал/отсканил, кто-то потом использует в своей игре или ролике — кайф же :)

Какой красивый шейдер на параллакс маппинге 🤩

https://mobile.twitter.com/tomdns_/status/1044637213533892608

Пиксельарт

Многие любят фотореализм и графен, а мне как-то всегда больше нравилась стилизация. Ori, Hades, Crypt of the NecroDancer :) И бывают так же клёвые представители пиксель арта, тот же Narita Boy (очень стильная игра)

С пиксель артом есть одна проблема, хотя она и мелкая. Чтобы не было визуальных проблем нужно весьма специфично двигать камеру (собственно кратно пикселям) Удобно размер камеры делать таким и всю сетку координат, чтобы работать вообще с int значениями, а не с float. Тогда в целом ничего не будет мерцать :)

Ну и вот недавно вышел прикольный туториал на одном канале по VFX в стилистике пиксель арта :) https://youtu.be/JZDlCuIpq9I

Как мерить фпс?

В целом для любой более-менее серьёзной разработки нужны дебаг инструменты, которые открываются в рантайме. В мелких проектах я просто делаю скрытую панель, которую крайне маловероятно что найдёт пользователь (например 15 кликов быстрых на определённый текст в интерфейсе). В крупных проектах они вообще не идут в сборку, так как там есть dev, stage, prod билды, настроенные для них окружения и т.п. Собственно ряд инструментов ездит почти в каждый проект) Один из таких это https://github.com/Tayx94/graphy

Абсолютно гениальная вещь для мониторинга перфоманса) Ребята сделали очень крутой плагин) Он показывает фреймрейт, память, громкость звука. А так же всю информацию о тестируемом устройстве — просто ляпота :)

Fluent Design

Надо немного поговорить на тему UX в AR. У майкрософта есть старая классная концепция дизайна — Fluent Design. https://www.youtube.com/watch?v=vcBGj4R7Fo0 И одна её идея отлично подходит под дополненную реальность. В ней очень круто смотрится акрил :) (В прошлом году я даже написал статью с разбором, как его получить https://habr.com/ru/post/565662/ и репозиторием https://github.com/Nox7atra/UMOM )

Но что такого классного в акриле в AR? Ну на самом деле несколько пунктов.

1. Как и любой "фотореализм" он не имеет стиля — то есть универсален

Плюс фотореалистичной графики относительно стилизации в целом в том, что нельзя сказать "о, этот реализм — это марвел, а этот dc". Их можно разделить по настроению, по посту, по цветовой палитре и т.п. Но по сути визуально реализм есть реализм

2. Он подстраивается под любой фон

В AR фоном у нас является видео-поток с камеры, поэтому сложно подобрать цвета, которые будут хорошо смотреться на любом фоне. Красное на красном будет сливаться и т.п. Поэтому интерфейс с фактурой отлично отделён от фона

3. Он не отвлекает от самого AR

Центральным объектом в AR вряд ли является интерфейс, поэтому конечно кнопки отделены от фона благодаря фактуре, но в какой-то момент их проще перестать замечать, так как так или иначе они цвета фона. Есть трюки, как на акриле балансировать контрастность, если это вдруг зачем-то надо. Но обычно, как раньше говорилось: "Лучший интерфейс, это отсутствие интерфейса". Так что акрил это компромисс, так как при правильном использовании ты как минимум перестаёшь замечать наличие худа, как такового. И кажется что места на экране больше для самого центрального объекта

В целом в Fluent Design концепции было много интересных идей, жаль она конечно не развита с точки зрения гайдлайнов так, как тот же Material Design :)

Триггерный ИИ

Игровой ИИ — это очень глубокая тема, в ней можно прям закопаться. Конечные автоматы, Behavior Tree и многое другое. Комбинированные методы. Но я хочу рассказать об упрощённой задаче, так сказать для затравочки, которую мы решали в этом проекте https://foxsys.pro/beringia-game Это стенд на выставку, так что тут нет требования, чтобы ИИ был прям умным)

В целом есть базовое правило, когда вы выставляете игру на выставке, каком-то шоукейсе или другом мероприятии в идеале у неё должно быть два состояния: в неё кто-то играет или она играет сама в себя. Причём решений второго масса, самый простой из которых, когда игры никто не касается больше 1-2 минут, она переносится на старт и запускает ролик с записью геймплея. У нас же игра позволяла простенький мультиплеер на стенде, поэтому идея была просто. Нужен ИИ который:

1. Будет играть сам с собой и игроками
2. У него можно перехватить управление. На случай если кто-то решил зайти в игру, когда другие игроки играют. Чтобы не ждать пока "ИИ" доиграет
3. Будет играть каждый раз не одинаково. Плюс с ИИ всегда есть проблема баланса, чтобы в простой игре он не всегда выигрывал и у него был рассчитан диапазон набираемых очков

В подобном раннере — это было сделано довольно просто. Карта у нас заготовленная, хотя на бесконечной делалось это бы точно так же. По трассе просто расставляются триггеры с весами. Где вес определяет с какой вероятностью ИИ пойдёт в сторону и в какую. Если вдруг у кого-то нет, вот сниппет самого простого алгоритма расчёта взвешенной вероятности https://pastebin.com/aMCZup9V Добавив условие, что триггеры игнорируются, если пользователь нажал кнопку управления в течении последних 15 секунд, мы получаем перехват управления. Как игроком, так и ИИ при 15 секундном бездействии заберёт на себя управление, если кому-то скажем нужно срочно отойти и с кем-то поговорить

Причём важно понимать, что триггеры в данном случае — это всего лишь удобный инструмент для левел дизайна. В сущности ровно тоже самое можно было бы параметрически представить в виде сценария, где запуск сценариев зависит от пройденного игроком расстояния, и в момент перехода границы делается взвешенный выбор. То есть скажем таким образом не на триггерах, а сделав сценарий в виде графа решений, можно сделать ИИ для любой пошаговой игры скажем. Но как я и говорил, сам по себе ИИ это очень глубокая тема, так что потом разберём и другие примеры :)

Хоть и старенький, но классный туториал по эффекту из Dragon Ball
https://youtu.be/TR1xM1HMNQ8

Он отлично демонстрирует, что VFX это такая кросс экспертиза, где нужно немного уметь в несколько дисциплин вроде 3д моделирования, написания шейдеров и т.п. :)