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M3GE: um motor de jogos 3D para dispositivos móveis com

suporte a Mobile 3D Graphics API

Paulo César Rodacki Gomesrodacki@inf.furb.br

Vitor Fernando Pamplona

vitor@babaxp.org

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Roteiro● Introdução● Jogos● Motores de Jogos● Mobile 3D Graphics API● Mobile 3D Game Engine● Jogo Teste● Resultados e Conclusões● Extensões

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Introdução

● Jogos, o entretenimento milenar● Qualidade gráfica e complexidade

computacional● Celulares e poder computacional● Jogos para celulares● OpenGL ES e Mobile 3D Graphics API

(M3G)

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Jogos

● Necessitam de tempo real.● Animações, som e enredo● Interatividade

● Arquitetura de um Jogo:– Enredo, história, charadas e objetivos– Interface interativa, gráficos e efeitos– Motor de jogos, o controle central do jogo

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Motor de jogos 3D

● Motor de Jogos 3D– Carrega e renderiza modelos 3D– Controla os recursos multimídia– Gerencia os dispositivos de entrada– Gerencia usuários e conectividade– Possui um editor de cenários– Possui rotinas de colisão, física e inteligência

artificial– É o Kernel de um jogo

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Mobile 3D Graphics API for J2ME (M3G)

● Especificação de uma API 3D para celulares.● JSR liderada pela Nokia e concluída em dez.

de 2003● Projetada para trabalhar sobre a OpenGL ES● Projetada para trabalhar com placas gráficas● Possui rotinas otimizadas para leitura de

imagens e modelos 3D● Tamanho em ROM e RAM menor que 150Kb

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Mobile 3D Game Engine (M3GE)

● Requisitos:– Carregar e desenhar um ambiente virtual a partir

de um arquivo de modelo 3D– Troca de câmeras no cenário– Movimentação de personagem no cenário– Detecção de colisão básica– Modelo de eventos– Portabilidade– Velocidade

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Arquitetura da Solução

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Detecção de colisão

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Importação de Modelos 3D

● Formato .M3G definido pela M3G API● Formato Wavefront (OBJ e MTL)● Formato Mobile Object File (MBJ e MTL)

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Formato M3G

● Definido pela M3G API● Arquivo binário ● Leitura rápida pelo celular● Estrutura interna de grafo de cena● Poucas ferramentas dão suporte a ele● Suporte a vários tipos de objetos como

luzes, câmeras, sub-grupos, etc.

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O formato de arquivos Wavefront (OBJ e MTL)

● Padrão mundial● Arquivo texto● Leitura lenta● Estrutura interna de pontos e faces● Todas as ferramentas tem suporte a ele● Trabalha com objetos visíveis, ignorando os

nós de Câmera, Luz, sub-grupo e com efeitos especiais

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Arquivo Mobile Object File (MBJ)

● Definido na M3GE● Arquivo texto● Leitura mais rápida que o Wavefront● Estrutura interna de pontos e faces● Gerado a partir de um arquivo Wavefront● Só trabalha com objetos 3D visíveis

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O Jogo Teste

● Simulação de jogo em primeira pessoa● 7 objetos 3D visíveis e 3 Câmeras● 6 texturas de 256x256 pixels● Movimentação total pelo cenário● Detecção de colisão contra paredes● Tratamento de frames por segundo, acertos

dos tiros, e avisos na troca de câmera. ● 9 Linhas para carga e 90 linhas para lógica

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Jogo Teste

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O Arquivo de Configurações

● Mantém as informações necessárias para que o motor de jogos possa estabelecer seu estágio inicial e o modo de iteração com o usuário

● Define como o jogador irá interagir com o jogo e com que velocidade.

● Define cameras com posições e perspectivas

● Ativa/desativa o cálculo de colisão

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PLAYER_FRONT= -59 REFRESH_RATE=50PLAYER_BACK= -60 TEXTURE_SCALE=-40PLAYER_LEFT= 55 VELOCITY=0.05 PLAYER_RIGHT= 56 JUMP_POWER=0.05PLAYER_JUMP= 51 COLISION_DETECTION=1PLAYER_DOWN= 54 COLISION_PLAYER_RAY=0.05

VIEW_UP= 49 CHANGE_CAMERA=57VIEW_DOWN= 52 CAMERA0_RELATIVE_TO=PLAYERVIEW_LEFT= -61 CAMERA0_X=0VIEW_RIGHT= -62 CAMERA0_Y=0.00FIRE=-26 CAMERA0_Z=0 CAMERA0_FOVY=70.0 CAMERA0_NEAR=0.01 CAMERA0_FAR=50.0

Exemplo Arquivo de Configurações

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Resultados● Emulador e celular só diferem na velocidade ● Tempo de carga (Siemens CX 65):

– Com o arquivo Obj: 17 segundos– Com o arquivo Mbj: 14,5 segundos– Reduzindo tamanho das texturas: 8 segundos

● Tempo para o pré-processamento: 3 segs● Cálculo de colisão: 70 milisegundos● Jar da engine com 65 Kb. ● http://m3ge.dev.java.net

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Conclusão● É possível construir jogos 3D em java para os

celulares atuais.● O hardware está pronto para os jogos 3D● O hardware ainda não é popular● Velocidade vs OO e Design Patterns● O mercado mundial é voltado para jogos ● Fabricantes e operadoras não acessíveis● Jogos on-line ainda são mitos no Brasil

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Extensões

● Rotinas de colisão mais precisas● Eventos mais precisos● Unificação das texturas num único arquivo● Classes utilitárias● Efeitos especiais prontos● Engine Física● Módulo de IA● Módulo de multi-usuário

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Tranquility

● Jogo profissional com a M3GE● Simulador de vôos 3D● Desenvolvido pela empresa

norte americana Autonomous Productions

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