مقالات الشبكة العربية لمطوري الألعاب...

محرك DSK (دايركت سكيليتون)

هذه المقالة محمية ضمن الحقوق الفكرية لشركة In|Framez Technology Corp.، ومرخصة للعرض فقط ضمن الشبكة العربية لمطوري الألعاب مع الموافقة الصريحة من المؤلف وشركة In|Framez Technology Corp.. لا يسمح بإعادة نشر هذه المقالة أو تعديلها دون الرجوع للمؤلف. يمنع النسخ والاقتباس دون ذكر المصدر والموافقة من المؤلف.

(شعار محرك DSK كما يظهر في الإصدارات الأخيرة)

تعريف

DSK (دايركت سكيليتون) هو محرك ثلاثي الأبعاد للرسم الفوري من تطوير شركة إن|فريمز تيكنولوجي. غير مخصص لنوعية معينة من التطبيقات، إلا أنه يقدم خدمات مركزة لألعاب الكمبيوتر ثلاثية الأبعاد.
المحرك مكتوب بلغة سي++، ويعمل فقط على نظام التشغيل ويندوز، ويعتمد على خدمات دايركت إكس للتخريج عالي الأداء. يرافق المحرك مجموعة أدوات مساعدة لتجهيز الموارد بالشكل الملائم لحساباته الداخلية. يمكن استخدام المحرك للتخريج على طيف واسع من بطاقات الإظهار مختلفة الإمكانيات، بدءاً من الجيل القادر على أداء حسابات التحويل والإضاءة.

إصدارات المحرك

الإصدار الأول في عام 2000. قدم خدمات للرسم ثنائي البعد فقط عن طريق دايركت درو 7 وقد كانت نسخة غير رسمية ولم تظهر في أي منتج خارجي.
الإصدار الثاني في نهاية عام 2000، إضافة إلى مواصفات الإصدار الأول، احتوى على وحدات مساعدة لتشغيل الفيديو المضغوط والأصوات بالاعتماد على دايركت شو ودايركت ساوند.
الإصدار الثالث في عام 2002، توقف المحرك عن اعتماد دايركت درو، وتحول تماماً إلى دايركت ثري دي 8، ورافق ذلك مجموعة أدوات مساعدة منحدرة من المحرك نفسه (مثل: دي إس كيه شيدر بيس DSK|ShaderBass، ودي إس كيه ريندر سميث DSK|RenderSmith).
الإصدار الرابع في عام 2003، تم تطوير المحرك إلى دايركت ثري دي 9، مع مجموعة مزايا إضافية (كدعم ملفات أوج فوربيس Ogg Vorbis للأصوات).
الإصدار الخامس في عام 2006، إعادة هندسة شاملة للمحرك، وتم إسقاط خدمات تخريج الأصوات ودعم تشغيل الفيديو. هذا الإصدار هو المستخدم حتى الآن، ويتم تحديثه بشكل مستمر تبعاً للتقنيات الجديدة.

خصائص المحرك

وفقاً للإصدار الأخير، فإن المحرك يقدم خدمات رسم ثلاثي الأبعاد موجهة للألعاب بالدرجة الأولى، إلا أنها غير مخصصة لنمط معين منها (كألعاب منظور الشخص الأول مثلاً). فيما يلي قائمة بأبرز مواصفات المحرك مقسمة ضمن العناوين التالية:

الاستخدام:
- معمارية ثنائية الطبقات. الطبقة الأولى للاستخدام المبسط والمباشر، والطبقة الثانية للاستخدام المتقدم (حيث يمكن إضافة وظائف جديدة للمحرك).
- توثيق شامل لوظائف المحرك، متضمنة شروحاً وأمثلة وتفاصيل مساعدة.
- إدارة التعامل مع موارد المعلومات من خلال واجهة موحدة (كالملفات، أو الذاكرة، أو موارد ويندوز مثلاً).
- مكتبة رياضية و جيومترية بأداء عالي لمعالجة المهام الشائعة كتثليث المضلعات، الدوال المثلثية، والتحويلات الرقمية السريعة.
- مساعدات بصرية كمبادئ الإحداثيات والخطوط والنصوص.
التحريك:
- وحدة تحريك قادرة على التحكم بأي قيمة قابلة للتغير مع الوقت.
- دعم طرائق الاستيفاء الرياضية القياسية كالاستيفاء الخطي والتكعيبي والمثلثي والثابت.
الرسم والتخريج:
- دعم بطاقات الإظهار المزودة بمسرع رسوميات ثلاثية الأبعاد، بدءاً من جيل D3D6 وحتى الجيل الثالث من المظللات (D3D9).
- دعم المظللاات الفورية بكافة أنواعها من الجيل الأول إلى الجيل الثالث.
- تنظيم الرسم ضمن مفهوم "البيئات" (كبيئة الإضاءة الواقعية، أو الرسم الكرتوني).
- وحدة للرسم ثنائي البعد، مع دعم تشغيل المظللات على الأشكال الشبحية.
- إمكانية تخريج مشاهد مختلفة على عدة نوافذ منفصلة بطريقة مبسطة.
- نظام كاميرا مرن، مع إعدادات مسبقة لأنماط العرض الشائعة (كمنظور الشخص الأول والثالث).
- عدد مفتوح من مصادر الإضاءة، بنظام إدارة لتسهيل حسابات الفاعلية والظلال.
معالجة المجسمات:
- دعم حسابات درجات التفاصيل على المجسمات (LOD).
- نظام حسابات تلبيس الشخصيات (skinning) بعدد مفتوح من العظام.
- وحدة تحوير مجسمات (morphing)، بمرونة تدعم كافة قنوات المعلومات الشائعة في المجسمات (كالنواظم والألوان وإحداثيات الإكساء).
الأداء:
- إدارة الذاكرة والموارد لتقليص حجوز الذاكرة المتكررة وبعثرتها.
- أدوات ومؤقتات مساعدة لتتبع الأداء.
- إدارة الإكساءات وفق تكرار الاستخدام.
خط الإنتاج:
- برمجة المظللات بلغة HLSL والتحكم بها في زمن التشغيل بطريقة مبسطة.
- ارتباط مباشر مع برنامج سوفت إيماج إكس إس آي لتبادل المشاهد بكامل معلوماتها (الإصدار الحالي من المحرك يدعم الإصدار السابع من سوفت إيماج إكس إس آي). إضافة إلى ذلك، فإن المحرك له خط تبادل معلومات مع ثري دي ستوديو ماكس ومايا.
- خط معالجة لتجهيز الإكساءات، يحتوي على عمليات معالجة الصور الشائعة (تصحيح ألوان، تكميم، تحجيم، ...الخ).

دعم العربية

بالرغم من أن أغلب المنتجات التي استخدمت هذا المحرك هي منتجات عربية، إلا أنه لا يوجد تصريح واضح بوظائف مخصصة للغة العربية يقدمها المحرك.

منتجات

تم ترخيص محرك دايركت سكيليتون في مجموعة منتجات. منها:

هارموني العمارة (2001). برنامج عرض أكاديمي في نظريات العمارة.
ميدي تيك (2001). برنامج ملتيميديا طبي يعرض معلومات عن عمليات طبية. نوع الرخصة: استخدام مباشر ضمن منتج نهائي.
قريش (2003). لعبة استراتيجية عربية في الزمن الفوري ثلاثية الأبعاد. نوع الرخصة: استخدام للتطوير مع دعم فني.
متحف العمارة الأموية في الواقع الافتراضي (2005). متحف ثلاثي الأبعاد يعرض أوابد العمارة الأموية من منظور الشخص الأول. نوع الرخصة: تطوير واستخدام داخلي.
خط إنتاج للعبة سيارات ثلاثية الأبعاد (2006). نوع الرخصة: تطوير واستخدام داخلي.
وحدة رسم الكواكب DSK|Planet، بدعم التحميل المتدرج، نظيرة لجوجل إيرث (2007). نوع الرخصة: تطوير مع دعم فني.
مكتب عنبر، تجوال معماري أثري في إحدى باحات مكتب عنبر في دمشق (2009). نوع الرخصة: تطوير واستخدام داخلي.

كما أنه استخدم كأداة في تطوير أبحاث وتجارب في رسوم الحاسوب، مثل:

تحريك الشخصيات باستخدام الإكساءات (Anitextures).
معالجة ميكروية (تنعيم) لحواف المجسمات دون إضافة أية مضلعات (Micro-beveled Edges).
محاكاة التشوهات المرنة في ملابس الشخصيات (Cloth without Cloth).
محاكاة الظواهر الحجمية (الدخانية والانفجارات والنيران) باستخدام الجزيئات العملاقة (Mega-Particles). الدخان في ألعاب نيد فور سبيد الحديثة تم تنفيذه وفقاً لهذا البحث.
أنظمة عرض المظللات في خطوط الإنتاج الفني (Shader Visualization Systems for The Art Pipeline).

صور


واجهة استخدام برنامج الهارموني في العمارة، ويظهر بها الفلم التحليلي.	لقطة من واجهة استخدام لعبة قريش، والمؤلفة من عناصر متحركة ثلاثية الأبعاد.	لقطة من قريش أثناء اللعب، ويظهر بها جزء من قرية اللاعب الأعرابية.	لقطة من قريش أثناء اللعب، ويظهر بها جزء من قرية رومانية تحت تحكم الذكاء الصناعي.

لقطة فورية من جناح قرطبة في متحف العمارة الأموية في الواقع الافتراضي.	لقطة فورية من جناح قبة الصخرة في متحف العمارة الأموية في الواقع الافتراضي.	برنامج اختباري لروبوت يتيح تحكمات المشي والإضاءة والليزر.	برنامج (يوم اللاموس - Day of The Tentacle). يستخدم أسلوب الرسم الكرتوني في الإظهار.

لقطة أخرى من نفس البرنامج. الشخصيات المتحركة ثلاثية الأبعاد، والخلفيات مسطحة.	مشهد تجريبي لبحث الجزيئات العملاقة، تظهر به الإضاءة الفورية والاندماج مع المؤثرات الأخرى.	مشهد آخر لبحث الجزيئات العملاقة، تظهر به المجسمات الأساسية قبل المعالجة.	بحث معالجة الحواف، وقد تم تطبيقه على الروبوت الاختباري إياه من أحد البرامج السابقة.