Устройство работы игр с блоками, такими как mincraft или terraria

Я довольно давно пытаюсь сделать игру в таком жанре, но никак не могу правильно оптимизировать. Для того, что бы сделать блок, я раньше всё время для отдельного блока создавал свой экземпляр класса нужного блока. Но через некоторое время мне стало интересно, как это всё работает у профессионалов, например у разработчиков mincraft. Для этого я посмотрел на работу их кода. Я не смог понять общей картины, но кажется смог понять концепцию работы майнкрафт, а конкретно создания блоков и их обработки. Вообщем, на сколько я понял, они не создают отдельных экземпляров блоков, а хранят информацию о них в массиве данных с типом byte. И уже из этого массива данных они получают информацию о блоках, затем обрабатывают её и рисуют блок. Для обработки они используют экземпляры блоков, в которых хранится вся инфа, что делать с этими данными из массива. Например byte[81, 1, 2, 1, 15]. 81 - id блока(кактус). Программа переходит в класс кактуса и понимает от туда, что следующая цифра "1" показывает время, которое уже растёт кактус, то есть 1 день. Цифра "2" показывает скорость роста. "2" и "254" - это одно число в 256-ричной системе счисления. Программа переводит его в 10-ричную систему и получает число 271 - количиство блоков воды в 1 чанке(к примеру). Если бы id было бы не 81(кактус), а например 54(ступенька), то расчёт был бы уже другим, который брался бы из этого блока. Так вот, у меня единственный вопрос: прав ли я в своих рассуждениях? Если нет, то почему? Спасибо за ответ!

0

Сообщение от Кот1223432234 прав ли я в своих рассуждениях?

Спрашивать надо у разработчиков майнкрафта

Сообщение от Кот1223432234 Для обработки они используют экземпляры блоков, в которых хранится вся инфа, что делать с этими данными из массива. Например byte[81, 1, 2, 1, 15]

Это то же, что и экземпляры класса, только в виде массива, разницы никакой.
Лично я бы делал блоки структурами.

0

Итак, прошло довольно много времени, и теперь, когда я уже понял, как и что делать, я могу в полной мере объяснить, что мне требовалось. Я говорил про паттерн фабрика. Мне требовалось создавать экземпляры класса, имея лишь его, например, id. Для этого нужно было как бы "копировать" объект. Но это всё можно сделать с помощью абстрактных классов примерно вот такой вот конструкцией:
При этом, можно создать класс, что то типо класса для регистрации блоков, в который можно будет добавлять новые блоки, и юзать их метод getBlock(), вызывая их по id или, к примеру, через enum.
Надеюсь мою дополнение кому-то помогло

0

Кот1223432234, я бы не сказал, что код игры рода майнкрафта или террарии - эталон хорошей архитектуры. В Game Dev обычно уходят на разного рода ухищрения в угоду оптимизации, а не легкости поддержки кода:
- Entity component system - это не ООП.
- Композиция лучше наследования. Абстрактные классы и интерфейсы желательно использовать по минимуму или не использовать вовсе.
- Менеджер сущностный (часто самописный), который позволяет доставать сущности, например, по ID. Т.е., скажем, у игрока нет класса Инвентарь, есть только ID этого инвентаря.
- Structure of Arrays лучше Array of Structures.
- Мне не нравится метод getBlock, потому что он выделяет память. Лучше переиспользовать пул уже созданных, но не используемых, объектов. Или же вообще отказаться от объектов. В C# сборщик мусора уничтожает объекты в случайный момент времени и это дорогая операция, время которой критично для активных игр.
- Блоки хранятся в чанках, причем есть отличия между 3D и 2D. Я точно не помню, но в том же майнкрафте чанки, вроде, размером 16х16х256, не суть. Идея в 3D простая: отрисовать один большой меш в чанке в разы быстрее, чем каждый блок отдельно.

0

Не думаю, что идея состоит только в оптимизации, путём отрисовки чанка за один вызов видеокарты. Как минимум, это очень удобно для бесконечно генерирующего мира. Так же чанки удобны для быстрой скорости сохранения блоков(проще сохранить/загрузить весь чанк за раз, чем сохранять/загружать каждый блок, ведь при движении игрока такие загрузки будут невероятно частыми, что сильно нагрузит систему).

Не понимаю, почему использование выделения памяти плохо? Да, возможно на C# это медленнее, но я ведь уже на c++, а тут, как известно, всё делается вручную. Тем более, если у тебя будут какие то специфические данные, которые будут храниться только в определённых блоках, то откуда для них брать место, как не из динамической памяти? Речь идёт именно о специфических данных, таких как предметы в сундуке, день роста дерева, предметы в печке, в наковалне и т.д. Выделение места под них не будет слишком сильно тратить память. А остальные данные можно не хранить в самих блоках, а хранить в статической памяти, то есть использовать static.
Так же можно не выделять постоянно заново память под id блоков, а выделить их один раз. Специфические данные можно хранить в отдельной области памяти, доступ к которой можно будет получить через указатель, место для которого уже будет выделенно вместе с id блока.
И того, выходит, что чанк будет весить (id(short - 2 байта) + pointer(8 байт(Win64))) * 16 * 16 * 256 = 10 * 65 536 = 655 360 байт = 640 Кб = 0,625 Мб. Если будет, как в майнкрафте, 144 чанка, то 0, 625 Мб * 144 = 90 Мб. Стоит учитывать, что это именно 90 Мб однажды выделенной памяти, то есть выделится она только 1 раз при создании карты. И того, каждые 100 чанков, будет выделяться или удаляться максимум 1000 байт памяти, для хранения специфических данных, что почти никак не влияет на производительность системы.

По факту, конструкция return new почти не будет использоваться. Она нужна лишь при создании мира. С мобами такая херь не прокатит, тк у них слишком много специфических данных + их количество не константно.
Стоит учитывать, что такая система очень удобная при реализации системы, по крайней мере мне...

Если я в чём то не прав, то, плиз, напиши. Буду благодарен

P. S. Если тебе вдруг интересно, как у меня там дела с моей терарией, то, скажу, я многое сделал. Я реализовал бесконечную генерацию мира с возможностью его сохранять и считывать. Так же это относится и к мобам. Проект я приостановил весной, из за индивидуального проекта(в школе такой урок есть, типо курсовая), но уже очень скоро я буду заниматься продолжением разработаки Вот пару скринов

Миниатюры

     

 

0