2022/05/04
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東京タクシー3D を久々に大きく変更したので振り返ってみます。
mathutils は blender で使われている python のベクトル行列ライブラリを誰かが切り出して pip 化したやつ。内部で C++ を使っている部分が古くて結構前からビルドできず、pip3 install できなくなっていたので numpy に移行。
マップやモデルの事前処理などビルドフェーズで幅広く使っていたので、変更箇所が多くて面倒でした。置き換えた後も行列の乗算演算子の順序の違いとかでいつの間にか動かなくなってたりして難儀。
これが一番大きな変更で、できたらいいけど相当大変な割に移行メリットあるのか長らく疑問だったけど、最近 Metal C++ バインディングが出たことを知って今回エイヤでやってみました。
Metal と GLES はかなり違っていて、state セット関数呼び出し, VAO, VBO, GLSL などを render pass, pipeline state, metal shader, metal buffer などに移行するあたりが特に大きな変更でした。
地味に NDC やテクスチャ UV 座標系が違うところも落とし穴。
全体的に再設計が必要だったものの、GLES の何でも GLuint で管理するスタイルと違って Metal はちゃんと型付きになっているのでやりやすかったです。
uniform 変数も単に buffer 受け渡しになって vertex shader に vertex_id が渡るようになったので見通しが良くなりました。
Xcode の Metal debugger が神ツール。draw 命令ごとに vertex shader の出力が数値で見えたり、NDC で可視化しつつズームや回転して細部の確認ができたり、shadow map の中身が簡単に見れたりしたので、面倒なバグがいくつも直りました。
これを機に instanced drawing の導入ができたのも Metal 化して良かった点。
モデルのフォーマットに FBX が加わったので、これまで blender のメッシュを独自形式にしていたのを glTF を挟むように変更。
FBX → glTF
Blender → glTF
glTF → 独自形式 →(加工)→ 独自形式
みたいな流れになって以前よりシンプルに。
地面のガタガタ具合を指標化して、いい感じになるように調整。
銀座耐久コースとかさすがに細すぎるかなと思ったので、一般的な道路の道幅とか調査の上調整。
シンプルなデザイン、色は黒半透明で統一。
横断歩道や信号機の設置場所をちゃんと計算するようにしたり、歩道橋が平面ポリゴンだったのを立体にしたり。
歩道と側溝も追加して以前よりそれっぽい街になりました。
ナンバープレートやタクシーにベタベタ貼ってあるステッカーを高精細化するなど。
アセットを調達して取り込みました。取り込むにあたってメッシュやテクスチャの結合をしたり、カラバリ用に車モデルとテクスチャの生成ワークフローをいい感じにしたりしました。
これはさくっと。
車選択 UI がすでにあったのでそれを流用。
以前は自分で作ったキャラクタでしたが、アセットを調達した方が高品質なので入れ替え。
調達したアセットの素性調査や scale 変換、skeleton の共通化などの前処理が結構面倒。
以前は自作モデル + 自作アニメーションだったのでコードとアニメーションを密結合させていたけど、調達アセットを使う以上アニメーションのカスタマイズはコストが高いので、なるべく object 本体の移動や回転で表現するようにしてアニメーション自体は歩く走る立っているなどの基本的なセットだけで済むようにしました。
このアニメーションが 1 loop 終わったら次の動作、といったコードも廃止。アニメーション内容とコードを独立にしました。
以前は客が乗ったら画面中央下の専用エリアにアイコンとツイートを表示していましたが、アイコンは頭上、ツイートは吹き出しに出せばいいやとなって廃止。画面がよりシンプルになりました。
以前は 3,2,1,0 で爆発していたのが即爆発に。
中には車が燃えていると乗らない客がいますが、消火器を発動させると火が消えて乗ってくるように。
原理的なところから考察して式を立てて実装してシミュレータで走らせる、これを何回も繰り返し。
かわいいは正義。
どっちが北なのか普通に知りたくなったので。
Bullet でどういうわけか null pointer へのアクセスが発生していたので修正。使い方が悪いのか本体の問題なのか不明。
Metal 化に伴って linear ←→ sRGB 変換するしないを選べるようになって何も考えずに変換しないにした上で色味を調整していたけど、gamma について調べているうちにこれは変換するのが正しいという結論になったので変換した上で調整。
ナイスなアセットに変更。
rectangular テクスチャから cube map テクスチャをレンダリングする blender ファイルを作って変換。
たまにナビの経路計算が遅くて描画がカクカクしていたので、高速化。
それっぽいカリング処理でごまかしていたのを、ちゃんと完全に視錐台の外にあるか判定するように変更。
以前急いで開発するためにあえてアレな感じにした部分などをきれいにリファクタリング。
skeletal bone アニメーション再生ライブラリやマップセルのロード状態を管理するライブラリ、メッシュの内部表現、texture atlas 生成ライブラリなどはきれいに作り直し。
大事なコンポーネントを中心に unit test を追加。
物理演算, リソースロードを別スレッドで処理している部分を GCD に置き換え。コードがシンプルになりました。
アプリ内で論理画面サイズと drawable サイズがごっちゃになっている部分があって、拡大表示モードにしている時だけそれで問題がおきていたので修正。
拡大表示モード、そんなのあったのかーい。
プレイしている画面をキャプチャして、スクショは ImageMagick、PV は iMovie で編集。
サイレントモードでキャプチャしたら無音になってしまって撮影やり直しになったりしました。