Comment réaliser un bon FloorCasting ?

**FrostfallDelphi** · 11/10/2017, 00h02

Salut à tous ! :-)

Alors voilà, je travaille avec la librairie SFML 2.3 et actuellement, j'essaie tant bien que mal de mettre en place un système de projection d'un sol en " fausse 3D ", autrement-dit, donner une impression de perspective tel que le fameux Mode 7.

Je m'explique, je voudrais partir d'une texture classique ( donc un fichier image tout bénin ) et lui donner une impression de perspective selon la position de ma caméra.

Cette image par exemple :
https://www.coranac.com/tonc/img/mode7/m7_map.png

Une fois projetée donnerait donc ça :
https://www.coranac.com/tonc/img/mode7/m7_persp.png

J'ai procédé comme suit :

Je récupère la distance de chaque point (donc 4 au total) du cube sur la vue 2D et j'en déduis la forme sur mon écran de rendu 3D / perspective par rapport à ces distances.

Mais comme vous pouvez le constater, le calcul des distances n'est pas top car j'ai une distorsion visuelle lorsque je bouge.. ( regardez un peu le coin inférieur gauche et droit lorsque je me rapproche dans mon GIF... )

Voici le GIF de mon programme en question :

https://gyazo.com/ec0aa6f6a9f3d06df2c90d778bb66bd5

Ainsi que mon code source :

Code :

Sélectionner tout - Visualiser dans une fenêtre à part

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#include <iostream>
#include <math.h>
 
#include <SFML/Graphics.hpp>
 
const float PI = 3.1415f;
unsigned int WIDTHSCREEN = 800, HEIGHTSCREEN = 600;
 
inline float toRadian(float degree) { return (PI/180)*degree; }
inline float dCos(float degree) { return cos(toRadian(degree)); }
inline float dSin(float degree) { return sin(toRadian(degree)); }
 
int main()
{
    sf::RenderWindow m_window(sf::VideoMode(WIDTHSCREEN, HEIGHTSCREEN, 32), "FloorCasting", sf::Style::Titlebar);
    m_window.setFramerateLimit(60);
 
    sf::RenderWindow m_renderWindow(sf::VideoMode(WIDTHSCREEN, HEIGHTSCREEN, 32), "Render", sf::Style::Titlebar);
    m_renderWindow.setFramerateLimit(60);
 
    sf::Texture m_textureGround;
    m_textureGround.loadFromFile("ground.PNG");
 
    ///MISCEALLENOUS SFML///
    sf::Clock m_clock;
 
    std::vector<sf::VertexArray>m_vecBox;
 
    for (unsigned int i = 0 ; i < 1 ; i++)
    {
        sf::VertexArray m_2dBox(sf::Quads, 4);
            m_2dBox[0].position = {224+(i*32), 224};
            m_2dBox[1].position = {256+(i*32), 224};
            m_2dBox[2].position = {256+(i*32), 256};
            m_2dBox[3].position = {224+(i*32), 256};
        m_vecBox.push_back(m_2dBox);
    }
 
    ///BOXES///
    sf::VertexArray m_renderBox(sf::Quads, 4);
        m_renderBox[0].texCoords = {0, 0};
        m_renderBox[1].texCoords = {900, 0};
        m_renderBox[2].texCoords = {900, 900};
        m_renderBox[3].texCoords = {0, 900};
 
    ///VARIABLES///
    float m_fov = 60.0f;
    float m_angle = 0.0f;
    float m_rayLength = 200.0f;
    float m_speedMove = 100.0f;
    float m_speedAngle = 120.0f;
    sf::Vector2f m_position = {150,150};
 
    ///RAYS///
    sf::VertexArray m_rayLeft(sf::Lines, 2);
    sf::VertexArray m_rayRight(sf::Lines, 2);
 
    while(m_window.isOpen())
    {
        sf::Time dt = m_clock.restart();
        sf::Event event;
        while (m_window.pollEvent(event))
        {
            switch(event.type)
            {
            case sf::Event::Closed:
                m_window.close();
                break;
            case sf::Event::KeyReleased:
                if (event.key.code == sf::Keyboard::Escape)
                    m_window.close();
                break;
            }
        }
 
        ///MOVES///
        if (sf::Keyboard::isKeyPressed(sf::Keyboard::Z))
        {
            m_position.x += (m_speedMove*dt.asSeconds()*dCos(m_angle));
            m_position.y += (m_speedMove*dt.asSeconds()*dSin(m_angle));
        }
        if (sf::Keyboard::isKeyPressed(sf::Keyboard::S))
        {
            m_position.x -= (m_speedMove*dt.asSeconds()*dCos(m_angle));
            m_position.y -= (m_speedMove*dt.asSeconds()*dSin(m_angle));
        }
 
        ///ROTATION///
        if (sf::Keyboard::isKeyPressed(sf::Keyboard::Q))
            m_angle-=m_speedAngle*dt.asSeconds();
        if (sf::Keyboard::isKeyPressed(sf::Keyboard::D))
            m_angle+=m_speedMove*dt.asSeconds();
 
        ///ANGLE PROTECTION///
        if (m_angle<0) m_angle = 360;
        if (m_angle>360) m_angle = 0;
 
        ///UPDATE POSITION///
        m_rayLeft[0].position = m_position;
        m_rayRight[0].position = m_position;
 
        ///UPDATE ANGLE///
        m_rayLeft[1].position = {m_position.x+m_rayLength*dCos(m_angle+m_fov/2),
                                 m_position.y+m_rayLength*dSin(m_angle+m_fov/2)};
        m_rayRight[1].position = {m_position.x+m_rayLength*dCos(m_angle-m_fov/2),
                                  m_position.y+m_rayLength*dSin(m_angle-m_fov/2)};
 
        m_renderWindow.clear();
 
        ///CLOSE RENDERWINDOW///
        if (sf::Keyboard::isKeyPressed(sf::Keyboard::Escape))
            m_renderWindow.close();
 
        ///MAIN FUNCTION///
        for (unsigned int t = 0 ; t < m_vecBox.size() ; t++)
        {
            for (unsigned int i = 0 ; i < 4 ; i++)
            {
            float d = atan2(m_vecBox[t][i].position.y-m_position.y,
                            m_vecBox[t][i].position.x-m_position.x) * 180/PI;
 
            if (d<0) d+= 360;
 
            float k = (d-m_angle)+m_fov/2;
 
            if (k<0) k+= 360;
 
            float distance = sqrt((m_position.x-m_vecBox[t][i].position.x)*(m_position.x-m_vecBox[t][i].position.x)+
                                  (m_position.y-m_vecBox[t][i].position.y)*(m_position.y-m_vecBox[t][i].position.y));
 
            float propWidth = (k/m_fov)*WIDTHSCREEN;
            float propHeight = 4000/((distance/1000)*HEIGHTSCREEN/2);
 
            if (propWidth>(360/m_fov)*WIDTHSCREEN/2)
                propWidth-=(360/m_fov)*WIDTHSCREEN;
 
            m_renderBox[i].position = {propWidth, propHeight+HEIGHTSCREEN/2};
 
            if (propWidth>-200 && propWidth<1000 && propHeight<300)
                m_renderWindow.draw(m_renderBox);
            }
        }
 
        m_window.clear();
 
        m_window.draw(m_rayLeft);
        m_window.draw(m_rayRight);
 
        for (auto& vvec : m_vecBox)
            m_window.draw(vvec);
 
        m_window.display();
 
        m_renderWindow.display();
    }
}

Une idée sur la manière dont je pourrais corriger cette vilaine distorsion visuelle ? Sinon une autre idée de comment je pourrais procéder ? Je tiens à préciser que je suis d'un niveau particulièrement affligeant en maths, je comprends les bases de la trigonométrie et l'utilisation des racines carrés pour évaluer les distances, sait calculer des proportions, mais je suis vite limité.. ( Aucune connaissance dans l'utilisation des vecteurs polaires par exemple ).

Merci énormément à vous de bien vouloir m'aider et ne me sortez pas des " Pourquoi tu n'utilises pas de moteur 3D directement ? ", je trouve ça moins fun et j'ai envie de comprendre & de réussir par réussite personnelle ! :-D

A bientôt les amis !

**bacelar** · 11/10/2017, 12h11

Je suis trop vieux pour voir la "distorsion visuelle".
Pouvez-vous faire une série d'image statique avec de gros ronds rouges avec des flèches pour guider mes yeux vieillissant ?

Sinon, juste une remarque, vous faites beaucoup de calcul qui s'enchainent sur des float "simple précision", est-ce que le passage à des doubles à la place de tout ces float ne règle ou ne réduit pas le problème ?

**FrostfallDelphi** · 11/10/2017, 13h00

Merci beaucoup de m'avoir répondu :-)

Ton raisonnement quant à l'utilisation de double au lieu du float afin d'avoir une valeur plus précise n'est pas bête du tout !
Néanmoins, ce n'est pas ce qui cause le problème.

J'arrive à projeter des murs avec la technique du raycasting et à me débarrasser de la distorsion visuelle ( eyefishing effect ) en calculant la distance obtenue par le cosinus de l'angle actuel.

Avant, j'avais des murs comme ça :

https://image.noelshack.com/fichiers...0-probleme.png

Puis j'ai réussi à corriger ce défaut avec la fonction suivante :

m_wallDistance*= cos(-m_fov*(PI/180)/2 + (m_fov*(PI/180)/WIDTHSCREEN)*it);

Cette distorsion est logique dans la mesure où les rayons sur les côtés parcourent davantage de distance que ceux qui sont projetés davantage vers le centre d'où cette impression de décors " bombé ".

Mais alors concernant mon principe de FloorCasting cette fois-ci, je suis paumé ... Afin que tu te rendes comptes davantage de la distorsion de la dalle, je te l'ai texturé, tu vas mieux te rendre compte du problème dorénavant :

https://gyazo.com/4366125b289ca5566bc1d88cd88e4232

Quand je fais les va-et-vient, tu pourras constater la déformation visuelle ( qui est perceptible également sans texture, en tout cas moi je la vois bien donc ce n'est pas un problème de texturing ! )

**bacelar** · 11/10/2017, 13h17

Néanmoins, ce n'est pas ce qui cause le problème.

J'arrive à projeter des murs avec la technique du raycasting

Les calculs ne sont pas les mêmes, donc les probabilités d'erreurs d'opération sur virgule flottante ne sont pas les mêmes.

Je ne vois toujours pas "l'anomalie"

**FrostfallDelphi** · 11/10/2017, 14h34

Pourtant elle est belle et bien présente et m'enquiquine au plus haut point.....

**Kannagi** · 11/10/2017, 17h58

Ayant bossé sur la SNES et ayant fait le fameux mode 7 sur cette console je sais bien comment cela marche.
Le Mode 7 ne fait pas de la perspective en faite , il permet juste de faire un rotation /zoom sur le background , pour faire l'effet de perspective , il faut faire un zoom/dezoom sur chaque ligne de l'écran(ce que fait la SNES ).

Après effectivement j'aurais proposé d'utiliser OpenGL , le Mode 7 était utilisé justement parce que la 3D était quasi-impossible sur console , d'ailleurs la SNES est si peu puissante que il fallait un coprocesseur sur les cartouches (comme Mario Kart) pour pouvoir exploiter pleinement le Mode 7 !

**Médinoc** · 11/10/2017, 21h31

Envoyé par FrostfallDelphi

Mais alors concernant mon principe de FloorCasting cette fois-ci, je suis paumé ... Afin que tu te rendes comptes davantage de la distorsion de la dalle, je te l'ai texturé, tu vas mieux te rendre compte du problème dorénavant :

https://gyazo.com/4366125b289ca5566bc1d88cd88e4232

Quand je fais les va-et-vient, tu pourras constater la déformation visuelle ( qui est perceptible également sans texture, en tout cas moi je la vois bien donc ce n'est pas un problème de texturing ! )

Le problème ici, c'est justement l'absence de distorsion: C'est ce qui fait que tes deux demi-textures sont en perspective cavalière au lieu d'être en vraie perspective! Tu dois corriger ton calcul pour que les lignes du parquet n'apparaissent plus parallèles sur l'écran.

**FrostfallDelphi** · 11/10/2017, 21h58

Bonsoir les gars,

Justement, je sais pertinemment que je dois " corriger mes calculs " .. mais j'aimerais avoir une / des idée(s) pour ce cas de figure :-) Votre imagination et votre savoir-faire sont probablement bien supérieurs aux miens, d'où ma sollicitation de votre sainte aide :-D

Kannagi > D'accord, j'aimerais que tu m'expliques davantage le procédé en termes de calculs :-) ( en y allant doucement, hein ! haha

)
J'adore ce type de rendu et j'adorerais pouvoir le faire en mode oldschool et non en faisant appel à une lib me facilitant le boulot ( c'est par plaisir avant tout / curiosité / apprentissage / défi personnel.. entre autre ! )

Encore merci pour vos futurs réponses !

Comment réaliser un bon FloorCasting ?

Langage C++

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