Cours 9 : Introduction à la 3Dwebia.lip6.fr/.../uploads/Course/LI260_2015_Cours9.pdfStrategy 3D Implem. Observeurs Examen Partiel Personnalisations Cours de synth se dÕimages 4 2

Strategy 3D Implem. Observeurs Examen Partiel Personnalisations

Cours 9 : Introduction à la 3D

Vincent GuigueUPMC - LIP6

Vincent Guigue 2i013 - Course de Voiture 1/45


Stratégies complexes : plusieurs solutions

1 Composite : Liste de Selector/Strategy- Composite dans Composite = Arbre de strategy- Partage d’informations entre Selector et Strategy : 1 objetimplémente les 2 interfaces (attributs communs)

2 Héritage : une stratégie fille plus fine que la stratégie parente- getCommande() = parent.getCommande() + spécificitésclasse fille

3 Decorator/Délégation : une Strategy attribut d’une autre- Comportement partiel (ex : donner une accélération franchelorsque la vitesse de la voiture est à 0)

- Surcouche sur n’importe quelle stratégie- Fonctionnement :

· Possède une stratégie en attribut· Renvoie tous les ordres vers l’attribut (Délégation)· Fait quelques modifications dans certains cas particuliers



Intérêt et Usage de la décoration

◦ Une stratégie décorée EST UNE stratégie◦ Pouvoir étendre/spécialiser n’importe quelle stratégie (plus

général que l’héritage)Forme générale :

1 pub l i c c l a s s St r a t egyP ruden t e implements S t r a t e g y {2 p r i v a t e S t r a t e g y sBase ;34 pub l i c St r a t egyP ruden t e ( S t r a t e g y sBase ) {5 super ( ) ;6 t h i s . sBase = sBase ;7 }89 pub l i c Commande getCommande ( ) {

10 Commande c = sBase . getCommande ( ) ; // d é l é g a t i o n11 // mod i f i c a t i o n de c12 // [ . . . ]1314 re tu rn c ;15 }16 }



Rappel sur les filtres

◦ Filtre = cahier des charges = interface1 pub l i c vo id f i l t r e ( Te r r a i n [ ] [ ] mat )

◦ Les filtres parcourent et modifient la matrice Terrain[][]◦ La CircuitFactory change (ou il en faut une nouvelle)

- Aucune méthode static (l’appel depuis le main change aussi)- La classe a un attribut ArrayList<Filtre> instancié dans leconstructeur

- La classe contient une méthode void add(Filtre f)- Avant de construire le CircuitImpl, la classe applique lesfiltres sur la matrice Terrain[][]

1 f o r ( F i l t r e f : l i s t e )2 f . f i l t r e (mat ) ;



Filtre simpleDans la version simple, un filtre est rapide à développer :

◦ Pas d’attribut◦ Pas de constructeur (Implicite)

1 pub l i c c l a s s F i l t r e D i a g implements F i l t r e {23 pub l i c vo id f i l t r e ( Te r r a i n [ ] [ ] mat ) {4 f o r ( i n t i =0; i<mat . l e n g t h -1 ; i++)5 f o r ( i n t j =0; i<mat [ 0 ] . l e n g t h -1 ; j++){6 i f ( [QUADRUPLE CLAUSE ] ) {7 mat [ i ] [ j ] = Te r r a i n . Herbe ;8 mat [ i +1] [ j +1] = Te r r a i n . Herbe ;9 }

10 e l s e i f ( [QUADRUPLE CLAUSE ] ) {11 mat [ i +1] [ j ] = Te r r a i n . Herbe ;12 mat [ i ] [ j +1] = Te r r a i n . Herbe ;13 }14 }15 }16 }



Filtre générique

◦ Détection d’un pattern (Utiliser isRunnable, ⇒ filtre booléen)◦ Remplacement

...

...

...



Proposition de codage1 pub l i c c l a s s F i l t r e G e n e r i q u e implements F i l t r e {2 p r i v a t e boolean [ ] [ ] window ;3 pub l i c F i l t r e G e n e r i q u e ( boolean [ ] [ ] window ){ t h i s . window = window ; }45 pub l i c vo id f i l t r e ( Te r r a i n [ ] [ ] mat ){6 f o r ( i n t i =0; i<mat . l eng th−window . l eng th −1; i++)7 f o r ( i n t j =0; i<mat [ 0 ] . l eng th−window [ i ] . l eng th −1; j++){8 i f ( matching ( mat , i , j ) ) { // t e s t9 f o r ( i n t m=0; m<window . l e n g t h ; m++)

10 f o r ( i n t n=0; n<window [ 0 ] . l e n g t h ; n++)11 mat [ i+m] [ j+n ] = Te r r a i n . Herbe ; // remplacement12 }13 }14 }1516 p r i v a t e boolean matching ( Te r r a i n [ ] [ ] mat , i n t i , i n t j ) {17 f o r ( i n t m=0; m<window . l e n g t h ; m++)18 f o r ( i n t n=0; n<window [ 0 ] . l e n g t h ; n++)19 i f ( Too l sTe r r a i n . i sRunnab l e (mat [ i+m] [ j+n ] ) != window [m] [ n ] )20 re tu rn f a l s e ;21 re tu rn t rue ;22 }23 }



Rappels sur l’évaluation

◦ CC : 70%- Partiel (0.25) : Annales en ligne + cours 91er avril 10h45-12h30 (et ce n’est pas une blague)

· Sur feuille, vérification de la maitrise du projet· Développement propre de nouvelles fonctions/strategy

- Rapport et performance de votre code (binôme) (0.6)· Nombre de fonctionnalités développées (Strategy,Optimisation, IHM)

· Propreté du code· Performance des stratégies (bonus/malus dans la compétition)

- Participation (0.15) : retard/présence, jalons manqués

◦ Exam : 30%

- Soutenances orale et modification de code individuelExam le 15/04, Soutenances le 17/04



Quelques explications sur le fonctionnement

◦ Slides en partie tirés du cours de A. Meyer, Lyon 1◦ Beaucoup de calcul matriciel (d’où les nouveaux usages des

cartes graphiques)



Cours de synthèse d’images 4

2 approches duales en SI

Impossible d'a!cher l'image. Votre ordinateur manque peut-être de mémoire pour ouvrir l'image ou l'image est endommagée. Redémarrez l'ordinateur, puis ouvrez à nouveau le fichier. Si le x rouge est

Impossible d'a!cher l'image. Votre ordinateur

Oeil Image (pixels)

Impossible d'a!cher l'image. Votre ordinateur manque peut-être de mémoire pour ouvrir l'image ou l'image est endommagée. Redémarrez l'ordinateur, puis ouvrez à nouveau le fichier. Si le x rouge est

Impossible d'a!cher l'image. Votre ordinateur

Oeil Image (pixels)

Des rayons sont lancés

depuis l’œil vers la scène

en passant par un pixel

Les objets sont projetés sur

l’écran dans la direction de l’œil.

Ray-tracing •!Image réaliste

•!Lent

Rendu projectif (cablé sur les

cartes graphiques modernes -> temps réel)




Pipeline

1. Clipping des polygones en 3D suivant la pyramide de vue

2. Projection des points sur le plan image

3.! Remplissage des triangles (Rasterizing) dans l’image

a.! Suppression des parties cachées : Z-Buffer

b.! Calcul de la couleur : illumination

Ap oeil

Plan image

A

Rendu projectif : PIPELINE




Projection perspective

!!Besoin de perspective

!!Configuration simple :

CDP

Q P(x,y,z)

A O

Plan image

-Z

Y

d

Si et

C

d=distance focale




Matrice de projection : MI!C

!! Soit un point dans l’espace de la camera

!! Résultat : un point dans l’espace Image




1. Projection des points sur le plan image

2. Clipping

3.! Remplissage des triangles (rasterisation) dans l’image 5.! Suppression des parties cachées

6.! Calcul de la couleur : illumination

Ap CDP

Plan image

(viewport)

d h

l A

Rendu projectif




1ere idée : algo du peintre

Ambiguïtés




12 13 14

11 12 12 13

10 12 12 13

10 10 11 12

5 4

Z-Buffer

+inf +inf +inf +inf +inf +inf +inf +inf +inf +inf +inf +inf

+inf +inf 4 4 4 +inf +inf +inf +inf +inf +inf +inf

+inf +inf 4 4 5 5 5 +inf +inf +inf

+inf +inf +inf 4 4 5 5 5 +inf +inf +inf +inf

+inf +inf +inf 3 3 4 4 +inf +inf

+inf +inf +inf 3 3 3 +inf +inf

+inf +inf +inf +inf 3 +inf +inf +inf

+inf +inf +inf +inf +inf +inf +inf +inf

4 5

z=11>5 donc caché




OpenGL : par exemple

!! Effacer le buffer et le zbuffer entre chaque image

glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT|GL_DEPTH_BUFFER_BIT);

!! Active le test des Z avec le Z-buffer

glEnable(GL_DEPTH_TEST) ; activé

non

activé



JAVA et 3D

◦ On propose d’utiliser lwjGL- http://lwjgl.org/

◦ La puissance de l’architecture vient du fait qu’il n’y a pasgrand chose à modifier pour faire de la 3D...◦ Le modèle ne change pas, seule la manière de l’afficher est

modifiée.◦ IHMSwing devient

- public class IHM3D extends AWTGLCanvas- void paint(Graphics g) devient public void paintGL()


http://lwjgl.org/


Coté main...

... pas de modification ! (logique on a prévu ce cas figure dans leMVC)

1 S imu l a t i o n simu = new S imu l a t i o n ( t rack , v , s t r a t e g y ) ;23 JFrame f en = new JFrame ( ) ;4 f en . s e tD e f a u l t C l o s eOp e r a t i o n ( JFrame .EXIT_ON_CLOSE) ;5 IHM3D ihm = new IHM3D ( ) ;67 simu . add ( ihm ) ;



Qu’est ce qu’une IHM3D?

◦ Proposition : utiliser le AWTGLCanvas qui ouvre un panelOpenGL dans l’univers SWING

1 pub l i c c l a s s IHM3D extends AWTGLCanvas2 implements KeyL i s t ene r , Upda t eEven tL i s t en e r {3 p r i v a t e Ar r a yL i s t <Observeur3D> toDraw ;45 pub l i c IHM3D( ) throws LWJGLException {6 toDraw = new Ar r a yL i s t <Observeur3D >() ;7 t h i s . addKeyL i s t ene r ( t h i s ) ; // j e m’ auto−ecoute pour l e s touche s8 }9 pub l i c vo id paintGL ( ) {

10 // su r c h a r g e11 }12 pub l i c vo id add ( Observeur3D d ){ toDraw . add ( d ) ; }13 pub l i c vo id keyPre s s ed ( KeyEvent e ) {}14 pub l i c vo id keyRe l e a s ed ( KeyEvent e ) {}15 pub l i c vo id keyTyped ( KeyEvent e ) { }1617 pub l i c vo id manageUpdate ( ) {}18 }



Spécificités de la 3D

◦ Pas de mise à jour explicite : la 3D se refraichît en boucle◦ Nouveaux observeurs :1 pub l i c i n t e r f a c e Observeur3D {2 pub l i c vo id drawGL ( ) ;3 }

◦ Beaucoup de paramètres à régler pour l’affichage :- Surcharge de l’initialisation (AWTGLCanvas ) :

1 protected vo id i n i tGL ( ) {2 g lEnab l e (GL_TEXTURE_2D) ; // a c t i v a t i o n des t e x t u r e s3 g lEnab l e (GL_DEPTH_TEST) ; // g e s t i o n de l a p r o f ondeu r4 }

- Dans paintGL() ... On appelle glsettings()



PaintGL

◦ RAZ du buffer◦ Définition d’une scène

1 p r i v a t e vo id g l s e t t i n g s ( ){2 g l C l e a r (GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT ) ;3 g lV i ewpo r t (0 , 0 , getWidth ( ) , g e tHe i gh t ( ) ) ; // 100% de l a f e n ê t r e4 g l C l e a r C o l o r ( 0 . f , 0 . f , 0 . f , 1 . 0 f ) ;5 glMatr ixMode (GL_PROJECTION) ;67 g l L o a d I d e n t i t y ( ) ; // RAZ t r a n s f o rma t i o n s89 // d e f i n i t i o n de l a t a i l l e de l a f e n e t r e 3D où l ’ on r e ga r d e

1011 g lOr tho ( ( f l o a t ) −getWidth ( )∗ zoom , ( f l o a t ) getWidth ( )∗ zoom ,12 ( f l o a t ) −ge tHe i gh t ( )∗ zoom ∗0 . 5 , ( f l o a t ) ge tHe i gh t ( )∗ zoom ∗1 . 5 , −2000 , 2000 ) ;1314 glMatr ixMode (GL_MODELVIEW) ;15 . . .



Définition de la fenêtre



PaintGL

◦ Définition des lumières/matériaux

1 p r i v a t e vo id g l s e t t i n g s ( ){2 [ . . . ]3 i n i t L i g h t A r r a y s ( ) ; // code f o u r n i s u r l e s i t e web45 glShadeModel (GL_SMOOTH) ; // mode de rendu67 g lMa t e r i a l (GL_FRONT, GL_SPECULAR, matSpecu la r ) ;8 g l M a t e r i a l f (GL_FRONT, GL_SHININESS , 50 .0 f ) ;9

10 g l L i g h t (GL_LIGHT0 , GL_POSITION , l i g h t P o s i t i o n ) ;11 g l L i g h t (GL_LIGHT0 , GL_SPECULAR, wh i t e L i g h t ) ;12 g l L i g h t (GL_LIGHT0 , GL_DIFFUSE , wh i t e L i g h t ) ;13 g lL i gh tMode l (GL_LIGHT_MODEL_AMBIENT, lModelAmbient ) ;1415 g lEnab l e (GL_LIGHTING ) ; // a c t i v a t i o n16 g lEnab l e (GL_LIGHT0 ) ;17 g lEnab l e (GL_COLOR_MATERIAL) ;18 g l C o l o rMa t e r i a l (GL_FRONT, GL_AMBIENT_AND_DIFFUSE) ;1920 g l L o a d I d e n t i t y ( ) ;



Modes de rendu

Synthè!"#$%&'()"! 6

Texture

Fil de fer Faces cachées (objet) Rendu Gouraud

Rendu Phong

HistoriqueVincent Guigue 2i013 - Course de Voiture 18/45


PaintGL

◦ Et enfin... On peut dessiner !

1 pub l i c vo id paintGL ( ) {2 t r y {3 g l s e t t i n g s ( ) ;4 // d é f i n i t i o n de l a camera5 GLU. g luLookAt ( x , y , z , 500 , 500 , −500, 0 , 0 , 1 ) ;6 // MVC c l a s s i q u e7 f o r ( Observeur3D d : toDraw ){8 g lPushMat r i x ( ) ;9 d . drawGL ( ) ;

10 g lPopMatr i x ( ) ;11 }12 swapBu f f e r s ( ) ;1314 r e p a i n t ( ) ;15 } catch ( LWJGLException e ) { throw new Runt imeExcept ion ( e ) ; }16 }



Fonctionnement de la caméra :1 GLvoid g luLookAt ( GLdouble eyex , GLdouble eyey ,2 GLdouble eyez , GLdouble c en t e r x , GLdouble3 cen t e r y , GLdouble c en t e r z , GLdouble upx ,4 GLdouble upy , GLdouble upz )



Rendre un objet en 3D

Dans l’idée, c’est simple : on multiplie les dessins de formesbasiques (triangle/carré) dans l’espace :Sur un exemple dans :

12 pub l i c c l a s s C i r cu i tOb s e r v eu r 3D implements Observeur3D{3 [ . . . ]45 pub l i c vo id drawGL ( ) {67 GL11 . g lBeg i n (GL11 .GL_QUADS) ;8 {9 GL11 . g l V e r t e x 3 f (0 , 0 , 0 ) ;

10 GL11 . g l V e r t e x 3 f (0 , he ightR , 0 ) ;11 GL11 . g l V e r t e x 3 f ( widthR , he ightR , 0 ) ;12 GL11 . g l V e r t e x 3 f ( widthR , 0 , 0 ) ;13 }14 GL11 . g lEnd ( ) ;15 }



Utilisation de volumes préfédinis

Dessiner la voiture sous forme de sphère est assez simple :1 pub l i c c l a s s Voi tu reObse rveur3D implements Observeur3D{2 p r i v a t e org . l w j g l . u t i l . g l u . Sphere sphe r e = new Sphere ( ) ;3 p r i v a t e Vo i t u r e v o i t u r e ;45 pub l i c Voi tu reObse rveur3D ( Vo i t u r e v o i t u r e ) {6 t h i s . v o i t u r e = v o i t u r e ;7 }89 pub l i c f l o a t getX ( ){ re tu rn ( f l o a t ) v o i t u r e . g e t P o s i t i o n ( ) . getX ( ) ; }

10 pub l i c f l o a t getY ( ){ re tu rn ( f l o a t ) v o i t u r e . g e t P o s i t i o n ( ) . getY ( ) ; }1112 pub l i c vo id drawGL ( ) {13 g l C o l o r 3 f (1 , 0 , 1 ) ; // code RGB en t r e 0 e t 114 g l T r a n s l a t e f ( getX ( ) , getY ( ) , 0 ) ;15 s phe r e . draw (20 , 10 , 1 0 ) ; // rayon + r é s o l u t i o n16 g l T r a n s l a t e f (−getX ( ) , −getY ( ) , 0 ) ;17 g l C o l o r 3 f (1 , 1 , 1 ) ;18 }19 }



TexturesPour des rendus plus agréables et pour le terrain, il faut gérer lesimages en plus de la 3D :

Cours de synthè!"#$%&'()"! 5

Plaquage de la texture

! A chaque sommet de la face! Coordonnées textures (u,v)

! *+,-.#/011"!203$#4#+3"#20!&5&03#$(3!#6%&'()"#*$(3!#6(#5"75+1".

!"#$%"&'

()*%'+,'-,./'

0-12$1231450.12614

0-72$7237450.72674(0,0)

(1,1)(0,1)

(1,0)



Texture : application sur le circuit

◦ La classe possède un attribut Texture◦ Une texture est stockée dans la mémoire graphique et possède

un identifiant◦ Texture = contrainte : souvent des images carrées, toujours en

puissance de 2

1 pub l i c vo id drawGL ( ) {2 // chargement l o r s du p r em i e r appe l3 i f ( t e x t u r e == nu l l ){4 Buf f e r ed Image im = Too l sTe r r a i n . imageFromCi r cu i t ( t r a c k ) ; // c r e a t i o n5 t r y {6 ImageIO . w r i t e ( im , "PNG" , new F i l e ( " t e r r a i n . png" ) ) ;7 t e x t u r e = Textu reLoade r . g e tTex tu r e ( "PNG" , ResourceLoade r . getResourceAsSt ream ( " t e r r a i n . png" ) ) ;8 } catch ( IOExcept i on e ) {9 e . p r i n t S t a c kT r a c e ( ) ;

10 }11 width = t e x t u r e . getTextureWidth ( ) ;12 h e i g h t = t e x t u r e . g e tTex tu r eHe i gh t ( ) ;13 }14 . . .



Texture : application sur le circuit (suite)

1 . . .2 GL11 . g lB i ndTex tu r e (GL11 .GL_TEXTURE_2D, t e x t u r e . ge tTex tu re ID ( ) ) ;3 GL11 . g l P i x e l S t o r e i ( GL11 .GL_UNPACK_ALIGNMENT, 1 ) ;45 // draw a quad t e x t u r e d to match the s p r i t e6 GL11 . g lBeg i n (GL11 .GL_QUADS) ;7 {8 GL11 . g lTexCoord2 f (0 , 0 ) ; GL11 . g l V e r t e x 3 f (0 , 0 , 0 ) ;9 GL11 . g lTexCoord2 f (0 , 1 ) ; GL11 . g l V e r t e x 3 f (0 , he i gh t , 0 ) ;

10 GL11 . g lTexCoord2 f (1 , 1 ) ; GL11 . g l V e r t e x 3 f ( width , he i gh t , 0 ) ;11 GL11 . g lTexCoord2 f (1 , 0 ) ; GL11 . g l V e r t e x 3 f ( width , 0 , 0 ) ;12 }13 GL11 . g lEnd ( ) ;14 GL11 . g lB i ndTex tu r e (GL11 .GL_TEXTURE_2D, 0 ) ;1516 }



Exemple de résultat



Exemples de circuit d’examen

Gestion d’un labyrinthe :



Exemples de circuit d’examen

Gestion d’un nouveau type de terrain :



Exemples de circuit d’examenJouer un circuit de 2 manières



Circuit mystère

◦ Construire un circuit mystère à partir d’un algorithme, parexemple :

- 500x500 pixels, bordure d’herbe de 10 pixels- Départ en ... Arrivée en ...- ...

Questions◦ Dans quel objet le développer ?◦ Implémenter l’algorithme



Module LI260 – Licence 2 page 2

Exercice 3 – Circuit analytique mystere (6 pts)

Nous proposons dans cet exercice de construire un circuit de maniere analytique, en respectant a la lettrel’algorithme fourni ci-dessous. Vous creerez la classe CircuitFactoryFromAlgo, sans argument.Attributs/Constructeur :Dans le constructeur, vous initialiserez les attributs int sizeX=600 ; int sizeY=600 ; int bordure=20 ; Laclasse possede egalement les attributs :

private Vecteur depart;

private Vecteur dirDepart = new Vecteur(0,1); // comme d’habitude

private Vecteur dirArrivee = new Vecteur(0,1); // comme d’habitude

Methode build :Dans la methode public Circuit build() de cette classe, on commencera par instancier un tableau track deTerrain de 600x600 cases.Goudron partout sauf sur les bords :En parcourant toutes les cases a l’aide d’une double boucle for, vous mettrez toutes les cases en Route, sauf lescases dont l’une des coordonnees est inferieure a bordure ou superieure a sizeX/Y-bordure.Depart :Le point de depart se situe en (bordure+10, bordure+10). Mettez a jour la matrice de Terrain ainsi que l’attributdepart de la classe.Arrivee :La ligne d’arrivee est definie par le code suivant :

for(int i= 0; i<20; i++){

track[300-i][300] = Terrain.EndLine;

}

Coeur du circuit :Definition de double : a=0, b=1Definition de int : nbPas = 10000Pour i allant de 1 a nbPas faire :

– ✓ = i⇡10nbPas

NB : ⇡ est defini dans Math.PI. Suivant votre implementation du calcul, il faut mieux convertir nbPas endouble pour eviter les problemes de division.

– ⇢ = a✓ + b;– x = ⇢ cos(✓)8 + 300

NB : x doit etre un entier, il faut donc convertir le resultat ci-dessus a l’aide de (int).– y = ⇢ ⇤ sin(✓)8 + 300 (meme conversion en int)– Ajouter le code suivant pour convertir les cases autour de (x,y) en herbe :track[x][y] = Terrain.Herbe;

for(int j=0; j<2; j++){

track[x+j][y] = Terrain.Herbe;

track[x][y+j] = Terrain.Herbe;

}

Retour :return new CircuitImpl(track, depart, dirDepart, dirArrivee) ;

Q 3.1 Creer ce circuit, jouer le et sauver le resultat dans les fichiers mystere.com/mystere.pngVincent Guigue 2i013 - Course de Voiture 29/45


Départ manuel



Héritage vs Décoration1 pub l i c i n t e r f a c e C i r c u i t {2 pub l i c double g e tD i s t ( i n t i , i n t j ) ; // Pour i n t e r r o g e r d i j k s t r a3 pub l i c Te r r a i n g e tT e r r a i n ( i n t i , i n t j ) ;4 pub l i c Te r r a i n g e tT e r r a i n ( Vecteu r v ) ;5 pub l i c Vecteu r ge tPo in tDepa r t ( ) ;6 pub l i c Vecteu r g e tD i r e c t i o nDepa r t ( ) ;7 pub l i c Vecteu r g e t D i r e c t i o n A r r i v e e ( ) ;8 pub l i c i n t getWidth ( ) ;9 pub l i c i n t ge tHe i gh t ( ) ;

10 pub l i c Ar r a yL i s t <Vecteur> g e t A r r i v e e s ( ) ;11 }

◦ On veut créer un système générique pour ajouter des obstacles dansle circuit (possibilité d’ajouter des obstacles rectangles, ronds...).

◦ Un obstacle permettra donc de coder la définition d’un zone del’espace (pour une coordonnée il est nécessaire de savoir si on estsur l’obstacle ou pas).

◦ On construira ensuite une nouvelle implémentation de circuit gérantles obstacles.



Obstacle

1 Cahier des chargesQu’est qu’un obstacle du point de vue du cahier des charges ?(expliquer en une ou deux phrases) Utiliseriez vous uneinterface ou une classe abstraite pour l’implémenter ?(expliquer en une ou deux phrases) Donner le code de laclasse/interface Obstacle.

2 ConcrétisationDonner le code d’un obstacle rectangle et d’un obstacle rond(en accord avec la question précédente).



Prise en compte des obstacles dans le Circuit

L’idée de base est simple : on veut prendre en compte les obstacles sanschanger le code de la classe circuit On souhaite pouvoir ajouter plusieursobstacles (nombre indéterminé) de n’importe quel type (rectangle, rondou autres définis dans le futur).

1 Par héritageDonner le code de la classe CircuitAvecObstacleHeritage quiimplémente l’idée ci-dessus en utilisant l’héritage.

2 Par décorationDonner le code de la classe CircuitAvecObstacleDecoration quiréalise exactement les mêmes opérations que dans la questionprécédente mais en prenant un attribut Circuit à décorer.

3 Exemples d’usage



Approfondissement

1 Réflexions sur les deux solutionsQuels sont les avantages et inconvénient des deux solutions ?Pistes de réponse : - comparer le type de l’objet qui est étendu parhéritage avec le type de l’attribut qui est décoré dans la secondesolution. - comparer comment sont instanciés les deux objets. -comparer le nombre d’indirection (c’est à dire le nombre d’appels defonctions pour effectuer une même opération dans les deuxarchitectures).

2 Pérénisation : sauvegarde/chargementQuels sont les enjeux et les choix à faire au niveau de lasauvegarde des circuits avec obstacles ? Proposer une ouplusieurs architecture de sauvegarde chargement des circuitsavec obstacles.



Algorithmique : radar parabolique

Prédiction

Réglage de l’avance

Mesure de la force du virage à venir

(x_max,y_max)

35

30

25

20

15

10

5

0

40

−20 −10 0 2010

0

5

10

15

20

25

30

35

40

-25 -20 -15 -10 -5 0

Les faisceaux ont pour équation y = ax2 + bx + c . Le paramétragedu radar se fait en donnant :◦ ymax : la hauteur du maximum (ymax = 40)◦ xmax : la déviation en x du point max de la parabole (xmax

prend les valeurs :[−12.5, −10, −7.5, −5, 5, 7.5, 10, 12.5]).

Les équations des faisceaux correspondent à :b = 2ymax/xmax , a = −b/(2xmax), c = 0.



Algorithme d’analyse sur un faisceau :

A partir de la position et de la direction de la voiture, nous voulonsextraire les coordonnées de 100 points répartis le long d’un faisceau.On calcule 100 valeurs de x entre 0 et 2xmax . Pour chaque valeur,on calcule la valeur y associée. Il faut ensuite faire un changementde repère pour obtenir des coordonnées dans l’espace du circuit.

◦ Calculer l’angle α entre la direction de la voiture et la direction(0, 1). Vous supposerez que vous disposez de la fonctionadéquat, soit dans la classe Vecteur, soit dans une classe Tools.

◦ Appliquer une rotation α sur les coordonnées (x , y).◦ Appliquer la translation suivante : x ← x + voiture.x ,

y ← y + voiture.y

Une fois les points dans le bon espace, l’algorithme est très prochedu radar Dijkstra : on parcours les points tant que l’on n’est pasdans l’herbe et on note le score le plus intéressant.



Implémentation

1 Quels sont les attributs du radar parabolique ?2 Donner la signature du constructeur ainsi qu’un exemple de

construction d’un tel radar depuis le main.3 Donner le code de la méthode doublescoreFaisceau(double xmax) qui prend en argument xmaxet qui retourne le meilleur score dijkstra rencontré.NB1 : ymax devra évidemment être accessible, ainsi que les données de la voiture.NB2 : question (un peu) difficile qui nécessite sans doute un peu de réflexion au brouillon.NB3 : on partira de x=0 pour aller vers xmax. Si on rencontre de l’herbe, on s’arrête.

NB4 : il peut être utile de coder le changement de repère dans une méthode privée à part pour

faciliter la lecture du code.

4 Donner le reste du code de la classe RadarParabolique.NB1 : vous pourrez choisir de faire de l’héritage par rapport au radar classique ou pas.NB2 : vous mettrez quelques commentaires pour que je m’y retrouve si vous faites appel à desméthodes/attributs issus de la classe mère

1 pub l i c i n t e r f a c e Radar {2 pub l i c double [ ] s c o r e s ( ) ; // s c o r e de chaque branche3 pub l i c double [ ] d i s t a n c e s I n P i x e l s ( ) ; // pour l ’ o b s e r v e r4 pub l i c i n t ge tBe s t I nd e x ( ) ; // m e i l l e u r i n d i c e5 pub l i c double [ ] t h e t a s ( ) ; // a ng l e s de chaque f a i s c e a u6 }



Approfondissement

1 ObservationProposer une technique d’observation du radar parabolique.Expliquer votre approche en quelques phrases. S’il vous restedu temps à la fin, proposez un code réalisant l’opération.

2 StratégieProposer une stratégie à partir du radar parabolique (enquelques phrases, pas de code).NB : vous pouvez évidemment ajouter d’autres radars.

3 (Un peu de) mathématiquesMontrer que les paramètres de la parabole sont bien :b = 2ymax/xmax , a = −b/(2xmax), c = 0



Partie commune + personnalisation

◦ Algorithmes suffisamment efficaces pour jouer toutes lescourses◦ ... Et d’autre lors de l’examen sur machine◦ Architecture très propre, MVC fonctionnel◦ Interface temps-réel de base (une fenêtre)◦ Niveau de performance minimal : 1/3 des courses en vert

(10% du meilleur temps)

La personnalisation peut prendre diverse formes... Quelquesexemples dans les slides suivants.



Editeurs de circuits :



Editeurs de circuits :



Gestion 3D



Gestion 3D



Editeurs de stratégies :









IHM diverses



IHM diverses

Pause Zoom Détails !



IHM diverses

Visualisation de stratégies



Implémentation de stratégies complexes

Algorithme Génétique




Point à point




Fin de courses




Raccourci de trajectoire itératif



Implémentation de stratégies complexes (2)

Franchissement de diagonales




Point à point




Détection des chemins impossibles


Documents

Cours 9 : Introduction à la 3Dwebia.lip6.fr/.../uploads/Course/LI260_2015_Cours9.pdfStrategy 3D Implem. Observeurs Examen Partiel Personnalisations Cours de synth se dÕimages 4 2