C++的反思

最近两年 C++又有很多人出来追捧,并且追捧者充满了各种优越感,似乎不写 C++你就一辈子是低端程序员了,面对这种现象,要不要出来适时的黑一下 C++呢?呵呵呵。

咱们要有点娱乐精神,关于 C++的笑话数都数不清:

笑话:C++是一门不吉祥的语言,据说波音公司之前用ADA为飞机硬件编程,一直用的好好的,后来招聘了一伙大学生,学生们说我靠还在用这么落后的语言,然后换成C++重构后飞机就坠毁了。

笑话:什么是C++程序员呢?就是本来10行写得完的程序,他非要用30行来完成,并自称“封装”,但每每到第二个项目的时候却将80%打破重写,并美其名曰 “重构”。

笑话:C容易擦枪走火打到自己的脚,用C++虽然不容易,但一旦走火,就会把你整条腿给炸飞了。

笑话:同时学习两年 Java的程序员在一起讨论的是面向对象和设计模式,而同时学习两年 C++的程序员,在一起讨论的是 template和各种语言规范到底怎么回事情。

笑话:教别人学 C++的人都挣大钱了,而很多真正用 C++的人,都死的很惨。

笑话:C++有太多地方可以让一个人表现自己“很聪明”,所以使用C++越久的人,约觉得自己“很聪明”结果步入陷阱都不知道,掉坑里了还觉得估计是自己没学好 C++。

笑话:好多写了十多年 C++程序的人,至今说不清楚 C++到底有多少规范,至今仍然时不时的落入某些坑中。

笑话:很多认为 C++方便跨平台的人,实际编写跨平台代码时,都会发现自己难找到两个支持相同标准的 C++编译器。
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Q:那 C++为什么还能看到那么多粉丝呢?
A:其实是因为 Windows,因为 Windows的兴起带动了 C++,C++本来就是一门只适合开发 GUI的语言。

Q:为何 C++只适合开发 GUI呢?
A:你看 Unix下没有 GUI,为啥清一色的 C呀?所有的系统级问题都能在 C里找到成熟的解决方案,应用级问题都能用其他高级语言很好地解决,哪里有 C++什么事情呀?

Q:你强词夺理,Unix下也有 C++的项目呀。
A:有,没错,你任然可以用任何语言编写任何糟糕的代码。

Q:别瞎扯了,你都在说些什么?连C++和 Windows 都扯到一起去了。
A:回想下当年的情景,一个大牛在教一群初学者如何编程。一边开发一边指着屏幕上说,你看,这是一个 Button,我们可以用一个对象来描述它,那是一个 panel我们也可以用一个对象来描述它,并且你们有没有发现,其实 Button和 Panel是有血缘关系的,你们看。。。这样就出来了。。。。下面的学生以前都是学着学校落后的教材,有些甚至还在用 turboc的 bgi库来画一些点和圆。哪里见过这么这么华丽的 Windows 界面呀。大牛说的话,象金科玉律一样的铭刻在自己幼小的心理。一边学着 Windows,一边发现,果然,他们都需要一个基类,果然,他们是兄弟关系,共同包含一些基本属性,可以放到基类去。他们越用越爽,潜意识里觉得因为 C++这么顺利的帮他们解决那么多界面问题,那看来 C++可以帮他们解决一切问题了。于是开发完界面以后,他们继续开发,当他们碰到各种设计问题时,反而认为肯定自己没有用好 C++。于是强迫自己用下去,然后就完蛋了。

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游戏中角色变色如何实现?

来自知乎问题:http://www.zhihu.com/question/31133351 

游戏中的惯用做法叫:调色盘色彩旋转

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1. 调色盘里能变色的颜色总是固定几个位置
2. 让需要变色的位置的 RGB转换成 HSV,然后旋转 H分量旋转一定角度
3. 重新将 HSV转换为 RGB保存回调色盘

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在 HSV 色彩空间中,旋转 H 分量

主要是旋转 H分量,S/V分量也可以微调,但是变色是以旋转 H为主。题主两张图片的八神,除了调色盘前面几个皮肤颜色不参与变色外,后面的衣服整体都参与了色彩旋转:

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精通 C++ 是一种怎样的体验?

没什么用,精通C++不代表能写出好程序,就像知道回字有四种写法照样无法写出好文章来。不要把精力浪费太多具体某语言上,不管你搞网络,还是搞数据库,搞数字信号处理还是搞人工智能,或者和李开复一样搞语音识别,你会发现,功夫都在语言之外。

花太多时间学C++一点用都没有,不如打牢基础然后具体去学习各种知识,或者直接进行一些具体实践性的开发。所以我看简历,只会注意他具体做了什么,解决哪些问题,取得何种成绩。精通或者熟悉C++基本都是当垃圾信息过滤掉的,如果你简历上最耀眼的只是熟悉某语言,那和垃圾简历没区别。

所以,不要雇佣号称精通C++的人就是这个理由。

其实最精通中文的的人是各种语言学家,大学里专门研究中文的人,哪个字的出处,哪个用词正确与否,那个生僻字怎么念都了然于胸。so what ?能代表他们就能出口成章,提笔成文么?

就像《三体》写得好,是因为大刘在科学在剧情构思上的知识牛逼,而不是大刘会咬文嚼字。Kaiser 在知乎上谈笑风声,因为他历史知识丰富,《史记》《汉书》《三国志》信手拈来,外加观点独到,幽默风趣,从来不是因为他知道回字有四种写法,或者八种写法。

我们说 Fabrice牛逼,因为他对 数学,信号处理,计算机体系等三个方面有着深刻的认识,从而他能做出 ffmpeg, qemu, tinycc 这样的项目来,从而他算 pi可以算到世界第一快,所以大家觉得很牛逼,这并不是因为听说他 C++有多牛。

所以看到简历上如果没什么值得称道的东西,只有一个 “精通C++”,在用人公司眼里就和一个笑话差不多。


补充, @欧阳婕 网友提到的陆游诗,

《示子遹》
——陆游
  我初学诗日,但欲工藻绘;
  中年始少悟,渐若窥宏大。
  怪奇亦间出,如石漱湍濑。
  数仞李杜墙,常恨欠领会。
  元白才倚门,温李真自郐。
  正令笔扛鼎,亦未造三昧。
  诗为六艺一,岂用资狡狯?
  汝果欲学诗,工夫在诗外。

注意第一句,“我刚学诗,只想精通辞藻” 就是这个所谓 “精通C++” 的状态

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还原被摄像机透视的纹理

有人问如何还原被透视纹理?给你一张照片,还原照片上四个点所组成的平面的纹理该怎么做?我们可以从数学上推导一下,为了和三维图形的透视纹理映射对照,我们称照片上四个点在照片上的位置为“屏幕坐标”,那么可以发现:

空间中,三维坐标(x,y,z)和纹理坐标(u, v)承线性关系。根据该问题描述,可以理解为已知四个点的屏幕投影坐标(xi,yi),和对应纹理坐标(u,v),求整个纹理坐标系到屏幕坐标系的反向映射过程,即根据(u,v)求解(xi,yi)。

1. 按照纹理隐射的原理,同平面纹理坐标与空间坐标存在线性关系,设 a1-a12为常数,有:

a1 * x +  a2 * y +  a3 * z +  a4 = u ... 线性关系
a5 * x +  a6 * y +  a7 * z +  a8 = v ... 线性关系
a9 * x + a10 * y + a11 * z + a12 = 0 ... 平面方程

2. 求解上面的方程组,可以得到类似下面的关系,其中b1-b9为常数:

x = b1 * u + b2 * v + b3  
y = b4 * u + b5 * v + b6 
z = b7 * u + b8 * v + b9 

常数 b1-b9如果展开,就是9个关于a1-a12的等式,太长了,这里不展开,有兴趣可以自己求解。

3. 屏幕上投影坐标一般是:

           x
xi = D1 * --- + C1
           z
       
           x
yi = D2 * --- + C2
           z

因为同样一个透视投影矩阵下,能隐射成屏幕上同样形状纹理的平面,在空间中存在无穷多个,而且还存在不同透视投影矩阵下,同样屏幕投影的平面存在更多无穷多个。这里我们不用去求解每个平面,直接设置 D1 = D2 = 1 且 C1 = C2 = 0 有:

      x
xi = ---
      z
       
      x
yi = ---
      z

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再谈网游同步技术

实时动作游戏在近年来得到迅猛的发展。而游戏同步问题,成为大家继续解决的核心问题之一。早在 2004 年,国内游戏开发还处于慢节奏 RPG 满天飞的情况下,我就开始实时动作游戏研究,分别在 2005-2006 期间写了一系列相关文章,被好多网站转载:

帧间同步模式:《帧锁定同步算法》(2007): http://www.skywind.me/blog/archives/131

玩法规避模式:《网络游戏同步法则》(2005): http://www.skywind.me/blog/archives/112

预测插值模式:《影子跟随算法》(2007): http://www.skywind.me/blog/archives/1145

如今十年过去,网上越来越多的人开始讨论游戏同步技术了,然而很多文章往往只针对某种特定的游戏情况,而观点又经常以偏概全。很多人并没有真正开发过实时动作游戏,更别说了解同步技术的前世今生了。转载别人的观点并加上自己理解的人很多,实际动过手的人很少。避免给更多人造成无谓的误导,我今天基于先前的实践和对欧美动作游戏,战网游戏,主机游戏(PSN,XBox Live等)网络技术的了解,来对这个问题做一个简单总结:

网速的变化

开发快速动作游戏,首先要对公网的网络质量数据有详细的了解。这里所说到的网速,是指 RTT,数据往返一周的毫秒时间,而非每秒传送多少 KB/s。我写这篇文章是基于我 2005-2006 年开发的东西来说的,当时国内公网质量比国外差很多:

上图为 2005-2006 年国内的网络环境,某三个省级 IDC的情况采样。当时公网 RTT平均值基本在 100ms,120ms 左右徘徊。所以我文中引用了很多 100ms。这个情况在2009 年以后已经好了很多(60ms 的 rtt)。到了 2012 年以后,公网平均 RTT已经降低到平均 40ms-50ms,省内平均 10ms 以内了:

上图为 2015 年某省级 IDC 的全国延迟情况,如若全国多布点以及区别电信联通的话,平均延迟能控制在 20ms 以内,延迟基本接近国外水平(当然带宽还差很多),比我当年文章中提到的网络情况好了不少。

帧间同步法

关于帧间同步的 “帧锁定算法” 系列的方法有很多类似实现(包括后面提到的帧间无等待改进,包括 LockStep 等),但是他们的核心都是一个:保证所有客户端每帧的输入都一样。这样的方式被格斗游戏,RTS 和足球(FIFA类)、篮球(NBA)等体育和动作游戏大量使用,比如我们熟悉的各大战网平台游戏(Xbox Live等),还有很多基于模拟器的街机对战平台。以及不少大型多人横版动作游戏。以开发便利,同步逻辑直观而受到大家欢迎。

帧锁定算法多用在 C/S 模型中(或者一人做主多人做从的P2P里),它和 LockStep(多用于P2P)共同存在的问题就是 “网速慢的玩家会卡到网速快的玩家”,老式游戏经常一个角色断网,所有人就在那里等待。为此出现了帧锁定的改良版本 “乐观帧锁定”(具体描述见帧锁定文章的下半部分)经过了不少游戏的实践检验。先前还有几款上线的横版格斗页游(如熟知的街机三国)用 Flash 的 TCP without NODELAY 来每秒 20 个关键帧的模式(特意找该游戏开发者确认了一下)跑该算法(由于近两年国内网速提高,Flash 的 Tcp without NODELAY 也能做很多事情了),效果还不错。

具体实施时用不着按照文所述每一个步奏都相同,可以有很多变通。比如不一定是有变化的时候才通知服务端,有线上某横版格斗页游就是也可以每秒 20 次向服务端直接发送数据(flash 时钟不准需要自己独立计时),服务端再每秒 40 次更新回所有客户端,看具体情况而定。

也有使用 UDP 的端游,客户端每秒钟上传 50 次键盘信息到服务端,丢了就丢了,后面持续发送过来的键盘数据会覆盖前面的数据,所以丢了没关系,更快捷。当然,UDP 也不是必须的,近两年网速提高很快,省内都能做到 10ms 的 RTT 了,跨省也就 50ms 的 rtt,不少页游上用该方法上裸的 TCP 照样跑的很顺畅。

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游戏服务端架构发展史(下)

(占位符)

 

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计算机图形算法中的光滑边缘算法经历了那些变迁?

主要有四种方法:

1. wupixel:wu xiaolin提出的最早的绘制直线和圆的平滑方法,优点是简单快速,缺点是只有一个方向的像素偏移被考虑了,效果普通,而且只能绘制1个像素宽度的直线,超过一个像素后,两个端点就会非常不自然。

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2. supersampling:解析度扩大数倍绘制,四个或者多个像素合并平滑成一个像素,优点是效果好,缺点是计算量大,多用于显卡加速,cpu基本没发做,显卡负担也大:

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当然小范围的ss可以用来改进界面字体效果,如windows字体长宽扩大两倍绘制后再平滑down sample成小尺寸,四个像素点均匀合并成一个像素点,会好看很多。

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3. 覆盖面积计算:通过计算多边形覆盖了矩形点阵面积的百分比来计算 Alpha,多用于软件渲染,字体绘制,如高质量图形库如AGG,采用直接子像素的绘制方式来避免supersampling的性能浪费,并达到更好效果。缺点是过于复杂不如supersampling 那样简单直接,不容易的用gpu实现。

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比如我五年前做的一个玩具图形库:skywind3000/pixellib · GitHub
就是用覆盖面积计算方式来平滑边缘。

4. clear type:采用子像素并考虑lcd的rgb分布,利用lcd上rgb的排列规则模拟更高的解析度,缺点是过分依赖lcd排列,以及主要是x方向的抗锯齿:

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编辑于 2015-04-26

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游戏服务端架构发展史(中)

《游戏服务端发展史》转载请著名出处:http://www.skywind.me/blog/archives/1301

类型4:第三代游戏服务器 2007

从魔兽世界开始无缝世界地图已经深入人心,比较以往游戏玩家走个几步还需要切换场景,每次切换就要等待 LOADING个几十秒是一件十分破坏游戏体验的事情。于是对于 2005年以后的大型 MMORPG来说,无缝地图已成为一个标准配置。比较以往按照地图来切割游戏而言,无缝世界并不存在一块地图上面的人有且只由一台服务器处理了:

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