فلش‌کارت‌های آموزشی معماری موتور بازی سه‌بعدی: کاوش جامع در طراحی و پیاده‌سازی هسته

🎓 دوره آموزشی جامع

📚 اطلاعات دوره

عنوان دوره: دوره معماری موتور بازی سه‌بعدی: کاوش جامع در طراحی و پیاده‌سازی هسته

موضوع کلی: طراحی و معماری موتورهای بازی‌سازی

موضوع میانی: معماری هسته موتورهای بازی‌سازی سه‌بعدی

📋 سرفصل‌های دوره

• 1. مقدمه‌ای بر معماری موتورهای بازی
• 2. چرا یک موتور بازی بسازیم؟: اهداف و چالش‌ها
• 3. بررسی اجمالی معماری یک موتور بازی مدرن
• 4. ابزارهای ضروری توسعه: کامپایلر، دیباگر و سیستم ساخت
• 5. مبانی ضروری C++ برای توسعه موتور بازی
• 6. اصول برنامه‌نویسی شیءگرا (OOP) و داده‌گرا (DOP) در موتورها
• 7. مروری بر ریاضیات سه‌بعدی: بردارها و عملیات آن‌ها
• 8. محصولات اسکالر و برداری: کاربردهای هندسی
• 9. ماتریس‌ها و تبدیلات سه‌بعدی: انتقال، دوران و مقیاس
• 10. کواترنیون‌ها برای نمایش دوران بدون قفل گیمبال
• 11. فضاهای مختصات: محلی، جهانی، دید و صفحه
• 12. مبانی هندسه محاسباتی: خط، صفحه و اشیاء اولیه
• 13. سیستم‌های پایه: مدیریت حافظه و تخصیص‌دهنده‌ها
• 14. طراحی تخصیص‌دهنده‌های حافظه سفارشی (Stack, Pool)
• 15. اشاره‌گرهای هوشمند و مدیریت طول عمر اشیاء
• 16. ساختارهای داده سفارشی: لیست‌ها، آرایه‌ها و دیکشنری‌ها
• 17. سیستم مدیریت رشته‌ها و بهینه‌سازی آن
• 18. پایه‌های یک شیء بازی (Game Object) و سیستم بازتاب (Reflection)
• 19. سیستم لاگ‌برداری و اعتبارسنجی (Logging and Assertions)
• 20. مدیریت زمان: حلقه اصلی بازی و گام زمانی (Delta Time)
• 21. سیستم فایل مجازی (Virtual File System)
• 22. مدیریت منابع و دارایی‌ها (Resource Management)
• 23. شناسه‌ها و دستگیره‌ها (Handles) در برابر اشاره‌گرها
• 24. بارگذاری ناهمزمان (Asynchronous Loading) دارایی‌ها
• 25. پایپ‌لاین رندرینگ: از مدل سه‌بعدی تا پیکسل نهایی
• 26. انتزاع سخت‌افزار گرافیکی (Graphics API Abstraction)
• 27. ایجاد پنجره و مدیریت زمینه رندر (Render Context)
• 28. بافرهای راسی و نمایه‌ای (Vertex and Index Buffers)
• 29. معرفی شیدرها (Shaders) و زبان‌های شیدینگ (GLSL/HLSL)
• 30. مدیریت برنامه‌ها و پایپ‌لاین‌های شیدر
• 31. ارسال داده به شیدرها: یونیفرم‌ها و بافرهای ثابت
• 32. بافت‌ها (Textures) و نمونه‌برداری (Sampling)
• 33. حالات رندر: ترکیب، تست عمق و استنسیل
• 34. رندر به بافت: فریم‌بافرها و اهداف رندر (Render Targets)
• 35. نمایش هندسه: مش‌ها و زیرمش‌ها
• 36. مواد (Materials) و تعریف خصوصیات سطح
• 37. مدل‌های نورپردازی پایه: Ambient, Diffuse, Specular
• 38. مدل سایه‌زنی Phong و Blinn-Phong
• 39. مقدمه‌ای بر رندرینگ مبتنی بر فیزیک (PBR)
• 40. پارامترهای مواد در PBR: Albedo, Metallic, Roughness
• 41. انواع نورها: جهت‌دار، نقطه‌ای و متمرکز
• 42. پیاده‌سازی سایه‌ها با تکنیک Shadow Mapping
• 43. رندرینگ پیش‌رو (Forward Rendering)
• 44. رندرینگ تاخیری (Deferred Shading)
• 45. پایپ‌لاین پس‌پردازش (Post-Processing)
• 46. افکت‌های پس‌پردازش رایج: Bloom, SSAO, Tone Mapping
• 47. مدیریت صحنه و جهان بازی
• 48. گراف صحنه (Scene Graph) و ساختار سلسله‌مراتبی
• 49. موجودیت، کامپوننت، سیستم (Entity-Component-System - ECS)
• 50. طراحی سیستم کامپوننت و مدیریت آن
• 51. کامپوننت تبدیل (Transform Component) و محاسبات آن
• 52. سیستم‌های مختصات تودرتو و تبدیل فضاها
• 53. پرس‌وجوهای صحنه و پارتیشن‌بندی فضایی
• 54. الگوریتم‌های پارتیشن‌بندی: Quadtree و Octree
• 55. سریال‌سازی صحنه: ذخیره و بارگذاری جهان بازی
• 56. اصول طراحی داده‌محور در موتور بازی
• 57. کارخانه‌های اشیاء و مفهوم Prefab
• 58. سیستم‌های دید و حذف اشیاء خارج از دید (Culling)
• 59. حذف بر اساس هرم دید (Frustum Culling)
• 60. حذف بر اساس انسداد (Occlusion Culling)
• 61. سیستم سطح جزئیات (Level of Detail - LOD)
• 62. مقدمه‌ای بر فیزیک بازی و شبیه‌سازی دینامیک
• 63. اشیاء برخورد اولیه (Collision Primitives): کره، جعبه، کپسول
• 64. تشخیص برخورد: فاز گسترده (Broad Phase)
• 65. الگوریتم‌های فاز گسترده: Sweep and Prune
• 66. تشخیص برخورد: فاز محدود (Narrow Phase)
• 67. الگوریتم‌های فاز محدود: GJK و SAT
• 68. پاسخ به برخورد و تولید اطلاعات تماس (Manifolds)
• 69. دینامیک اجسام صلب: حرکت خطی و زاویه‌ای
• 70. انتگرال‌گیری عددی: روش‌های اویلر و ورلت
• 71. مفصل‌ها و محدودیت‌ها (Joints and Constraints)
• 72. یکپارچه‌سازی سیستم فیزیک با حلقه اصلی بازی
• 73. مبانی انیمیشن سه‌بعدی
• 74. انیمیشن اسکلتی: استخوان‌ها و سلسله‌مراتب
• 75. پوست‌دهی (Skinning) و وزن‌دهی رئوس
• 76. کلیپ‌های انیمیشن و فریم‌های کلیدی (Keyframes)
• 77. ترکیب انیمیشن‌ها (Animation Blending)
• 78. ماشین‌های حالت انیمیشن (Animation State Machines)
• 79. مفهوم حرکت ریشه (Root Motion)
• 80. مبانی سینماتیک معکوس (Inverse Kinematics - IK)
• 81. انیمیشن رویه‌ای (Procedural Animation)
• 82. بهینه‌سازی سیستم انیمیشن
• 83. سیستم ورودی: انتزاع دستگاه‌های ورودی
• 84. سیستم رویداد و پیام‌رسانی (Event/Messaging System)
• 85. یکپارچه‌سازی زبان‌های اسکریپت‌نویسی (مانند Lua)
• 86. اتصال C++ به اسکریپت: ایجاد API برای گیم‌پلی
• 87. طراحی کنترلرهای بازیکن و دوربین
• 88. معماری سیستم‌های دوربین: اول شخص، سوم شخص
• 89. معماری رابط کاربری (UI): حالت فوری در برابر حالت نگه‌داشته
• 90. عناصر پایه رابط کاربری: دکمه، متن و تصویر
• 91. مدیریت حالت‌های بازی (Game State Management)
• 92. مبانی هوش مصنوعی: ماشین‌های حالت و درخت‌های رفتار
• 93. مقدمه‌ای بر چندنخی (Multithreading) در موتورهای بازی
• 94. سیستم وظایف (Job System) و موازی‌سازی مبتنی بر وظیفه
• 95. ابزارهای همگام‌سازی: Mutex، Semaphore و Atomic
• 96. معماری سیستم صوتی: منابع صوتی و شنونده‌ها
• 97. صدای سه‌بعدی فضایی (3D Positional Audio)
• 98. مبانی شبکه برای بازی‌های چندنفره
• 99. پروفایل‌سنجی (Profiling) و تحلیل عملکرد
• 100. بهینه‌سازی حافظه و تشخیص نشت حافظه