فلش‌کارت‌های آموزشی جواهرات مهندسی موتور بازی: کشف و پیاده‌سازی تکنیک‌های پیشرفته رندرینگ و شبیه‌سازی

🎓 دوره آموزشی جامع

📚 اطلاعات دوره

عنوان دوره: دوره جواهرات مهندسی موتور بازی: کشف و پیاده‌سازی تکنیک‌های پیشرفته رندرینگ و شبیه‌سازی

موضوع کلی: توسعه و معماری سیستم‌های پیشرفته نرم‌افزاری

موضوع میانی: مهندسی موتور بازی و گرافیک سه‌بعدی پیشرفته

📋 سرفصل‌های دوره

• 1. مقدمه‌ای بر معماری موتورهای بازی مدرن
• 2. تحلیل پایپ‌لاین رندرینگ مدرن: از مدل تا پیکسل
• 3. ریاضیات ضروری برای گرافیک سه‌بعدی: بردارها، ماتریس‌ها و تبدیلات
• 4. کواترنیون‌ها در عمل: چرخش‌های بدون قفل گیمبال
• 5. طراحی یک سیستم مدیریت صحنه (Scene Graph) کارآمد
• 6. مبانی شیدرها: از ورتکس تا فرگمنت
• 7. زبان‌های شیدرنویسی: مقایسه GLSL، HLSL و Metal Shading Language
• 8. مدل‌های نورپردازی پایه: Phong و Blinn-Phong
• 9. مقدمه‌ای بر رندرینگ مبتنی بر فیزیک (Physically-Based Rendering - PBR)
• 10. پیاده‌سازی متریال‌های PBR: مدل فلزی/زبری (Metallic/Roughness)
• 11. پیاده‌سازی متریال‌های PBR: مدل بازتاب/براقیت (Specular/Glossiness)
• 12. تکنیک‌های نگاشت بافت (Texture Mapping) پیشرفته
• 13. نگاشت نرمال (Normal Mapping) و پارالکس (Parallax Mapping)
• 14. معماری رندرینگ Deferred Shading
• 15. بهینه‌سازی G-Buffer در Deferred Shading
• 16. پیاده‌سازی Deferred Lighting برای انواع نورها
• 17. رندرینگ Forward+ (Tiled Forward Shading)
• 18. مبانی سایه‌ها: تکنیک Shadow Mapping
• 19. رفع مشکلات Shadow Mapping: آکنه سایه و لبه‌های دندانه‌دار
• 20. تکنیک‌های پیشرفته سایه: Cascaded Shadow Maps (CSM)
• 21. سایه‌های نرم: Percentage-Closer Filtering (PCF)
• 22. Variance Shadow Maps (VSM) و بهینه‌سازی‌های آن
• 23. نورپردازی محیطی مبتنی بر تصویر (Image-Based Lighting - IBL)
• 24. ایجاد و پردازش نقشه‌های محیطی (Environment Maps)
• 25. بازتاب‌های ایستا و پویا با Cube Mapping
• 26. Screen Space Ambient Occlusion (SSAO)
• 27. تکنیک‌های پیشرفته‌تر Ambient Occlusion (HBAO, SSAO-GTAO)
• 28. بازتاب‌های فضای صفحه (Screen Space Reflections - SSR)
• 29. سیستم کاوشگرهای نور (Light Probes) برای نورپردازی غیرمستقیم ایستا
• 30. مبانی نورپردازی سراسری (Global Illumination - GI)
• 31. نورپردازی سراسری با وکسل (Voxel-Based Global Illumination)
• 32. تکنیک Light Propagation Volumes (LPV) برای GI دینامیک
• 33. سیستم‌های متریال و شیدرهای انعطاف‌پذیر
• 34. پردازش تصویر و افکت‌های Post-Processing
• 35. پیاده‌سازی افکت Bloom و Glare
• 36. عمق میدان (Depth of Field) واقع‌گرایانه
• 37. تصحیح رنگ (Color Grading) و نگاشت تن (Tone Mapping)
• 38. تکنیک‌های Anti-Aliasing: از MSAA تا TAA
• 39. رندرینگ شفافیت و مرتب‌سازی اشیاء شفاف
• 40. تکنیک Order-Independent Transparency (OIT)
• 41. شبیه‌سازی و رندرینگ آسمان و اتمسفر
• 42. پراکندگی اتمسفری واقع‌گرایانه (Rayleigh & Mie Scattering)
• 43. رندرینگ ابرهای حجمی (Volumetric Clouds)
• 44. پیاده‌سازی افکت پرتوهای نور (God Rays/Crepuscular Rays)
• 45. شبیه‌سازی و رندرینگ آب
• 46. بازتاب و شکست نور در سطح آب
• 47. شبیه‌سازی امواج با الگوریتم Gerstner
• 48. رندرینگ افکت‌های زیر آب
• 49. مقدمه‌ای بر سیستم تشخیص برخورد (Collision Detection)
• 50. الگوریتم‌های تشخیص برخورد پایه: AABB, Sphere, OBB
• 51. الگوریتم پیشرفته GJK برای تشخیص برخورد اشکال محدب
• 52. شبیه‌سازی دینامیک اجسام صلب (Rigid Body Dynamics)
• 53. پیاده‌سازی حل‌کننده ضربه (Impulse Solver) برای فیزیک
• 54. شبیه‌سازی اتصالات و قیود (Joints and Constraints)
• 55. شبیه‌سازی پارچه با استفاده از مدل فنر و جرم (Mass-Spring Systems)
• 56. شبیه‌سازی فیزیک اجسام نرم (Soft Body Physics)
• 57. مقدمه‌ای بر شبیه‌سازی سیالات
• 58. شبیه‌سازی مایعات با هیدرودینامیک ذرات هموار (SPH)
• 59. رندرینگ سیالات با تکنیک Marching Cubes
• 60. سیستم ذرات (Particle System) مبتنی بر GPU
• 61. شبیه‌سازی آتش، دود و انفجار
• 62. سیستم انیمیشن اسکلتی و Skinning
• 63. ترکیب انیمیشن‌ها (Animation Blending) و ماشین‌های حالت
• 64. سینماتیک معکوس (Inverse Kinematics - IK)
• 65. انیمیشن رویه‌ای (Procedural Animation) برای حرکت کاراکتر
• 66. شبیه‌سازی جمعیت و هوش مصنوعی گروهی
• 67. الگوریتم‌های مسیریابی: از A* تا NavMesh
• 68. طراحی سیستم مدیریت حافظه کارآمد
• 69. تخصیص‌دهنده‌های حافظه سفارشی (Custom Memory Allocators)
• 70. معماری سیستم کار (Job System) و موازی‌سازی وظایف
• 71. چندریسمانی (Multithreading) در موتور بازی: چالش‌ها و راه‌حل‌ها
• 72. تکنیک‌های Culling: Frustum و Back-face Culling
• 73. Occlusion Culling مبتنی بر نرم‌افزار و سخت‌افزار
• 74. سیستم سطح جزئیات (Level of Detail - LOD)
• 75. تولید مش‌های LOD به صورت خودکار
• 76. پروفایلینگ و اشکال‌زدایی عملکرد رندرینگ
• 77. استفاده از ابزارهای اشکال‌زدایی GPU (مانند RenderDoc)
• 78. بهینه‌سازی شیدرها و کاهش بار محاسباتی GPU
• 79. بهینه‌سازی استفاده از حافظه و پهنای باند GPU
• 80. پایپ‌لاین پردازش و بسته‌بندی داده‌ها (Asset Pipeline)
• 81. فشرده‌سازی بافت‌ها و فرمت‌های بهینه
• 82. معماری داده‌محور (Data-Driven Design) در موتور بازی
• 83. سیستم انعکاس (Reflection) و سریال‌سازی (Serialization)
• 84. طراحی یک سیستم رویداد (Event System) انعطاف‌پذیر
• 85. مدیریت ورودی (Input Handling) برای پلتفرم‌های مختلف
• 86. رندرینگ متن و واسط کاربری (UI)
• 87. ادغام موتور فیزیک با موتور بازی
• 88. سیستم صوتی سه‌بعدی و فضایی‌سازی صدا
• 89. مقدمه‌ای بر رندرینگ مو و خز
• 90. شبیه‌سازی پراکندگی نور زیرسطحی (Subsurface Scattering)
• 91. رندرینگ پوست انسان به صورت واقع‌گرایانه
• 92. مقدمه‌ای بر Ray Tracing در زمان واقعی
• 93. پیاده‌سازی بازتاب‌ها و سایه‌های مبتنی بر Ray Tracing
• 94. آینده موتورهای بازی: یادگیری ماشین در گرافیک و انیمیشن
• 95. جمع‌بندی: ساختار یک پروژه کامل با استفاده از تکنیک‌های آموخته شده