What would you be if you were attached to another object by an inclined plane, wrapped helically around an axis?

Posted in Codare cu premeditare, Slagare internationale on January 23rd, 2013 by Mihnea

Tovarasi, am infrint. Minerul ex-multinational emblematic Silviu Virgula Ardelean pare sa se fi vindecat de tutorialita, militianul Ovidiu a demisionat de la Radio Erevan, iar singurul semn de viata din directia ograzii cu experti este sunetul mocirlos pe care il face pulanul flasc al cite unui fondator cind mai usuie un elev de liceu care are nevoie urgent sa-i faca cineva tema. Cred ca este timpul sa gasim noi mineri, dar jugul capitalist ne-a cam impiedicat sa dedicam timpul cuvenit activitatii de largire a orizonturilor si abatajelor.

Pina una-alta, o sa va delectez cu doua slagare internationale. In deschidere ne cinta formatia NewTek, care in SDK-ul de Lightwave ne ofera o viziune lirica alternativa asupra puterilor lui 2:

#define IQ_CTRL         1
#define IQ_SHIFT        2
#define IQ_ALT          4
#define IQ_CONSTRAIN    8
#define IQ_ADJUST       16
#define MOUSE_LEFT      32
#define MOUSE_MID       64
#define MOUSE_RIGHT     96
#define MOUSE_DOWN      128

Aceste constante sint combinate intr-un bit field care-ti zice starea butoanelor cind iti vine un eveniment de mouse. Cind bitii 5 si 6 sint setati, nu inseamna ca userul tine apasat pe left si middle, ci ca tine apasat pe right. Era absolut vital sa se faca economie de un bit, chiar daca asta inseamna ca “sistemul” nu poate sa-ti spuna cind userul tine apasat pe mai multe butoane in acelasi timp. In caz ca va intrebati, variabila care tine bit field-ul e int, deci masura de austeritate n-a izvorit din utilizarea unui char, ci pur si simplu din spirit civic si responsabilitate sociala.

Lasind aritmetica in sant cu botul umflat, este timpul sa ne ocupam un pic si de algebra. Pentru neinitiati, un quaternion este un hack matematic care-ti permite sa encodezi o rotatie in 3D folosind 4 numere. In practica, cel mai des construiesti un quaternion dintr-un vector care reprezinta axa de rotatie si unghiul de rotatie in jurul axei respective. Primele 3 numere din quaternion sint componentele vectorului inmultite cu sinusul jumatatii unghiului, iar al 4-lea numar este cosinusul jumatatii unghiului. Orice implementare de quaternion dintr-o biblioteca de algebra contine un constructor sau o functie care ia un vector si un unghi si face manevra asta cu sin si cos. 3D Studio Max are si el asa ceva:

/*! \remarks Constructor. The quaternion is initialized from the
 vector <b>V</b> and angle <b>W</b> passed. The quaternion is
 then normalized.\n\n
*/
GEOMEXPORT Quat(const Point3& V, float W);

In caz ca aveam dubii, autorul remarca clar (ma rog, cit de clar se poate intr-un comentariu minjit cu puroi de doxygen) ca acest constructor face un quaternion dintr-un vector si un unghi. Asa ca te pui linistit pe scris cod si rotit obiecte si cind rulezi observi ca ele nu prea se rotesc cum ai dori tu. Si te uiti peste cod, si pare bun, si totusi nu merge. Si intr-un final te paleste inspiratia sa privesti in interiorul quaternionilor si vezi ca nu contin deloc ce ar trebui. Codul constructorului, fiind foarte complicat, nu putea fi pus in header, ci sta intr-un cpp (care ajunge sa fie un DLL, ca sa treci printr-un import table de fiecare data cind vrei sa initializezi 4 floati). Din fericire insa, Autodesk ofera apropiatilor bucati din sursele de Max, astfel incit putem lectura quat.cpp si vedea urmatoarea grozavie (cu tot cu indentarea de oligofreni):

Quat::Quat(const Point3& V, float W) {
    x = V.x; y = V.y; z = V.z; w = W;
    Normalize();
    }

Cum ba pula? Cum este W un unghi, daca tu il asignezi direct in a 4-a componenta, fara sa faci muismul cu sin si cos de juma din el? Cum cacat ti s-a parut mai util sa faci asta intr-un constructor care ia vector si scalar, decit sa faci ce face tot restul lumii?

Citeva linii mai jos intilnim si urmatoarea gema:

Quat Quat::operator+(const Quat &q) const {
   //return(Quat(x + q.x,y + q.y,z + q.z,w + q.w));
   return *this * q;
   }

Deci dragii mei, in algebra autodesciana, inmultirea si adunarea sint una si aceeasi operatie, caci unui mintos i s-a parut ca “+” este un simbol potrivit pentru compozitia quaternionilor (care, apropo, nu e comutativa ca + ala pe care-l stim cu totii, daca e sa ne legam de detalii). Lucru documentat de altfel si-n header, daca ignori comentariul de la sfirsitul liniei. Cred ca comentariul ala e comentat, deci n-are nici un efect:

/*! \remarks This operator is the same as the <b>*</b> operator. */
GEOMEXPORT Quat operator+(const Quat&) const; // sum of two quaternions

Tirnacop + tirnacop = tirnacop * tirnacop pentru valori foarte mari ale lui 2.

Tags: , , , , , , , , ,

Autodesk ne invata sa programam

Posted in Codare cu premeditare, Slagare internationale on August 7th, 2011 by Mihnea

Am mai mentionat faptul ca 3D Studio Max este scris de maimute cu sindromul Down. Ei bine, unul din maimutoii in cauza, pe numele sau de botez Cristofor (adica purtatorul lui Cristos), a decis ca el e Alesul ce va scoate lumea programarii din bezna si si-a inceput lucrarea de educare a maselor postind pe blogul pus la dispozitie de uzina-mama un fel de Philosophiæ Naturalis Principia Programatica. Ópusul are toate ingredientele necesare unei nominalizari la premiul Vocea Minerului: proverbe, indemnuri, acronime si link-uri la site-uri de agili. Singura problema este ca lucrarea este in primul rind una teoretica, adresindu-se exegetilor, deci cititorii de rind pot ramine nelamuriti cu privire la modul in care Principiile se aplica in practica. De aceea imi voi face datoria de umil scrib si voi ilustra opera de geniu cu extrase din rodul lumesc al trudei din Gradina Autodeskului.

Primele doua porunci vin la pachet, dupa cum aparent s-a prins si Cristi:

DRY – Don’t repeat yourself. – Probably the single most fundamental tenet in programming is to avoid repetition.

Abstraction Principle – Related to DRY is the abstraction principle “Each significant piece of functionality in a program should be implemented in just one place in the source code.”

Un prim exemplu al modului in care aceste principii pot transforma programatorul ordinar in Ahitect se gaseste in clasa Texmap. Texmap asta e o poza care in teorie are ca scop sa primeasca niste coordonate si sa returneze un pixel. In practica, maimutele au observat ca uneori texturile astea sint folosite pentru bump mapping, caz in care trebuie luate mai multe sample-uri si calculate niste chestii. In programele care nu au auzit de Principiile Lui Cristofor, calculul asta se face separat, independent de poza, caci e la fel indiferent ca poza e un checker procedural sau un bitmap. In Max, primele doua porunci se incarneaza in felul urmator in documentatie:

To understand how this is done, let’s look at some sample code. The method responsible for returning the perturbed normal is Texmap::EvalNormalPerturb(). The code below happens to be from \MAXSDK\SAMPLES\MATERIALS\CHECKER.CPP but all the other 2D textures use a similar approach.

Point3 Checker::EvalNormalPerturb(ShadeContext& sc)
{
	Point3 dPdu, dPdv;
	if (!sc.doMaps) return Point3(0,0,0);
	if (gbufID) sc.SetGBufferID(gbufID);
	uvGen->GetBumpDP(sc,dPdu,dPdv);
	Point2 dM = uvGen->EvalDeriv(sc,&mysamp);
	return dM.x*dPdu+dM.y*dPdv;
}

Sintagma “a similar approach” se refera la faptul ca bucata de cod de mai sus se gaseste in toate sample-urile lor, si ca tu trebuie sa faci acelasi copy/paste daca implementezi un Texmap d-asta, ca ei n-au fost in stare sa scrie o functie. DRY, da?

Urmatorul exemplu se gaseste intr-unul din fisierele mele preferate din Max: blizzard.cpp. Acest fisier care implementeaza un sistem de particule simplist in doar 9000 de linii de cod contine nenumarate exemple de DRY in interiorul sau – dupa cum va las placerea sa descoperiti – dar de asemenea in exterior, deoarece celelalte sisteme de particule (parray.cpp, pcloud.cpp etc.) sint implementate luind mari bucati din el si schimbind chestii in citeva locuri. Tot in dinsul gasim si urmatorul comentariu DRY-compliant:

// !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
// WARNING - a copy of this class description is in maxscrpt\maxnode.cpp
// !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

Am putea zabovi mult in zona asta a copypastei, dar haideti sa facem un efort si sa trecem la urmatorul triplet leninist:

KISS (Keep it simple, stupid!) – Simplicity (and avoiding complexity) should always be a key goal.

Avoid Creating a YAGNI (You aren’t going to need it) – You should try not to add functionality until you need it.

Do the simplest thing that could possibly work

In Maya, daca vrei ca un material facut de tine sa se picteze singur in viewport, trebuie sa implementezi o metoda numita glGeometry(). Daca vrei sa faci pe desteptul, mai sint vreo trei metode pe care le poti implementa ca sa suporti batching (adica sa te cheme intii ca sa-ti setezi state-ul, dupa care sa te cheme sa te desenezi pentru fiecare mesh, dupa care sa te cheme sa faci curat) dar sint optionale. Probabil va ginditi ca e bine asa, dar gresiti. Asta nu e KISS. Daca vreti sa vedeti KISS si YAGNI, trebuie sa va uitati cum sta treaba in Max.

Intii si-ntii, in Max trebuie sa derivezi din interfata IDX9VertexShader, care contine 18 functii virtuale pure, dintre care nu te intereseaza nici una. Te intereseaza functia care se cheama la fiecare frame, ca sa pictezi din ea, dar aia e intr-o clasa de baza a lui IDX9VertexShader, numita IVertexShader. Functia aia se cheama Initialize(). Nu glumesc. Aparent ar trebui sa faci doar initializari in ea si sa-l astepti pe Max sa incerce sa deseneze cu tine mai tirziu, dar pina si lor li s-a parut prea complicat, asa ca sample-urile din SDK deseneaza direct de acolo.

Dupa IDX9VertexShader vine IDX9PixelShader cu inca vreo 6 virtuale pure. Asta nu stiu la ce foloseste. Nu vad de ce i-ai povesti lui Max despre shaderele pe care le incarci, tu vrei doar sa te cheme sa te pictezi si sa-ti dea geometria. La fel, nici aia care au facut sample-urile n-au inteles, asa ca nu implementeaza deloc interfata asta. Mai departe vine IDX9DataBridge, cu inca vreo 5 virtuale pure pe care trebuie sa le implementezi ca {}. Preferatele mele sint GetDXVersion(), din care trebuie sa returnezi tot timpul 9.0 (ca float, FFS), deoarece clasa asta oricum merge doar cu DX9 (numindu-se ea IDX9DataBridge) si DisableUI() deasupra careia troneaza urmatorul comentariu:

//! This is no longer used
/*! \remarks Currently this method is not used\n\n
  */
virtual void DisableUI()=0;

Cel mai tare princpiu este insa asta:

Principle of least astonishment

In Max, atributele nodurilor se definesc cu ajutorul clasei ParamBlockDesc2. Constructorul acestei clase este:

ParamBlockDesc2(BlockID ID, MCHAR* int_name, StringResID local_name,
ClassDesc2* cd, USHORT flags, ...);

Alea 3 puncte de acolo deschid calea catre cel mai grotesc simulacru de domain-specific language pe care l-am vazut vreodata. Pentru fiecare atribut trebuie sa pasezi diverse tag-uri urmate de valori:

static ParamBlockDesc2 link_const_paramblk (
	link_const_params, _T("LinkConsParameters"),  0, &linkCD,
	P_AUTO_CONSTRUCT + P_AUTO_UI, LINKCTRL_PBLOCK_REF,
	IDD_LINK_PARAMS, IDS_AG_LINKPARAMS, BEGIN_EDIT_MOTION, 0,
	&linkConstDlgProc,
	link_target_list,  _T(""), TYPE_INODE_TAB, 0, P_VARIABLE_SIZE,
		IDS_LINK_LIST,
		p_accessor,		&link_const_accessor,
		end,

	link_key_mode, _T("key_mode"), TYPE_INT, 0, IDS_AG_LINK_KEY_MODE,
		p_default, 		0,
		p_range, 		0, 2,
		p_ui, 			TYPE_RADIO, 3, IDC_NO_KEY,
		IDC_KEY_NODES, IDC_KHIERARCHY,
		p_accessor,		&link_const_accessor,
		end,

	link_start_time, _T(""), TYPE_TIMEVALUE_TAB, 0, P_VARIABLE_SIZE,
		IDS_START_FRAME_LIST,
		p_accessor,		&link_const_accessor,
		end,
	// etc.

Toate cacaturile alea cu p_ in fata sint valori dintr-un enum al lor si trebuie sa fie urmate de parametrii propriu-zisi. Pentru un nod cu citeva zeci de atribute trebuie sa pasezi citeva sute de parametri catre constructorul asta. Nodul lor de color correction (maxsdk\samples\materials\color_correction.cpp) are vreo 65 de atribute, ceea ce rezulta in cam 800 de parametri pasati catre constructor. Least astonishment, da?

Si mai putin surprinzator este cit de robust e maretul sistem. Daca uiti un parametru undeva pe la mijloc, Max crapa la startup fara sa-ti spuna nimic (nici macar ce definitie l-a speriat). In exemplul de mai sus, daca uiti un parametru dupa p_range la link_key_mode, o sa creada ca maximul atributului este valoarea lui p_ui, dupa care va crede ca urmatorul tag e TYPE_RADIO si in functie de valoarea aluia va face lucruri “least astonishing”. Succes la debug.

Chiar daca reusesti sa ii descrii atributele fara sa crape, urmeaza un amuzament maxim cind vrei sa adaugi atribute intr-o versiune ulterioara a plug-in-ului. In primul rind, nu ai voie sa stergi nimic, pentru ca boul citeste valorile din fisiere si le potriveste cu definitiile pe baza indexului, nu dupa nume, cum fac alte programe scrise de fraieri care nu stiu Principii. Singurul lucru pe care poti sa-l faci este sa adaugi noi atribute la coada, dar si asta cu diverse restrictii. Daca nu-ti convine, au un mecanism extrem de complicat si fragil prin care te cheama la load time sa cirpesti datele din fisier, dar deoarece au aplicat KISS cu sfintenie, e inutilizabil.

Din pacate nu pot sa dau link aici la fisierul mesh.cpp pentru ca doar aia care sint registered developers au privilegiul de a se desfata cu continutul sau. Pot insa sa va spun ca in acel fisier se afla functia Mesh::render() in valoare de 3430 de linii. Acolo se vede cum se imbina armonios toate Principiile Lui Cristofor, mai ales ala cu “Write Code for the Maintainer“: goto-uri, nenumarate catch(…)-uri, if-uri cu cite 11 conditii urmate de else if-uri cu o parte din conditiile din primul if, dar negate si in alta ordine, instantiat obiecte COM prin al saptelea nivel de nesting de if-uri si switch-uri etc. Din cind in cind prin cod se gasesc comentarii confuze, unele semnate si datate, ca scrijeliturile de pe peretii celulelor de puscarie. Cele mai tari sint astea doua, anonime din pacate:

else {
    // (How can this happen?)
    delete pSelConv;
}

12 linii mai jos:

else {
    // How can this happen?  (I'm just copying above...)
    delete pNormalSpec;
}

In fine, nu mai stau sa iau si celelalte Principii la rind, ca m-am enervat si mi s-a facut greata de la atita rascolit prin gunoi. Ce vroiam sa spun e ca-mi bag pula in Cristofor si regulile lui. In loc sa puna mina sa stearga puroiul ala de soft si sa arda toate backup-urile surselor, el se preface ca tocmai a fost in excursie pe multele Sinai si ne blagosloveste pe noi cu zicatorile despre programare pe care le-a prins din zbor dind click-uri random pe wikipedia. Muie ba!

PS: nu pot incheia un post despre Max fara citeva citate din maxsdk\samples\mr-notes.txt:

note that these probably won’t map nicely…for example, mi_img_xxx functions will map somewhat to Bitmap and GBuffer functions, but probably not exactly

Norm — actually shader versioning was kinda a mystery to me. That is…miMTShader has get/setVersion, and this is used when generating the MI, but I can’t tell where the translator gets the version from…or does it?

What follows is a rough mapping of MR shader state variables to MAX class vars, functions, etc.
(Urmeaza o lista cu o coloana de nume de variabile din mental ray si o coloana numita “MAX Class or Function” care e complet goala.)

Tags: , , , , , , , , ,

Perversa ca pe tirgul Ocna

Posted in Codare cu premeditare, Premiul n00bel, Slagare internationale on August 25th, 2010 by jos8cal

Cam asta am simtit acum ceva timp cind am citit in “What new in 2010 Max SDK” asta:

“Virtual Destructors – Destructors have been made virtual in a number of base classes, making deletion of classes possible using a base class pointer.”

Acum 20 de ani si Autodesk au fost furati de mirajul Avem Solutii, Oferiti-ne Probleme, asa ca au fost mai preocupati de cum sa stocheze un array de pointeri decit sa invete C++. Ma intreb daca formula 10-50-30-10 a lui Ignat Andrei “13 ani de cariera” ar functiona pe codul de Max.

Tags: , , , , , , , ,