動態漸變公式（easing equation）的製作

因緣際會之下，在和半路、Faust Li、KWL 聊天的時候談到了遊戲中動態程式化的方法，這對 Flash 或擅長使用 Javascript 做動態的開發者不算新聞，但是好像很少看到人在 native language 裡使用又有拿出來討論的，所以就趁還沒忘記這件事的時候來筆記一番吧 XD

最近幾年在開發 Flash 的開發者一定用過 Tweener 與 TweenMax 之類的 library，而後來 Javascript 夠快了以後，做網頁前端動態的開發者當然也有此需求，所以就有了各種 js porting 出爐。Flash 後來應該在 CS3 or CS4 以後（不太確定，一陣子沒用到 Flash 了）也把他自家的漸變 API 開放出來，但記得剛開始的時候評價是很爛，大家都還是繼續用 Tweener / TweenMax etc。現在的各種新出爐的遊戲開發工具的 API，也幾乎都有類似的功能（通常叫 transition API 之類的，譬如說 CoronaSDK 就有）

不過當時我們在 C++ 端開發自己的作品有這需求，所以曾經花了點時間把它 port 到 C++ 來。

當然，理想上來說，所有動態都能交給美術人員去調，或是有專門的動態編輯器，可以把動畫輸出成檔案是最好，可是總是不可能全部動態都剛好有 editor 給你用，或是動態需求剛好是很模稜兩可的地方，譬如說 UI 物件的滑進滑出，這該誰做？美術？UI 程式？如果要改，又要美術改完動態又重新交給程式？有時也碰到需要大量產生的隨機（但模式雷同）的動態效果，要如何有效率的自動化產生又方便管理、修改？

所以可以有一個程式模組來專門做 over time 的數值漸變（你想得到的數值都可以，三維XYZ、旋轉、縮放、顏色、甚至動畫影格 etc...）就很重要。

目前已知有名的漸變公式系列，應該都衍伸自 Robert Penner 這裡，最關鍵的參數就是數值起點、終點，與 delta-time（時間變量）。有了這些，就能去跑如網頁中 Visualizer 所展示的公式。

當然那頁 Visualizer 有點不夠一目了然，可以看看後來發揚光大的版本（此處為 Tweener）的公式預覽長怎樣：

我的資訊與記憶可能有點舊了，不知道後來有沒有做的更好的公式預覽表 ...

Anyway，說好的 C++ 版在此：
EasingEquations.hpp

重點在於 C++ 是個 static + strong typed language，這個 tweening library 要包裝到和 actionscript / javascript / lua 等一樣好用，當然是──幾乎不可能！最關鍵的問題就像，一維數值好處理、但是二、三維向量都要用同一套公式、程式也不要複製貼上的情況下，在 C++ 中該怎麼辦？用我們當年對 C++ template 一知半解的狀態，還是硬幹出了一套很醜（和底層 3D 引擎 couple 在一起了）但是還算堪用的模組。

Accessors.hpp
這邊我想辦法描述了通用化的 getter / setter，並設定這些 getter / setter 實際上是處理 int? float? 還是引擎所提供的 vector2d / vector3d? 當然這樣寫轉接那麼多次，效能沒辦法太好，雖然我們也沒遇過效能問題就是了。

比較大的問題還是這系統目前不只相依到引擎的型別，他也必需相依底層引擎的 Animator 實作邏輯（繼承自 Irrlicht），然後得依靠引擎的 tick 去餵 delta-time 給它：
CustomAnimator.hpp

以上的東西，透過了一些我無法三言兩語在這邊解釋的噁心包裝之後，終端程式終於可以這樣寫：

view::pSprite sp = view::Sprite::create(省略);
sp->tween<IOExpo, Pos2D>(start, end, duration, loop, callback, delay);

來描述一個動作。到很後來很後來，把這個 API binding 到 Lua 後因為實在沒辦法直接對應 C++ template 的關係，改用字串來描述使用的公式與 getter/setter：

local sp = view.new_sprite(省略)
sp:tween("IOExpo", "Pos2D", start, end, duration, loop, callback, delay)

還好這個呼叫只是「指定動作」對電腦而言，久久才做一次，真正會有效能問題的地方也當然不在這裡。在下面我們的作品 CuBeat demo 影片中，所有有在動的東西全部都是透過這樣方法讓它動的，除了玩家操作的 1p 紅色游標，與正常緩速落下的方塊（這屬於遊戲邏輯，而非視覺動態）

字彈出來、旋轉、淡入淡出、人物動畫（漸變標的為「動畫影格數」）、方塊飛來飛去 etc etc...

看下來大家也看得出全部的關鍵就是那個 easing equation 漸變公式，後面的變化會因各自使用語言、程式架構等等的不同，而有完全不一樣的因應方法，而後面提到太多東西都是相依我們自己的架構，如果還有人有興趣瞭解可以直接在 github 上翻一翻 code，但對大家的幫助應該非常有限，就不再加篇幅說明。或是可以回文詢問 ~