O projektach, które umarły

Uczcimy dzisiaj chwilą ciszy pamięć naszych rozpoczętych projektów, które nigdy nie doczekały się ukończenia. Sporo ich było, prawda?… Potrzeba by naprawdę dłuższej chwili żałoby, żeby wspomnieć wszystkie. Tak się bowiem nieprzyjemnie składa, że wiele znaków na niebie i ziemi wskazuje, że prawdziwe jest stwierdzenie, iż:

O ile w grę nie wchodzą silne czynniki zewnętrzne, każdy rozpoczęty projekt ma bardzo duże szanse na to, by nigdy nie doczekać się realizacji.

Takim silnym czynnikiem nie jest jednak presja wynikająca z pracy w zespole. Jest to czynnik jak najbardziej wewnętrzny, a projekty grupowe mają chyba takie same szanse popadania w stagnację i wreszcie w kompletny zastój. Zapewne jedynie sankcje natury edukacyjnej (gdy chodzi np. o tak zwane projekty ‘na zaliczenie’) czy finansowej (kiedy mówimy o komercyjnym wytwarzaniu oprogramowania) są w większości przypadków wystarczającą “zachętą”. A pewnie i nie zawsze…

Zaś w przypadku projektów totalnie amatorskich i całkowicie dobrowolnych powyższe przygnębiające prawo ma, jak sądzę, wielkie prawdopodobieństwo okazać się trafne. Prawie zawsze znajdzie się jakiś powód – czasem istotny, a czasem zupełnie błahy, a często nawet trudny do określenia – żeby wszystko stanęło i przestało się rozwijać. A im dłuższa jest przerwa, tym trudniej kontynuować potem przerwaną pracę. I wreszcie przekraczamy ten punkt krytyczny, czasową granicę, po przejściu której do danego projektu po prostu się nie wraca.

Okropnie to pesymistyczne, więc może teraz spróbujmy się choć trochę pocieszyć. Otóż nawet jeśli większość naszych przedsięwzięć koderskich nie doczekała się przybrania ostatecznego kształtu, to przecież czas włożony w ich rozwój nie był do końca stracony. Prawdopodobnie tylko w taki sposób można poszerzać swoje umiejętności i zyskiwać niezbędną wiedzę – nie tylko o tym, że kończenie projektów jest bardzo, bardzo trudne :)
A ponadto te niedokończone pomysły nie są przecież zakopywane pod ziemią – chyba że znikają w płomieniach formatowanych dysków czy zostają pożarte przez komputerowe robaki. Rozsądni programiści robią jednak kopie zapasowe i pieczołowicie gromadzą takie “odpady”. A nuż bowiem coś się jeszcze przyda? Jakiś fragment, ciekawe rozwiązanie czy nawet kilka linijek, które kiedyś wyprodukowaliśmy i które akurat teraz są nam potrzebne. To prawda, że po dłuższym czasie możemy być już w zupełnie innym miejscu, pisać w zupełnie innym języku programowania i korzystać z całkowicie innych bibliotek czy innych narzędzi. W kodowaniu pewne rzeczy są jednak uniwersalne i czasem pogrzebanie w zarzuconych projektach może okazać się pożyteczne.

Kto wie, może dzięki takiemu recyklingowi uda się powstrzymać wzrost tej góry śmieci…

Wyrażenia regularne i parsowanie

Myślę, że większość programistów miała przynajmniej przelotny kontakt z wyrażeniami regularnymi. Zwykle używa się do bardziej zaawansowanego wyszukiwania podciągów w tekście – nie określonych sekwencji liter, ale fragmentów określonych raczej pewnymi warunkami. Innym ich zastosowaniem jest też sprawdzanie, czy podany łańcuch pasuje do pewnego określonego formatu. Przy pomocy poniższego wyrażenia:

można na przykład sprawdzić poprawność adresu e-mail (czy zawiera on znaczek @, czy nazwa domeny jest przynajmniej formalnie poprawna, itd.). Nietrudno zauważyć jednak, że sama postać wyrażenia jest dość odstręczająca, a poza tym sporo elementów się w nim powtarza – choćby sekwencja dopasowująca pojedynczy znak alfanumeryczny. Poza tym dokładna składnia wyrażeń w danej bibliotece może być niekiedy specyficzna, chociaż podstawy (czyli np. elementy pokazane powyżej) powinny być w zasadzie wszędzie takie same.

Mimo to czasem warto użyć tego narzędzia również w bardziej zaawansowanym celu: parsowania ciągów znaków w celu wydzielenia i odczytania z nich określonych fragmentów. Zapewne nie da się w ten sposób przetworzyć na przykład dokumentu XML czy innego skomplikowanego formatu, lecz w prostszych przypadkach może się to okazać szybsze i wygodniejsze. Alternatywą jest oczywiście samodzielne napisanie parsera, tokenizera czy innego tego typu obleśnego automatu stanów :)

Kepcza!

Po Internecie krąży coraz więcej botów, których głównym zadaniem jest spamowanie, czego dokonują, automatycznie wypełniając przeróżne formularze na stronach WWW. Można się przed nimi bronić na wiele sposobów – na tej stronie zamieszczenie komentarza wymaga na przykład odpowiedzi na proste pytanie z gatunku arytmetycznych :) I choć komputery liczą doskonale, na tym zadaniu mogą się pośliznąć.
Chyba popularniejszą metodą jest CAPTCHA obrazkowa, która jednak też czasem potrafi sprawiać problemy… prawdziwym ludziom, mającym kłopoty z odczytaniem właściwego kodu. Zasadniczo jednak chyba wszyscy się już do takich mechanizmów przyzwyczaili i nie mają kłopotów ani większych oporów przed wykonaniem postawionego przed nimi zadania.

Pod warunkiem oczywiście, że się nie przesadza. A o to wbrew pozorom całkiem prosto. Poniżej mamy doskonały przykład:

Być może takiego testu nie przejdzie żaden istniejący obecnie bot spamerski. Ale zapewne bardziej prawdopodobne jest to, że jakiś odwiedzający o bez wątpienia biologicznym pochodzeniu zniechęci się, widząc coś takiego. W końcu nikt nie lubi udowadniać, że nie jest wielbłądem – przynajmniej niezbyt często.
A więc: CAPTCHA – tak, wypaczenia – nie ;]

Przygody pana z białą czupryną

Najpierw były luźne spekulacje, potem oficjalne zapowiedzi, długi czas prac i wreszcie ostatnio ujrzeliśmy nawet trochę materiałów filmowych… Ale w końcu jest, długo oczekiwany Wiedźmin ma dzisiaj swoją premierę. Czas z trwogą spojrzeć na wykaz wymagań sprzętowych i zastanowić, co można by w swoim PC-cie usprawnić ;]

Wprawdzie – jak pewnie duża część potencjalnych graczy – nie przeczytałem ani kawałka literatury, na której gra ta jest oparta, ale to jak sądzę nie ma większego znaczenia. Liczę na kawałek dobrze zrobionej gry RPG w “niemodnym” stylu single player, okraszonej oczywiście odpowiednimi efektami graficznymi i dźwiękowymi. I jeśli się nie zawiodę, to pewnie częstotliwość dodawania nowych notek może się zmniejszyć :)

Buforowanie stanów urządzenia

Dobrą zasadą programowania obiektowego jest to, że każdy obiekt powinien w miarę możliwości dbać wyłącznie o siebie. Nazywamy to enkapsulacją. W przypadku obiektów na scenie chcielibyśmy więc, aby potrafiły one odrysować się same bez konieczności zakładania czegokolwiek choćby o stanie urządzenia przed wywołaniem metody Render danego węzła sceny.
Obiekt do samodzielnego narysowania się może jednak potrzebować ustawienia wielu parametrów: stanów renderowania, tekstur czy nawet shaderów. Z jednej strony część z nich może się powtarzać, a z drugiej pobieranie ustawień bezpośrednio od urządzenia przed każdą potencjalną zmianą kosztowałoby o wiele za dużo.

Prostym rozwiązaniem jest tutaj tzw. menedżer stanów, czyli warstwa pośrednicząca. Obiekt ten zachowuje wszystkie już ustawione stany urządzenia i kontroluje każde żądanie zmiany z zapisanymi wcześniej wartościami. Faktyczny stan urządzenia jest modyfikowany tylko wówczas, gdy nowa wartość jest rzeczywiście różna od starej.

Stworzenie takiego menedżera pozwala więc odciążyć nieco urządzenie zajęte ciągłym przełączaniem stanów w przypadku, gdy zgodnie ze słuszną filozofią OOPu każdy węzeł sceny renderuje się, dbając wyłącznie o siebie. Jedyną niedogodnością jest to, że w naszym menedżerze należy skopiować większość interfejsu urządzenia DirectX – a przynajmniej tę jego część, którą używamy. Jest to jednak potrzebne, aby w połączeniu z sortowaniem fragmentów geometrii sceny względem materiałów uzyskać jako taką wydajność całości.

Sport ekstremalny

Tworzenie oprogramowania nie jest łatwe. Zwłaszcza, jeżeli mówimy tu o komercyjnym jego wytwarzaniu, gdzie mamy przecież “nieprzekraczalne” (przynajmniej w teorii) terminy i takież koszty. Dlatego właśnie powstała inżynieria oprogramowania, która ma na celu uczynienie tego procesu bardziej systematycznym i przewidywalnym.
Większość modeli zakłada jednak całe mnóstwo dodatkowej pracy, którą należy wykonać przed, po i w trakcie zasadniczej części tworzenia – czyli implementacji. Jest to głównie produkowanie różnej maści dokumentów, wypełnianie dziwnych tabelek, rysowanie wykresów rzekomo pomocnych w szacowaniu kosztów przyszłych przedsięwzięć, i tym podobne. Jakie daje to korzyści?… Chyba najlepiej odpowiada pewna obserwacja dotycząca jednej z metod szacowania kosztów właśnie. Otóż przy jej użyciu mamy “aż” 25% szansy na to, że nasze przewidywania będą się różniły od rzeczywistości “tylko” o co najwyżej 25%. Innymi słowy, w trzech przypadkach na cztery moglibyśmy równie dobrze wziąć wszystkie liczby z sufitu :)

Zatem komercyjne tworzenie oprogramowania to rzeczywiście sport dla odważnych, ale parę lat temu było dość głośno o pewnej technice, która paradoksalnie jest jak najdalsza od wszelkiego formalizmu na siłę wrzucanego do inżynierii oprogramowania. Nazywa się ona – nomen omen – programowaniem ekstremalnym (XP) i faktycznie jest dość drastyczna :) Prawdopodobnie jest ona najbardziej znana z tego, że programuje się w parach: jedna osoba pisze kod, a druga ją kontroluje, wnosi poprawki, zadaje pytania i odpowiada na nie, itd. Ważniejsze jest jednak to, że cała ta metodologia (tak, bardzo mądre słowo) jest chyba najbardziej “programistyczna” ze wszystkich – no może amatorskim kodzeniem ‘na hurra’. Tutaj przede wszystkim pisze się kod: kod testów – bardzo ważny, kod właściwy, kod służący wypróbowywaniu różnych rozwiązań, kod służący do komunikacji między członkami zespołu… Kod zresztą chyba zastępuje nawet projekt, który często nie jest zbyt szczegółowy albo nawet kompletny, lecz rodzi się z czasem. Najważniejsze jest tu bowiem pisanie kodu, realizowanie poszczególnych wytycznych tak, aby jak najszybciej cokolwiek działało i żeby potem okres “rozgrzebania” kodu między kolejnymi zmianami był jak najkrótszy. A żeby jeszcze mieć jako taką pewność, że wynikowy produkt działa, trzeba po prostu testować, testować i jeszcze raz testować – na każdym etapie.

Wygląda interesująco, prawda? Być może wydaje się, że to lekka przesada, że bez porządnego projektu dużo się nie zrobi – i pewnie rzeczywiście prawda jak zwykle leży pośrodku. Ale metody podobne do XP stosowano chyba powszechnie podczas… konkursów Compo organizowanych w czasie konferencji IGK. I niekiedy nawet osiągano zadowalające efekty :)
Może po prostu gdy się zbierze kilku programistów nieobciążonych wiedzą o ‘bardziej profesjonalnych’ metodach zarządzania projektami, to w naturalny sposób wybiorą taką właśnie metodę pracy. A to, że usiłuje się ją systematyzować i wykorzystywać w inżynierii, jest chyba korzyścią dla jednej i drugiej.

Trudny wybór: sprawa materiałów

W programowaniu też trzeba często podejmować różne trudne decyzje; zwykle dotyczą one kwestii projektowych. Szczególnie złożone robią się one tam, gdzie idee OOPu muszą się spotkać ze sprowadzeniem na ziemię przez wymagania wydajnościowe obecne w programowaniu grafiki i interfejs graficznych API takich jak DirectX.
Na co więc tak narzekam? Otóż chodzi o odpowiednie opakowanie systemu materiałów. Jak wiadomo, materiał to jest taka cecha geometrii, która nie jest zapisana w danych o wierzchołkach – czyli właściwie wszystko, co może być w geometrii interesujące :) Materiał określa więc cechy powierzchni (gładka, bump-mapowana), właściwości świetlne albo nawet tak fundamentalne cechy jak półprzezroczystość lub renderowanie jako siatki (wireframe).

Zakodowanie takiego systemu materiałów zgodnie z regułami programowania obiektowego oznaczałoby przede wszystkim to, że część potoku odpowiedzialna za rysowanie nie musiałaby nawet wiedzieć, z jakiego dokładnie materiału korzysta dany fragment geometrii. Za pomocą metod wirtualnych można by bowiem albo pobrać odpowiednie ustawienia stanów renderowania, albo wręcz kazać materiałowi, aby sam je ustawił.
To da się zrobić. Sęk w tym, że wszystkie te dane trzeba przekazać do shadera, który już taki sprytny nie jest. W rzeczy samej, dopiero od niezbyt w sumie długiego czasu shadery można pisać w czymś, co przypomina język wysokiego poziomu, a o OOPie czy tym bardziej polimorfizmie nawet nie ma co marzyć. Chociaż… w HLSL już teraz do ewentualnego przyszłego użycia zarezerwowano słowo kluczowe class :)

Na teraz trzeba jednak zdecydować się na rozwiązanie pośrednie, które mniej więcej zadowoli obie strony – elastyczną obiektowość i “sztywny” shader. Osobiście widzę trzy rozwiązania dla organizacji klas(y) materiałów w silniku:

• Jedna duża klasa materiału, zawierająca pola z wartościami wszystkich możliwych ustawień. Jest więc flaga półprzezroczystości, wskaźnik na ewentualną normal-mapę, wskaźnik na tekstury powierzchni i tym podobne. Zaletą tego rozwiązania jest prostota (chociaż wynikowa klasa byłaby dość duża) i w łatwość “wyciągania” danych potrzebnych do sortowania fragmentów geometrii.
• Kilka klas ułożonych w nieskomplikowaną hierarchię dziedziczenia. Jej ‘rozpiętość pionowa’ (możliwość dodawania kolejnych klas pochodnych) byłaby aczkolwiek pozorna, bo cała ta hierarchia musiałaby znaleźć odbicie w shaderze.
• Jedna klasa materiału, składającego się z abstrakcyjnych “klocków” definiujących poszczególne jego cechy. To właśnie według nich odbywałoby się sortowanie geometrii. Konsekwencją jest jednak to, że w podobny (addytywny) sposób musiałby też być (s)konstruowany shader.

Zapewne to ostatnie rozwiązanie jest najbardziej elastyczne, rzeźnickie i w ogóle “naj” – tyle że jest też najbardziej skomplikowane i zdecydowanie nie chciałbym się za nie zabierać już za pierwszym razem. Dlatego, jak sądzę, powinienem wybrać coś między opcją pierwsza a drugą. Obie są właściwie pewnymi odcieniami tego samego wariantu, w którym możliwe cechy materiału są po prostu wpisane na sztywno w kodzie – zarówno samej aplikacji, jak i shaderów.
W przypadku drugiej opcji istnieje naturalnie tradycyjny dylemat: czy dana cecha zasługuje tylko na osobne pole, czy może wymaga już nowej klasy pochodnej. Myślę jednak, że tutaj można zastosować dość prostą zasadę związania klasy z shaderem. Jeśli więc dwa materiały należą do tej samej klasy, to różnią się tylko wartościami stanów renderowania. Natomiast materiały z różnych klas różnią się samym zestawem stanów, jakie można dla nich ustawiać; potrzebują zatem innych shaderów.