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   1 #+TITLE: Sixth 3D - 3D engine
   2
   3 -----
   4 - This is a subproject of [[http://www2.svjatoslav.eu/gitbrowse/sixth/doc/index.html][Sixth]]
   5
   6 - [[http://www2.svjatoslav.eu/gitweb/?p=sixth-3d.git;a=snapshot;h=HEAD;sf=tgz][download latest snapshot]]
   7
   8 - This program is free software; you can redistribute it and/or modify it under
   9   the terms of version 3 of the [[https://www.gnu.org/licenses/lgpl.html][GNU Lesser General Public License]] or later as
  10   published by the Free Software Foundation.
  11
  12 - Program author:
  13   - Svjatoslav Agejenko
  14   - Homepage: http://svjatoslav.eu
  15   - Email: mailto://svjatoslav@svjatoslav.eu
  16
  17 - [[http://svjatoslav.eu/programs.jsp][other applications hosted at svjatoslav.eu]]
  18
  19 * (document settings) :noexport:
  20 ** use dark style for TWBS-HTML exporter
  21 #+HTML_HEAD: <link href="https://bootswatch.com/darkly/bootstrap.min.css" rel="stylesheet">
  22 #+HTML_HEAD: <script src="https://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/jquery/1.11.2/jquery.min.js"></script>
  23 #+HTML_HEAD: <script src="https://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/twitter-bootstrap/3.3.1/js/bootstrap.min.js"></script>"
  24 #+HTML_HEAD: <style type="text/css">
  25 #+HTML_HEAD:   footer {background-color: #111 !important;}
  26 #+HTML_HEAD:   pre {background-color: #111; color: #ccc;}
  27 #+HTML_HEAD: </style>
  28
  29 * Project description
  30 In-software, pure Java realtime 3D rendering engine. With the final
  31 goal of becoming a platform for buildng 3D user interfaces and
  32 interactive data visualization.
  33
  34 + See: [[http://www2.svjatoslav.eu/gitbrowse/sixth-3d-demos/doc/index.html][demos of current 3D engine capabilities]]
  35
  36
  37 System is implemented in Java because:
  38 - It is easy to refactor and experiment with.
  39
  40 - It scales well to handle great complexity.
  41   - Allows to implement clever performance optimizations (instead of
  42     going for GPU offered brute-force rendering approach).
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  44 - No limitations imposed by:
  45   - requirement for decent GPU
  46   - GPU missing features
  47   - GPU missing/incomplete/buggy drivers
  48   - OpenGL specification
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  50 - It is fast enough thanks to:
  51   - Java virtual machine just-in-time compiler.
  52   - Growing CPU cores count.
  53
  54 - As a result it is easy to run on various hardware platforms and
  55   operating systems.
  56
  57 3D rendering is done in software, 100% pure Java on CPU. At least for
  58 now. Modern CPU cores count keeps growing and therefore rendering by
  59 CPU is not as expensive as it used to be for the old single core
  60 systems.
  61
  62 CPU rendering performance is already good enough to implement usable
  63 3D UI at sufficient detail level, resolution and frame rate.
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  65 Pure Java also means easy portability and installation. No need to
  66 deal with platform specific dependencies.
  67
  68 Also CPU rendering allows to easily test different rendering
  69 algorithms and retains complete control of every rendered pixel.
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  71
  72 * Instructions to embed Sixth-3D in your project
  73 Maven *pom.xml* file snippet:
  74 #+BEGIN_SRC xml
  75 <dependencies>
  76     ...
  77     <dependency>
  78         <groupId>eu.svjatoslav</groupId>
  79         <artifactId>sixth-3d</artifactId>
  80         <version>1.0</version>
  81     </dependency>
  82     ...
  83 </dependencies>
  84
  85 <repositories>
  86     ...
  87     <repository>
  88         <id>svjatoslav.eu</id>
  89         <name>Svjatoslav repository</name>
  90         <url>http://www2.svjatoslav.eu/maven/</url>
  91     </repository>
  92     ...
  93 </repositories>
  94 #+END_SRC
  95
  96 See [[file:codeGraph/index.html][generated code graph]] using [[http://www2.svjatoslav.eu/gitbrowse/javainspect/doc/index.html][this tool]].
  97 * TODO features to add
  98 + Partial region/frame repaint: when only one small object changed on
  99   the scene, it would be faster to re-render that specific area.
 100
 101 + Once partial rendering works, in would be easy to add multi-core
 102   rendering support. So that each core renders it's own region of the
 103   screen.
 104
 105 + Antialiazing. Would improve text readability. If antialiazing is too
 106   expensive for every frame, it could be used only for last frame
 107   before animations become still and waiting for user input starts.
 108
 109 + Render only visible polygons.
 110   + This would significantly reduce RAM <-> CPU traffic.
 111
 112   + General algorithm description:
 113     + For each horizontal scanline:
 114       + sort polygon edges from left to right
 115       + while iterating and drawing pixels over screen X axis (left to
 116         right) track next appearing/disappearing polygons.
 117         + For each polygon edge update Z sorted active polygons list.
 118         + Only draw pixel from the top-most polygon.
 119           + Only if polygon area is transparent/half-transparent add
 120             colors from the polygons below.
 121
 122   + As a bonus, this would allow to track which polygons are really
 123     visible in the final scene for each frame.
 124
 125     + Such information allows further optimizations:
 126
 127       + Dynamic geometry simplification:
 128         + Dynamically detect and replace invisible objects from the
 129           scene with simplified bounding box.
 130
 131         + Dynamically replace boudnig box with actual object once it
 132           becomes visible.
 133
 134       + Dynamically unload unused textures from RAM.