Двигатель Стирлинга, некогда известный, был надолго забыт из-за широкого распространения другого мотора (внутреннего сгорания). Но сегодня о нем слышно все больше. Может быть, у него есть шансы стать более популярным и найти свое место в новой модификации в современном мире?

История

Двигатель Стирлинга — это тепловая машина, которая была изобретена в начале девятнадцатого века. Автором, как понятно, был некий Стирлинг по имени Роберт, священник из Шотландии. Устройство представляет собой двигатель внешнего сгорания, где тело движется в замкнутой емкости, постоянно меняя свою температуру.

Из-за распространения другого вида мотора о нем почти забыли. Тем не менее, благодаря своим преимуществам, сегодня двигатель Стирлинга (своими руками многие любители сооружают его дома) снова возвращается.

Основное отличие от двигателя внутреннего сгорания заключается в том, что энергия тепла приходит извне, а не вырабатывается в самом двигателе, как в ДВС.

Принцип работы

Можно представить замкнутый воздушный объем, заключенный в корпусе, имеющем мембрану, то есть поршень. При нагревании корпуса воздух расширяется и совершает работу, выгибая таким образом поршень. Затем происходит охлаждение, и он вгибается снова. В этом состоит цикл работы механизма.

Немудрено, что термоакустический двигатель Стирлинга своими руками многие изготавливают в домашних условиях. Инструментов и материалов для этого требуется самый минимум, который найдется в доме у каждого. Рассмотрим два разных способа, как легко его создать.

Материалы для работы

Чтобы сделать двигатель Стирлинга своими руками, понадобятся следующие материалы:

• жесть;
• спица из стали;
• трубка из латуни;
• ножовка;
• напильник;
• подставка из дерева;
• ножницы по металлу;
• детали крепежа;
• паяльник;
• пайка;
• припой;
• станок.

Это все. Остальное - дело нехитрой техники.

Как сделать

Из жести готовят топку и два цилиндра для базы, из которых будет состоять двигатель Стирлинга, своими руками изготовленный. Размеры подбирают самостоятельно, учитывая цели, для которых предназначено это устройство. Предположим, что мотор делается для демонстрации. Тогда развертка главного цилиндра составит от двадцати до двадцати пяти сантиметров, не более. Остальные части должны подстраиваться под него.

На верху цилиндра для передвижения поршня делают два выступа и отверстия диаметром от четырех до пяти миллиметров. Элементы выступят в роли подшипников для расположения кривошипного устройства.

Далее делают рабочее тело мотора (им станет обычная вода). К цилиндру, который сворачивают в трубу, припаивают кружочки из жести. В них проделывают отверстия и вставляют трубки из латуни от двадцати пяти до тридцати пяти сантиметров в длину и диаметром от четырех до пяти миллиметров. В конце проверяют, насколько герметичной стала камера, залив ее водой.

Далее приходит черед вытеснителя. Для изготовления берут заготовку из дерева. На станке добиваются, чтобы она обрела форму правильного цилиндра. Вытеснитель должен быть немногим меньше диаметра цилиндра. Оптимальную высоту подбирают уже после того, как двигатель Стирлинга своими руками будет сделан. Потому на данном этапе длина должна предполагать некоторый запас.

Спицу превращают в шток цилиндра. По центру деревянной емкости делают отверстие, подходящее под шток, вставляют его. В верхней части штока необходимо предусмотреть место для шатунного устройства.

Затем берут трубки из меди длиной четыре с половиной сантиметра и диаметром два с половиной сантиметра. Кружок из жести припаивают к цилиндру. По бокам на стенках делают отверстие для сообщения емкости с цилиндром.

Поршень также подгоняют на токарном станке под диаметр большого цилиндра изнутри. Наверху подсоединяют шток шарнирным способом.

Сборку заканчивают и настраивают механизм. Для этого поршень вставляют в цилиндр большего размера и соединяют последний с другим цилиндром меньшего размера.

На большом цилиндре сооружают кривошипно-шатунный механизм. Фиксируют часть двигателя при помощи паяльника. Основные части закрепляют на деревянном основании.

Цилиндр наполняют водой и под низ подставляют свечку. Двигатель Стирлинга, своими руками сделанный от начала и до конца, проверяют на работоспособность.

Второй способ: материалы

Двигатель можно сделать и другим способом. Для этого понадобятся следующие материалы:

• консервная банка;
• поролон;
• скрепки;
• диски;
• два болта.

Как сделать

Поролон очень часто используют, чтобы сделать дома простой не мощный двигатель Стирлинга своими руками. Из него готовят вытеснитель для мотора. Вырезают поролоновый круг. Диаметр должен быть немного меньше, чем у консервной банки, а высота — чуть более половины.

По центру крышки проделывают отверстие для будущего шатуна. Чтобы он ходил ровно, скрепку сворачивают в спиральку и паяют к крышке.

Поролоновый круг посередине пронизывают тонкой проволокой с винтом и фиксируют его сверху шайбой. Затем соединяют кусок скрепки пайкой.

Вытеснитель вталкивают в отверстие на крышке и соединяют банку с крышкой путем пайки для герметизации. На скрепке делают маленькую петлю, а в крышке — еще одно, более крупное отверстие.

Жестяной лист сворачивают в цилиндр и спаивают, а потом прикрепляют к банке настолько, чтобы щелей не осталось совсем.

Скрепку превращают в коленчатый вал. Разнос при этом должен быть ровно девяносто градусов. Колено над цилиндром делают слегка больше другого.

Остальные скрепки превращаются в стойки для вала. Делается мембрана следующим образом: цилиндр оборачивают в пленку из полиэтилена, продавливают и крепят ниткой.

Шатун изготавливается из скрепки, которую вставляют в кусок резины, и готовую деталь прикрепляют к мембране. Длина шатуна делается такой, чтобы в нижней валовой точке мембрана была втянутой в цилиндр, а в высшей — вытянута. Таким же образом делается и вторая деталь шатуна.

Затем один приклеивают к мембране, а другой — к вытеснителю.

Ножки для банки можно также сделать из скрепок и припаять. Для кривошипа используют CD-диск.

Вот и готов весь механизм. Осталось лишь под него подставить и зажечь свечку, а затем дать толчок через маховик.

Заключение

Таков низкотемпературный двигатель Стирлинга (своими руками сооруженный). Конечно, в промышленных масштабах такие приборы изготавливаются совсем другим способом. Однако принцип остается неизменным: происходит нагрев, а затем охлаждение воздушного объема. И это постоянно повторяется.

Напоследок посмотрите эти чертежи двигателя Стирлинга (своими руками его можно сделать без особых навыков). Может быть, вы уже загорелись идеей, и вам захочется сделать что-либо подобное?

Вечный двигатель – что это такое? Каков принцип его работы? Может ли существовать источник энергии, который будет работать без использования энергоносителя?

Для того чтобы сделать вечный двигатель своими руками, необходимо знать, что это такое. Люди всегда задумывались над созданием прибора, который бы работал без применения энергоносителя, вырабатывал энергию в больших количествах. Одно из основных требований – показатели КПД 100%.

На сегодняшний день существует два варианта вечного двигателя: физические – работающие по принципам механики, и естественные – использующие небесную механику.

Требования, предъявляемые к вечным двигателям

Так как само устройство предназначено для постоянной работы без использования определённого вида энергоносителя, то к нему существуют конкретные требования:

• обеспечение постоянной работы двигателя;
• длительная эксплуатация устройства за счёт идеальных деталей;
• прочные и долговечные детали.

На сегодняшний день ещё нет такого прибора, который бы был испытан или сертифицирован. Многие учёные работают над этим вопросом и не отрицают возможности его создания в будущем, при этом, акцентируют внимание на том, что принцип работы будет основываться на энергии совокупного гравитационного поля. Это энергия вакуума или эфира . По мнению учёных, вечный двигатель должен непрерывно работать, вырабатывать энергию, вызывать движения без любых внешних воздействий.

Возможные варианты вечного двигателя

Гравитационный вечный двигатель

Принцип действия такого двигателя основывается на гравитационной силе Вселенной . Так как вся наша Вселенная заполнена скоплением звёзд, то для полного покоя и равномерного движения, все находится в силовом равновесии. Если взять и вырвать один из участков звёздного пространства, то Вселенная начнёт активно двигаться, чтобы уровнять равновесие и среднюю плотность. Если использовать подобный принцип в гравитационном двигателе, то можно получить вечный источник энергии. Сегодня построить такой двигатель пока не удалось никому.

Магнитно-гравитационный двигатель

Сделать этот аппарат своими руками возможно, достаточно использовать постоянный магнит. Его принцип базируется на переменном перемещении вокруг основного магнита вспомогательных или других грузов. Из-за взаимодействия магнитов с силовыми полями, приближения грузов к оси вращения мотора одного из полюсов, и отталкивания к другому полюсу. Именно из-за постоянного смещения центра массы, чередования сил гравитации и взаимодействия постоянных магнитов, будет обеспечена вечная работа двигателя.

Если собранный магнитный двигатель правильно работает, то его достаточно только подтолкнуть, и он сам начнёт раскручиваться до максимальной скорости. Для того чтобы собрать магнитный вечный двигатель своими руками, необходимо иметь материально-техническую базу, без неё собрать подобное устройство невозможно. Поэтому, если вы новичок в этом вопросе, то стоит рассмотреть более лёгкие и простые варианты вечных двигателей. Чтобы сделать такой двигатель своими руками, необходимо иметь магниты, а также грузы определённых параметров и размеров.

Современные мастера-любители разработали простой вариант вечного двигателя. Для этого нужно иметь такие материалы:

• пластиковая бутылка;
• куски дерева;
• тонкие трубки.

Пластиковую бутылку разрезают горизонтально и вставляют перегородку из дерева. Все оборудование внутри должно находиться вертикально сверху вниз. Затем, монтируется тонкая трубка, которая будет проходить снизу вверх бутылки, проходя через перегородку. Чтобы избежать прохода внутри воздуха, все пустоты между пластиковой бутылкой и деревом нужно заполнить.

В нижней части необходимо вырезать небольшое отверстие и предусмотреть способ его закрытия. В это отверстие наливается жидкость (бензин или фреон) до уровня среза трубки, при этом она не должна доходить до деревянной перегородки. Когда низ бутылки будет плотно закрыт, через верхнюю часть заливается немного той же жидкости и плотно закупоривается. Вся изготовленная конструкция ставится в тёплое место до того момента, пока сверху их трубки не начнёт капать.

Такой двигатель будет работать по такому принципу: из-за того, что прослойка воздуха окружена со всех сторон жидкостью, тепло из неё будет воздействовать на жидкость. Она будет испаряться, и направляться к воздушной прослойке. Силы гравитации будут способствовать превращению испарений в конденсат и возвращаться обратно в жидкость. Под двумя трубками устанавливается колесо, которое будет вращаться под воздействием капель конденсата. Обеспечивать энергию для постоянного движения будет гравитационное поле Земли.

Это вариант доступен каждому. Для его работы понадобится насос и две ёмкости: одна большая, другая меньшая. Насос не должен использовать никаких энергоносителей. Устройство изготавливается так:

• берётся колба с нижним обратным клапаном и Г – образная тонкая трубка;
• эту трубку вставляют в колбу, через герметическую пробку;
• насос будет перекачивать воду из одной ёмкости в другую.

Вся работа двигателя будет обеспечиваться за счёт атмосферного давления.

Механический вечный двигатель

Самым идеальным вариантом вечного агрегата является механический. Его главная задача – обеспечить постоянную, бесперебойную работу и помощь человеку в грандиозных масштабах.

Над механическими типами изделий трудились много мастеров, предлагали свои проекты, каждый из них основывался на принципе разницы удельного веса ртути и воды .

Гидравлический вечный двигатель

Идею о вечном двигателе человеку подали машины прошлого века: насосы, водные колёса, мельницы, которые работали только на энергии воды, ветра.

Если использовать водяное колесо на открытом пространстве, то всегда есть угроза уменьшения уровня воды, что скажется отрицательно на работе всей системы. Это натолкнуло исследователей на мысль поместить водяное колесо в замкнутый цикл. Для того чтобы соорудить водяной вечный аппарат своими руками, необходимо иметь такие материалы: колесо, водяной насос, резервуар.

Приспособление работает следующим образом: груз плавно опускается, а ушат поднимается вверх, вместе с ним поднимается и насосный клапан, вода поступает в сосуд . Тогда вода попадает в резервуар, в нём открывается заслонка, и вода снова выливается в ушат через установленный кран. Благодаря прикреплённой верёвке, ушат может подниматься и опускаться под тяжестью воды. Колесо, которое находится внутри, совершает только колебательные движения.

Для того чтобы соорудить вечный прибор своими руками, сегодня представлено большое количество инструкций, видео материалов. Однако только осознанное понимание сути этого прибора и его возможностей, может рассмотреть удобный и простой вариант, и попробовать собрать его самостоятельно. Этот прибор сможет облегчить участие человека во многих жизненных ситуациях, сделать энергетически независимым от внешних носителей.

Движок для сайта своими руками. Вариант первый: если у вас нету базы...

Каждый сайтостроитель в один прекрасный момент вдруг замечает, что он уже занимается не столько подготовкой новых метериалов для своего сайта, сколько банальными и рутинными вещами: там выковырял меню, заменил; там пересохранил, обновил; тут - copy, там - paste, а потом всё это save и upload. «Ну нет - думает вебмастер - так больше нельзя! Но что же делать?». А делать нужно движок для сайта...

Эта статья - первая из задуманного мной цикла статей, в котором мы с вами попробуем сделать что-то наподобии движка для несложных сайтов. Мы рассмотрим также принципы отделения контента сайта от его оформления (дизайна) и способы автоматизации вебмастерского труда.

Движком принято называть набор скриптов и программ, на основе которых держится, живёт и обновляется сайт. Движок может быть как простым PHP-скриптом и статьями, хранящимися в текстовых файлах определённого формата, так и сложным комплексом программных средств в связке с базами данных (MySQL, Oracle, etc.) и веб-службами, написанными на Java.

Лучшим (но при этом не самым сложным) был бы вариант с применением баз данных. Но чаще всего вебмастерам база данных недоступна, поскольку дают её (насколько мне известно) только на платных хостингах. Поэтому наш первый движок мы организуем при помощи PHP и набора файлов. При этом можно себя утешить тем, что на работоспособность нашего сайта не будут влиять дополнительные факторы риска, вносящиеся использованием баз данных (все, я полагаю, уже слышали о истории с дырой в Microsoft SQL Server 2000) (1).

Наш движок будет специалиально приспособленным под контент-проекты (то есть сайты, которые регулярно пополняются авторскими статьями или другими материалами). А это значит, что нам придётся сделать всё для удобного и быстрого обновления содержания сайта.

Итак, для начала нам надо опредилить пару функций для чтения данных из файла. Перед тем, как приводить исходные коды, рассмотрим имеющиеся у нас (вернее, в PHP) средства для работы с файлами (а те, кто не в курсе - сразу и узнают).

Функции чтения файлов в PHP

... $strings = file("myfolder/myfile.txt"); $first_string = $strings; ...

Сделаем такую себе самопальную базу данных. Для неё нам, во-первых, понадобятся такие функции: одна для чтения контента страницы (например, текста статьи) из внешнего файла - загрузка данных; функция для загрузки шаблона из файла - то есть, загрузка оформления (дизайна).

function loadTemplate($path) /* функция загружает шаблон по указанному пути, и возвращает его в виде строки, например, для обработки функцией parceTemplate() */ { $template = fopen($path, "r") or print("Не удалось загрузить файл шаблона [".$path."]"); if ($template) return fread($template, filesize($path)); else return false; Fclose($template); } function parceTemplate($template, $params_value s) /* функция синтаксически разбирает указанный шаблон, заменяя названия параметров, служащих индексами масива $params_value s на их значения */ { while (list($param, $value ) = each($params_value s)) { $template = str_replace("¤{".$param."}¤", $value , $template); } Return $template; } function readArticle($path) /* функция читает указанный файл и возвращает его содержимое в виде массива частей статьи, разделенных конструкцией ¤{имя части}¤ */ { $article = fopen($path, "r") or print("Не удалось загрузить файл статьи [".$path."]"); if ($article) { $astring = fread($article, filesize($path)); $result = split("[¤]{1}[{]{1}([ a-z_-]*)[}]{1}[¤]{1}", $astring); $result = eregi_replace("[ ,]*([ - ]{1})[, ]*", " - ", $result); $result = basename($path); return $result; } else { return false; } }

Где-то здесь надо было бы прикрутить гранитную плиту с надписью «Регулярным выражениям от благодарных фанатов», поскольку без этой удобной штуки было бы очень сложно создать вышеприведённые функции. Рассмотрим немного подробнее, как эти выражения устроены.

Писать много раз об одном и том же нет смысла, поэтому я процитирую одну из статей о регулярных выражениях (Источник: http://sitemaker.ru/):

Регулярные выражения

Немного истории

Математик Стивен Клин впервые представил регулярные выражения в 1956, в результате его работы с рекурсивными наборами в естественном языке. Они были созданы как синтаксические наборы, использовавшиеся для нахождения соотвествий шаблонов в строках, которые позже помогали обращаться к появляющейся технологической информации, облегчая автоматизацию.

С тех пор, регулярные выражения прошли через множество итераций, и текущий стандарт сохраняется ISO (Международной организацией по стандартизации) и определен Open Group, совместным усилием различных технических некоммерческих организаций (2).

Соответствие символов

Трудность регулярных выражений состоит в том, что Вы хотите искать или чему это должно соответствовать. Без этой концепции, RE бесполезны. Каждое выражение будет содержать некоторую команду о том, что искать:

Соответствие символов в регулярных выражениях

Оператор	Описание	Пример	Результат
.	Соответствует любому одному символу	.ord	Будет соответствовать «ford», «lord», «2ord», и т.д. в файле sample.txt.
	Соответствует любому одному символу, заключенному в квадратные скобки	ord	Будет соответствовать только «cord», «nord» и «gord»
[^]	Соответствует любому одному символу, не заключенному в квадратные скобки	[^cn]ord	Будет соответствовать «lord», «2ord» и т.д., но не «cord» или «nord»
	Соответствует любой букве	ord	Будет соответствовать «aord», «bord», «Aord», «Bord» и т.д.
[^0-9]	Соответствует любой нецифре в промежутке 0-9	[^0-9]ord	Будет соответствовать «Aord», «aord» и т.д., но не «2ord» и т.д.

Операторы повторения

Операторы повторения, или квантификаторы, описывают сколько раз нужно искать указанную строку. Они используются вместе с соответствующим символу синтаксисом, чтобы искать многократные вхождения символов. В различных приложениях их поддержка может изменяться или быть неполной, поэтому нужно прочитать документацию к приложению, если вдруг шаблон не работает как ожидалось.

Операторы повторения в регулярных выражениях

Оператор	Описание	Пример	Результат
?	Соответствует определенному символу единожды, если тот существует	?erd	Будет соответствовать «berd», «herd», и т.д. и «erd»
*	Соответствует определенному символу многократно, если тот существует	n.*rd	Будет соответствовать «nerd», «nrd», «neard» и т.д.
+	Соответствует определенному символу один или более раз	[n]+erd	Будет соответствовать «nerd», «nnerd» и т.д., но не «erd»
{n}	Соответствует определенному символу точно n раз	{2}erd	Будет соответствовать «cherd», «blerd» и т.д., но не «nerd», «erd», «buzzerd» и т.д.
{n,}	Соответствует определенному символу минимум n раз	.{2,}erd	Будет соответствовать «cherd» и «buzzerd», но не «nerd»
{n,N}	Соответствует определенному символу минимум n раз, но не более чем N раз	n[e]{1,2}rd	Будет соответствовать «nerd» и «neerd»

Якоря описывают где соответствовать шаблону. Они могут быть удобными, когда Вы ищете общие строковые комбинации.

Якоря регулярных выражений

Оператор	Описание	Пример	Результат
^	Соответствует началу строки	ereg_replace("^/", "blah")	Вставляет «blah» в начало строки
$	Соответствует концу строки	ereg_replace("$/", "blah")	Вставляет «blah» в конец строки
<	Соответствует началу слова	ereg_replace("<", "blah")	Вставляет «blah» в начало слова
			Соответствует «blahfield» и т.д.
>	Соответствует концу слова	ereg_replace(">", "blah")	Вставляет «blah» в конец слова
		>blah	Соответствует «soupblah» и т.д.
b	Соответствует началу или концу слова	bblah	Соответствует «blahcake» и «countblah»
B	Соответствует середине слова	Bblah	Соответствует «sublahper» и т.д.

(конец цитаты, источник описания: http://sitemaker.ru/)

Итак, продолжим. Созданные нами функции пригодятся для чтения статей из файлов и вывода списка самых новых статей. Причем для модификации всего этого нам нужно будет лишь написать новую статью в виде файла с определённым синтаксисом (см. ниже) и добавить её в папку на сервере.

Символы ¤{ и }¤ используется для отделения частей друг от друга. Имя части же никакого значения не имеет и может быть любым набором символов английского алфавита, пробела, подчеркивания или дефиса.

Для вывода списка статей используется цикл, перебирающий все файлы из нужного каталога. Если он натыкается на файл *.art, то сразу на радостях добавляет его в масив. В зависимости от указанного параметра, он может либо добавить имя этого файла, либо название содержащейся в нём статьи, либо сразу готовую ссылку на эту статью.

Что ж, небольшая часть работы над нашим движком уже проделана. Эта часть кода - основа нашего первого движка. Для конкретных целей к нему нужно цеплять дополнительные функции и создавать сами тексты и шаблоны страниц.

Движок для сайта своими руками. Часть вторая.

В прошлый раз мы рассмотрели способ организации «базы данных» без собственно самой базы данных. Сегодня продолжим тему создания «без-MySQL’ного» сайтового движка разговором об каталогах, файлах и include’ах. Также будет немного теории и практики о собственно работе такого двигателя.

Основные принципы организации работы

Несложно догадаться, что организация устройства движка зависит от многих факторов, изменяющихся в каждом конкретном примере сайта. Это и предполагаемая структура информации, и особенности хостинга, на котором размещён сайт (наличие-отстутствие таких средств как PHP, SSI, доступность каких-либо баз данных, и т. п.), и не в меньшей степени при разработке устройства будущего движка нужно учитывать дизайн сайта, то есть структуру самих страниц.

Собственно, одной из целей создания движка для сайта есть как раз организация удобной работы по обновлению материалов, и, как предусловие, практически полное отделение дизайна сайта от собственно его полезного содержания (во загнул). Но в любом случае, будущий дизайн надо учитивать, каким образом - об этом немного позже.

Итак, само слово «разделение» подразумевает уже, как минимум, разделение страницы сайта на два файла - с шаблоном дизайна (который может быть общим для нескольких страниц) и файла с самим контентом, то есть информацией.

Кроме этих двух файлов нам понадобиться ещё один, включаемый во все динамические страницы (имеются ввиду страницы, содержащие PHP-код). В этом файле мы будем хранить все общие функции движка (собственно, их можно назвать «ядром»), а также определим некоторые полезные глобальные константы.

Основной задачей функций ядра будет чтение файлов с текстами статей, картинками или иными материлами сайта, а также вывод этого контента в нужной форме на экран. Третью функцию - ввод данных - мы не рассматриваем, так как способ хранения данных (файлы с разделителями) позволяет вводить информацию при помощи стандартных средств (любимого текстового редактора, например).

Таким образом, схема создания новых материалов сайта выглядит следующим образом:

Рис. 1. Текст → движок → страница сайта

А под фразой «учитывать дизайн», высказанной немного выше, имелось ввиду создание системы шаблонов, или, проще говоря, набора оформлений разных страниц (HTML-файлов, по сути), где места под изменяемое содержание (заголовки, меню, тексты - всё, что генерируется динамически) оставлены пустыми. Подставлятся они будут «на лету» при обращении пользователя к определенной странице. Получается даже дополнительный выигрыш - кроме всего прочего, уменьшаеться объём хранимых на сервере файлов, так как оформление страниц не повторяется в каждом файле, а хранится в одном месте. Про удобство при возможном желании изменения дизайна, я думаю, и говорить не надо.

Расположение файлов

Итак, вернемся к собственно организации нашей системы. Основной принцип, который будет использоваться в нашем примере - это одноуровневость разделов. Но не волнуйтесь - это лишь для упрощения примеров. Если для вас это слишком серъёзное ограничение - просто придется подождать следующего выпуска, в котором мы поищем обходные пути.

Для работы нашего движка нужно организовать структуру каталогов таким образом, как на рис. 2 (этот пример просто используется в описанных примерах, структура не обязательно должна быть именно такой).

Рис. 2. Структура каталогов

Итак, у нас имеются каталоги, каждый из которых является разделом сайта (естественно, кроме служебных каталогов, таких, как “images”).

Это значит, что в каждом таком каталоге должен лежать так называемый «индексный файл» - страница, которая загружается по умолчанию при таком обращении к разделу: http://site.com/Razdel. Имя этого файла (или возможные имена) вам нужно узнать у вашего хостера. Чаще всего это такие имена, как “index.html”, “index.php” и т. п. - расширение зависит от используемого серверного языка.

Значит, с именами файлов разобрались. Но что же нам положить в эти файлы? Вот теперь-то мы и переходим собственно к основной части сегодняшнего разговора.

В самом начале файла стоит вставить код включения ядра движка. Подобное обращение на языке PHP выглядит следующим образом:

В этом файле содержатся те самые функции чтения-вывода, описанные в прошлой статье. Таким образом, они теперь становяться доступными для использования.

В этом же файле стоит описать ещё некоторые полезные функции. Например, функция непосредственного получения какого-либо файла в виде строки (может пригодится):

function getInclude($path) { return str_replace("n", "", (implode(file($path), ""))); }

Новостная система

Ещё одной полезностью может оказаться функция для организации простейшей новостной системы. Но, не смотря на простоту реализации, она имеет достачно удобные фичи, такие как вывод в любом месте страницы блока с указанным количеством последних новостей и возможность организации архива новостей.

Суть её работы сводится к следуещему. Имеется текстовый файл с новостями, разделенными символом перевода строки (словом, каждая новость - в новой строке). Каждая строка разделена символом вертикальной черты («|») на два поля: дату и, собственно, саму новость.

Опредилив функцию новостной системы в нашем включамом файле («ядре»), мы получаем возможность на любой странице получить нужное количество последних новостей. Первым параметром передаётся часть пути, указывающая на размещение файла с новостями. Количество выводимых новостей, как вы уже догадались, задаётся вторым, необязательным, параметром.

Вот моя реализация функции новостной системы:

Что ж, на сегодня пока что всё. Продолжение следует...

Некоторое время назад мы затрагивали тему создания компьютерных игр и рассказывали об уникальном бесплатном трехмерном движке, написанном на Delphi - GLScene (движок забирайте с нашего CD/DVD ). Тема создания полноценных трехмерных компьютерных игр была вам очень интересна, о чем можно было судить по количеству пришедших писем. Однако тогда мы решили, что рассказывать о программировании под движок - слишком сложно. С тех пор ваш уровень заметно возрос (об этом также можно судить по письмам и по активности на форуме журнала), вы стали более подкованы в вопросах программирования. Особенно после публикации цикла “Кладовая программиста ”.
С этого номера мы начинаем публикацию серии статей, в которых детально рассмотрим различные этапы создания трехмерной игры. Вы повысите свои навыки программирования и, что называется, заглянете за завесу тайны, отделяющую серьезных разработчиков игр от простых смертных.
Движок любой игры складывается из многих и часто независимых частей-кирпичиков: контроль столкновений, физическая модель, игровой интерфейс, главное меню, загрузка уровней и многое другое. Есть специфические кирпичики, которые нужны только для какого-то одного жанра. Например, модуль погодных явлений важен и нужен в авиационном или морском симуляторе, а в стратегии реального времени он второстепенен или вообще не нужен, а в футбольном симуляторе ни к чему модуль выстрелов. Но несколько десятков кирпичиков присутствуют в любой игре. В серии статей мы расскажем о каждом из таких кирпичиков, покажем, как он реализуется и как его связать с остальными. К концу цикла вы сможете из этих кирпичиков собрать свою собственную компьютерную игру довольно высокого уровня.

Что это вы тут делаете?
Для тех, кто пропустил какие-то из предыдущих моих статей (или даже все), отвечу на возникшие у вас вопросы. Так сказать, небольшое техническое вступление.
Почему Delphi? Эта среда разработки и язык программирования Object Pascal достаточно гибкие, чтобы создать полноценную трехмерную игру практически любого жанра с современным уровнем графики. Многие возразят, что стандартом де-факто разработки компьютерных игр является MSVC++ или другие среды на основе С++ . Но подобные стандарты, как это часто бывает, складываются стихийно. Не будем смешивать два понятия - язык и среда разработки.
C++, безусловно, мощнее, чем Object Pascal. Но он и менее высокоуровневый, то есть в разы сложнее. Для новичков С++ подходит слабо. Object Pascal же не только простой, но и достаточно гибкий, чтобы на нем можно было разработать полноценную компьютерную игру современного уровня. Теперь о средах. Тут так категорично не скажешь. Среда разработки - дело вкуса и привычки каждого конкретного программиста. Поделюсь своим мнением на этот счет. MSVC++ генерирует немного более быстрый код, чем Delphi. Собственно, на этом преимущества заканчиваются (повторюсь, на мой субъективный и ни к чему не обязывающий взгляд). Козыри Delphi - большая скорость компиляции (в десятки и даже сотни раз быстрее, чем MSVC++), высокое качество средств отладки (в большинстве случаев Delphi указывает точно ту строку кода, в которой содержится ошибка, тогда как MSVC++ может указать строчку за несколько страниц от искомой) и удобный интерфейс.
Почему GLScene? Я повидал и перепробовал много бесплатных трехмерных движков, но остановился именно на этом. Его самое главное преимущество - GLScene постоянно совершенствуется. Разработчики не поставили точку и, скорее всего, не поставят ее никогда. Движок постоянно эволюционирует и впитывает в себя все новинки технического прогресса. Это единственный из известных мне бесплатных движков, про который никогда не скажут “устарел”. Несколько сотен постоянно работающих над “двигателем” энтузиастов не допустят этого. Как пример: в движке поддержка самых первых шейдеров появилась уже через несколько месяцев после того, как NVidia выпустила соответствующие инструментальные средства.
Еще одно преимущество: в комплекте с GLScene поставляются его полные исходники. Новичкам этот факт, наверное, вряд ли будет полезен. Хотя познакомиться с исходниками, написанными рукой профессионала, многого стоит. А вот бывалые программисты чувствуют основной смысл этих слов: ведь они смогут перекраивать движок как им вздумается. Единственное условие в соответствии с лицензией MPL - любые изменения в исходниках должны быть доступны координатору проекта (сейчас координатор - Эрик Гранж ). Вдруг ваш код еще кому-нибудь пригодится?!
Несмотря на то что все примеры кода, которые будут приводиться в этом цикле статей, будут написаны на Delphi с применением GLScene, они будут полезны и тем, кто программирует на других языках и с другими графическими библиотеками. Ведь общие принципы создания графического движка не зависят ни о того, ни от другого. Итак... мы начинаем.

Зачем нужен трехмерный движок?
Товарищи новички, сосредоточьтесь! Возможно, то, что я сейчас скажу, с первого раза будет не очень понятно. Обязательно перечитайте и вникните: это один из основных принципов программирования вообще и разработки сложных систем (а игра - это сложная система) в частности. Представьте себе какую-нибудь проcтенькую игру. Пинг-понг, к примеру. Программист написал его на чистом OpenGL , исходники уместились строк эдак в 200. Что там будет движком, а что основным кодом игры? Так прямо сразу и не скажешь... А если подумать, такое разделение на движок и основной код вообще не нужно.
Теперь представьте, что мы хотим сделать более или менее серьезный 3D-action (десятки тысяч строк кода). И будем мы программировать таким же способом, как если бы мы делали тот самый пинг-понг. И скоро запутаемся! Да, этот код будет быстрым, там не будет ничего лишнего, но... не всякий программист сможет дописать его до конца. А ошибки в таком плотном коде искать - сущий ад. Значит, его надо как-то упорядочить. Проще всего это сделать с помощью выделения уровней абстракции .
Уровень абстракции - это одно из важнейших понятий модульного программирования. Представьте, что вы строитель, и вам нужно построить дом. Вы оперируете кирпичами: берете кирпич, кладете его на строящуюся стену, намазываете раствором, берете следующий кирпич... Кирпичи - ваш уровень абстракции. Теперь представьте, что вы застройщик. И вам нужно построить микрорайон. Вы говорите строителю, где строить дома, какие дома сносить. Дом - это ваш уровень абстракции. Было бы странно, если бы вы указывали строителю, какой кирпич куда класть. Вы сказали: вот здесь будет дом. Все остальные заботы берет на себя строитель. Ну а теперь представьте, что вы мэр города. И вам необходимо дать задание толпе застройщиков к такому-то году дать городу столько-то нового жилья. Вряд ли вы будете лично планировать, где какой дом должен стоять. Это работа застройщика. Уровень абстракции мэра - объем жилого фонда, который можно увеличивать, можно уменьшать, а как это будет выполняться - дело десятое. По большому счету на этом уровне абстракции все равно, из чего строятся дома: хоть из кирпичей, хоть из бивней мамонта. И у мэра в списке команд просто не может быть “положить кирпич ”, хотя любая его команда через несколько уровней абстракции к этому и приведет.
В более или менее сложной компьютерной программе или игре - то же самое. Каждый уровень абстракции отвечает за свою часть работы, опираясь на возможности более низкого уровня. Каждый уровень абстракции обеспечивает более высокому уровню удобный интерфейс для работы с объектами. В компьютерной игре нижний уровень абстракции - это язык программирования (хотя, на самом деле, можно копнуть еще глубже - до железа). Далее идут команды OpenGL API (если мы именно с его помощью программируем). На этом уровне мы можем отдать команду вроде “нарисовать полигон ” и “поменять местами видимую и теневую части видеобуфера ”. Потом - команды GLScene . На этом уровне мы можем дать команды вроде “построить куб ”, “загрузить модель в формате 3ds ” и “наложить на модель такую-то текстуру ”. А вот дальше -игровой движок. И, наконец, игровой код, который может давать игровому движку команды вроде “загрузить уровень ”, “выстрелить таким-то персонажем из такого-то оружия ” и “показать заставочный ролик ”. В идеальном случае каждый уровень абстракции пользуется командами только предыдущего уровня. Не всегда это возможно. Но к этому надо стремиться, так как в таком случае код будет быстрым, удобным и легкочитаемым.

Динамическое создание объектов
Мы рассмотрели вертикальную организацию компьютерной игры. Но каждый уровень абстракции можно разделить на смысловые блоки - модули. Деление это необязательно и всегда будет чисто условным, просто так проще программировать. Сегодня мы разберем маленький, но очень важный модуль-кирпичик - динамическое создание объектов, который присутствует во всех без исключения играх.
Предположим, вы создаете модуль вооружения и хотите запрограммировать очередь из пулемета. Все бы ничего, но откуда вы знаете, сколько игрок может выпустить пуль за всю игру? Через редактор объектов в IDE GLScene можно создавать любые объекты, но только если вы четко знаете, сколько и каких объектов вам нужно. В большинстве случаев это неприемлемо. К примеру, у вас в игре есть 20 уровней, у каждого уровня - свой набор объектов. И что же, создавать перед началом игры все объекты всех уровней? Это долго, да и займет огромное количество памяти. Единственный выход - создавать объекты прямо во время игры, динамически. В GLScene динамическое создание любого объекта состоит из двух стадий - создания экземпляра класса этого объекта и присвоения ему необходимых свойств. Возьмем уже упоминавшийся пример с очередями у пулемета и динамически создадим пулю. Предположим, пуля у нас будет промто-сферой. За сферы в GLScene отвечает класс TGLSphere . Казалось бы, можно написать так:
Sphere:=TGLSphere.Create
Однако команда работать не будет, так как каждому объекту в GLScene надо зарегистрироваться в очереди объектов. Кроме того, объект нельзя создать в “пустоте”, он должен быть привязан к какому-то объекту более высокого уровня. Корневой объект самого высокого уровня - glscene1.Objects (если объект компонента TGLScene у вас называется glscene1). Правильный вариант:
Sphere:=TGLSphere (glscene1.Objects.AddNewChild(TGLSphere))
Разберем эту строчку по частям. У корневого объекта glscene1.Objects мы вызываем метод AddNewChild , который добавляет в корень объект класса, указанный в параметре (в данном случае это сфера - TGLSphere ). Так тоже можно: в параметры процедурам передавать не объекты, а целые классы. Зачем перед присвоением нужно преобразование типа к TGLSphere ? Дело в том, что метод AddNewChild , что бы вы ему в параметр ни передали, возвращает объект класса TGLBaseSceneObject . Нас это не устраивает, поэтому мы и преобразуем тип к TGLSphere. Получившийся объект присваивается переменной Sphere. Теперь с помощью этой переменной мы можем нашей пуле задать разные параметры, например положение в пространстве:
Sphere.Position.X:=
Sphere.Position.Y:=
Sphere.Position.Z:=
Или цвет:
Sphere.Material.FrontProperties.Diffuse=
Динамическое создание моделей мы разобрали, а теперь поговорим о динамическом их уничтожении. В самом деле, пуля когда-нибудь попадает в стену, человека или же улетает в голубую даль. С этого момента она больше не нужна. Если мы так и оставим ее, она будет занимать какую-то область памяти. Учитывая, сколько выстрелов делает среднестатистический кемпер, пока его нычку не обнаружат, нам всей памяти компьютера не хватит, чтобы хранить такое количество пуль. Поэтому любые объекты игры, которые стали ненужными, надо немедленно уничтожать. Единственный правильный способ сделать это - вызвать метод Free , например:
Sphere.Free
Частенько бывает необходимо проверить, существует ли объект, или его уже уничтожили. Для этого сравниваем объект с универсальной константой нуля - nil , например:
If Sphere<>nil then
Begin
{сферу еще не уничтожили, значит, делаем здесь что-нибудь полезное}
End
Или же вызываем функцию Assigned , которая делает то же самое. И вот тут вас подстерегает один гигантский подводный камень, на который рано или поздно наталкивались все программисты. Если вы освободили объект методом Free , это не гарантирует, что переменная объекта стала равно nil ! То есть при определенном стечении обстоятельств в примере выше, даже если сфера уничтожена, условие будет выполняться. Если вы в условии после проверки обращаетесь с этой сфере (а так почти всегда и бывает), произойдет критическая ошибка, что чревато вылетом игры в синие форточки. Чтобы гарантировать, что освобожденный объект станет равным nil, используйте специальную процедуру FreeAndNil , например:
FreeAndNil(Sphere)
Теперь вы можете быть уверенными в том, что никогда не обратитесь к уже несуществующему объекту. Описанную процедуру создания и уничтожения объектов можно применять к любым объектам GLScene.

Зачем играм аккумулятор?
Рассмотрим пример выше с пулеметом. Обычно в играх пули - это не просто сферы, а сложные объекты, у которых к тому же еще и текстура имеется. Каждый раз, когда вы создаете пулю, освобождается участок памяти, устанавливаются свойства этой пули, загружается модель пули, загружается текстура (с винчестера!). Все это занимает определенное время. Если число пуль, которые изрыгает пулемет в секунду, очень велико, могут начаться дикие тормоза, особенно на слабых компьютерах. С уничтожением пуль такая же проблема: надо выгрузить объект, освободить память... То же самое относится не только к пулям, но и к любым объектам, которые часто появляются и исчезают, например к каплям дождя, искрам от электропроводки... Подобная расточительность системных ресурсов в компьютерных играх неприемлема. Вы же не хотите, чтобы вашу игру можно было запустить только на суперкрутой графической станции?
Выход простой. Прикидываем, сколько в среднем объектов подобного рода может существовать одновременно. Допустим, пулемет может выбросить несколько сотен пуль за десяток секунд, и за этот же десяток секунд пули обязательно долетят до цели. Перед началом игры создаем все сто пуль. Лучше всего это делать во время загрузки уровня. Небольшой задержки никто не заметит. Далее пули помещаются в список или массив, который называем аккумулятором . Делаем пули невидимыми или выносим их куда-нибудь за пределы игрового пространства. Как только пулемет начал стрелять, вместо того чтобы создавать пули, мы перемещаем в нужное место уже созданные пули из аккумулятора и делаем их видимыми. Как только пуля достигнет цели, мы не уничтожаем ее, а вновь делаем невидимой и помещаем в аккумулятор. В итоге для каждой пули мы экономим время создания и время уничтожения. А это очень и очень много! А что если мы немного ошиблись в своих прикидках, пули в аккумуляторе кончились, а пулемет продолжает стрелять? Тут уж ничего не поделаешь - придется новые пули создавать динамически, пока в аккумулятор не вернутся старые. И новые пули тоже не будем уничтожать, а запасем в аккумуляторе - вдруг еще понадобятся...

Атака клонов
Пусть у нас есть большой лес, в котором много-много одинаковых деревьев или, скажем, много деревьев нескольких разных видов. Пример похож на предыдущий, только мы тут ничего динамически не создаем и не уничтожаем - на этом уровне деревья есть всегда. Проблема будет при загрузке уровня. Создание стольких деревьев займет огромное время. Но ведь они все одинаковые! То есть мы раз за разом загружаем с винчестера и создаем в памяти копии одного и того же. Загрузили. Играем. Перед рендером каждого из деревьев выполняются подготовительные процедуры. Для каждого дерева они будут одними и теми же, но вызывать мы их будем опять большое число раз, по числу деревьев! Расточительно получается. И память под каждое дерево резервировать надо, и обработка каждого из них время занимает.
Вот бы загрузить одно-единственное дерево, а когда надо будет вывести на экран остальные деревья, просто показать графической библиотеке, откуда брать необходимые данные. Это ж какая экономия ресурсов получится, какой пророст FPS! Такие “ложные” деревья (и не только деревья - что угодно), о которых в памяти хранится только частная информация (положение в пространстве, углы поворота), а одинаковая информация хранится только один раз, называются прокси-объектами .
В GLScene для создания прокси-объектов существует специальный класс - TGLProxyObject . Пользоваться им очень просто. Сначала создаем объект-источник, то есть единственное дерево, например так:
Tree:=TGLFreeFrom(glscene1.objects.AddNewChild(TGLFreeFrom));
//Загружаем его модель:
Tree.LoadFromFile(‘Tree.3ds’);
//Загружаем его текстуру:
Tree.Material.Texture.Disabled:=false;
Tree.Material.Texture.Image,LoadFromFile(‘tree.jpg’);
//А теперь создадим десять деревьев-клонов в случайных местах:
for i:=1 to 10 do begin
//Создаем очередной прокси-объект
proxy:=TGLProxyObject(glscene1.objects.AddNewChild(TGLProxyObject));
with proxy do begin
//В свойство MasterObject записываем наше дерево-образец
MasterObject:=Tree;
//Показываем, что наследоваться должна только структура объекта
ProxyOptions:=;
//Ориентацию дерева в пространстве надо оставить неизменной
Direction:= Tree.Direction;
Up:= Tree.Up;
//А вот положение задаем случайное
Position.X:=Random(100);
Position.Y:=Random(100);
//И повернем дерево на случайный угол, чтобы лучше смотрелось
RollAngle:=Random(360);
end;
end;
Теперь у нас есть десяток деревьев по цене одного. Обратите внимание, что если мы как-нибудь изменим объект-оригинал, это изменение мгновенно отразится на всех объектах-клонах.

* * *
Мы рассказали о первом кирпичике. В следующих статьях мы подарим вам целый грузовик таких кирпичей, из которых вы сможете построить трехмерный игровой движок своей мечты. Ну а чтобы вам было проще, на компакт мы выкладываем последнюю протестированную версию GLScene .

Возле ректора 28 июля 2017 в 17:03

Game Engine своими руками на с++. Часть 1 (Вступление)

• C++ ,
• Анализ и проектирование систем ,
• Разработка игр

Game Engine
Проектируем, пишем, думаем рассуждаем, читаем и многое другое
Внимание : статьи содержат много костылей!

Всем доброго времени суток. Не так давно, решил заняться разработкой 3D игрового движка, так как структурированной информации по этому поводу не много, решил создать серию статей, в которой постараюсь показать, больше техническую часть, нежели теоретическую.

Сейчас отойду от темы и хочу кое-что сразу оговорить… Я не являюсь хорошим программным архитектором и Senior developer(ом). Мне 21 и я маленький амбициозный C++ middle developer, могу ошибаться, и писать глупости.

Only a Sith deals in absolutes. Obi-Wan “Ben” Kenobi

Рад видеть замечания и предложения в комментариях.
Пожалуй на этом, я закончу вступительную часть и перейдем к делу.

Часть 1: Вступление

Во-первых, надо разобраться в чем суть движка и зачем его писать.
Хм… И что же это?!

Игровой движок

центральный программный компонент компьютерных и видеоигр или других интерактивных приложений с графикой, обрабатываемой в реальном времени. Он обеспечивает основные технологии, упрощает разработку и часто даёт игре возможность запускаться на нескольких платформах, таких как игровые консоли и настольные операционные системы, например, GNU/Linux, Mac OS X и Microsoft Windows.
Ссылка на Wiki

- Такс… Значит, просто написать пару классов мало?!

Хорошие движки (UE, Unity, Cocos2D) состоят из пары сотен классов, нескольких подсистем и кучи менеджеров. Если конкретней:

• Графическая система
• Звуковая система
• Система для работы с сетью
• Менеджер процессов
• Менеджер задач
• Менеджер объектов
• Менеджер сцен

и многое другое…

И что же нам делать? Как, что и куда?

Самое первое и самое главное - разделить большую задачу на более мелкие и идти шаг за шагом. Маленькими, неуверенными, черепашьими шажочками.

Последовательность статей:

Теги: game engine, gamedev, c++, architecture,