Журнал LinuxFormat - перейти на главную

LXF103:Стрелялка

Материал из Linuxformat
(Различия между версиями)
Перейти к: навигация, поиск
(Новая: {{Цикл/Стрелялка}} == Наш движок изнутри == : ''ЧАСТЬ 3 Пользоваться инструментом, не понимая, как он работа...)
 

Текущая версия на 16:30, 1 марта 2009

Подписка на печатную версию
Весь 2015 год (12 номеров)
Первое полугодие (6 номеров)
Второе полугодие (6 номеров)
Подписка на электронную версию
Весь 2015 год (12 номеров)
Первое полугодие (6 номеров)
Второе полугодие (6 номеров)
Подшивки старых номеров журнала (печатные версии)
Весь 2014 год (12 номеров)
Первое полугодие (6 номеров)
Второе полугодие (6 номеров)

Содержание

[править] Наш движок изнутри

ЧАСТЬ 3 Пользоваться инструментом, не понимая, как он работает – не дело для настоящего линуксоида. Разберитесь в механике Ingame вместе с Александром Супруновым – а заодно познакомьтесь с основами SDL.

Движок Ingame, которым мы пользовались на протяжении двух последних уроков, является набором оберток над функциями библиотеки Simple DirectMedia Layer (SDL), доступной для Linux, Windows, Mac OS X и множества других систем, включая даже AmigaOS. И сегодня мы попробуем разобраться в том, что происходило все это время «за кулисами».

SDL написана на языке C, поэтому все объекты, которыми она оперирует, представлены в виде структур. Имена этих структур начинаются с префикса SDL_, а центральное место среди них занимает SDL_Surface – это так называемая «экранная поверхность», на которой можно размещать изображения. Структура SDL_Surface имеет поля w и h, задающие высоту и ширину поверхности, а также поле format. Указатель на основной игровой экран, определенный в файле ingame.h, имеет тип SDL_Surface * и имя display.

[править] Начало всех начал

(thumbnail)
Схема работы движка Ingame: вывод спрайтов и двойная буферизация.

Как вы уже знаете, каждая программа, использующая Ingame, начинается с вызова функции screen(). Ее прототип выглядит так: 

void screen(int w, int h);

В первую очередь, screen() выполняет инициализацию SDL посредством вызова: 

SDL_Init (SDL_INIT_VIDEO | SDL_INIT_TIMER | SDL_INIT_AUDIO);

где объединенные при помощи операции «логическое ИЛИ» флаги имеют следующий смысл:

  • SDL_INIT_VIDEO – активировать возможность работы с графикой.
  • SDL_INIT_TIMER – активировать возможность использования встроенного в SDL таймера.
  • SDL_INIT_AUDIO – активировать возможность проигрывания звуковых данных.

Затем инициализируется поверхность display. Это делается следующим образом: 

display = SDL_SetVideoMode (w, h, 0, SDL_SWSURFACE | SDL_ANYFORMAT);

Функция SDL_SetVideoMode() принимает в качестве параметров ширину, высоту экрана, количество бит на пиксель, а также различные ключи, в том числе:

  • SDL_SWSURFACE – предписывает использовать программную отрисовку графики. Режим нагружает центральный процессор, но совместим практически со всеми компьютерами.
  • Его антипод, SDL_HWSURFACE, задействует аппаратное ускорение, что может как повысить, так и понизить быстродействие конечной программы.
  • SDL_DOUBLEBUF – включает режим двойной буферизации, позволяет получить более «плавную» графику.
  • SDL_FULLSCREEN – активирует полноэкранный режим.

Прошу обратить внимание на третий параметр: количество бит на пиксель. Он может принимать значения 8, 16, 24, 32 или 0, что соответствует глубине цвета, установленной в системе по умолчанию. Последний вариант наиболее переносим. Однажды я наблюдал повреждение графики в SDL-игре, запущенной на Amiga Pegasos. Выяснилось, что причиной была жестко зашитая глубина цвета (16) – замена ее на 0 решила проблему.

Следующим шагом мы устанавливаем заголовок окна: 

SDL_WM_SetCaption («Linux GAMES», NULL);

а затем инициализируем библиотеку SDL_ttf 

TTF_Init();

и загружаем шрифт, который будет использоваться в игре для вывода различных сообщений 

fnt = TTF_OpenFont(«font.ttf», 20);

Функция TTF_OpenFont() принимает два аргумента (имя файла со шрифтом и размер в пунктах) и возвращает указатель на структуру TTF_Font, который мы сохраняем в глобальной переменной fnt.

С графикой разобрались; остался звук. За него отвечает библиотека SDL_mixer, которая инициализируется вызовом: 

Mix_OpenAudio (44100, MIX_DEFAULT_FORMAT, 2, 2024);

Первый аргумент – частота дискретизации звука. Второй является стандартным ключом – просто запомните его. Далее указывается количество звуковых каналов (разумеется, «стерео») и размер буфера, отводимого под звуковые данные. Если вдруг в одно непрекрасное утро вы услышите, что звук начал «спотыкаться» – увеличьте последнее число, например, в два раза.

Две заключительных строки функции screen() – 

frames = 0;
then = SDL_GetTicks();

имеют отношение к подсчету и ограничению FPS. Это необходимо для того, чтобы программа выполнялась с одинаковой скоростью на любых компьютерах. Мы инициализируем счетчик кадров frames и сохраняем текущее значение таймера в глобальной переменной then, имеющей тип Uint32.

[править] Добавим игроков

Итак, экран готов – настало время загрузить спрайты. Для этих целей в ingame.h используется структура WiHi, содержащая указатель на соответствующий объект SDL_Surface.

По умолчанию резервируется место под 1900 объектов WiHi, причем все номера, начиная с 1000-го, используются движком для внутренних целей. При необходимости, можно увеличить число доступных спрайтов, просто изменив размерность массива.

Для загрузки спрайтов в формате BMP в Ingame предусмотрена функция loadsprite(), принимающая в качестве аргументов номер ячейки (num), в которую будет загружена картинка и имя файла (name). loadsprite() – обертка над двумя стандартными SDL-функциями: SDL_LoadBMP() и SDL_DisplayFormat().

В принципе, здесь можно ограничиться всего одним вызовом: 

pic[num].tmp=SDL_LoadBMP(name);

но с точки зрения производительности рациональнее будет сразу же преобразовать спрайт в пиксельный формат дисплея (например, если оригинальная картинка использует 24 бита на пиксель, а на экране – всего 16, глубина цвета должна быть понижена). В итоге тело функции loadsprite() примет вид: 

pic[num].tmp=SDL_DisplayFormat(SDL_LoadBMP(name));

Функция sprite(num, x, y), как вы, надеюсь, помните, выводит спрайт с номером num в точке с координатами (x,y). Происходит это следующим образом: для изображения устанавливается «цветовой ключ» (значение RGB, которое SDL будет считать прозрачным), а затем спрайт просто переносится в нужную точку экрана.

За прозрачность спрайта «отвечает» функция SDL_SetColorKey(): 

SDL_SetColorKey(pic[num].tmp,SDL_SRCCOLORKEY | SDL_RLEACCEL,SDL_MapRGB(pic[num].tmp->format,255,0,255));

Флаг SDL_SRCCOLORKEY указывает, что «цветовой ключ» (последний аргумент функции) следует считать прозрачным, SDL_RLEACCEL включает RLE-оптимизацию (при этом группы одинаковых пикселей кодируются по принципу число_пикселей X значение, что ускоряет копирование), а вызов SDL_MapRGB() возвращает значение «ключа» в требуемом формате (напомню, что Ingame считает прозрачными пиксели цвета (255,0,255).

Собственно копирование спрайта осуществляется функцией SDL_BlitSurface(): 

SDL_BlitSurface(pic[num].tmp,0,display,&shadow);

Первый аргумент (pic[num]. tmp) – исходная поверхность, второй – область исходного изображения, подлежащая копированию (мы передаем здесь NULL, что означает «вся поверхность»). Остальные два параметра имеют тот же смысл для целевой поверхности. shadow – переменная типа SDL_Rect, представляющая собой прямоугольник; координаты левого верхнего угла которого как раз равны x и y.

[править] Как сказать: «Game over»?

Помимо спрайтов, на экране время от времени нужно отображать и текстовые сообщения. Для этих целей в Ingame предназанчена функция print(сообщение, координата_x, координата_y). Она начинается с определения двух переменных 

SDL_Color color = {255,255,255,0};
SDL_Rect dest= {(Sint16)x, (Sint16)y,0,0};

Первая из них, типа SDL_Color, задает цвет символов (белый), а вторая определяет точку, в которой будет выводиться сообщение. Текст надписи растеризуется на служебной поверхности (помните, все спрайт-слоты выше 1000 заняты Ingame для внутренних нужд) функцией TTF_RenderText_Blended(): 

pic[1000].tmp = TTF_RenderText_Blended(fnt, txt, color);

Назначение ее аргументов, думаю, должно быть ясно из их имен. Можно также использовать более скоростной вариант – TTF_RenderText_Solid(), но он проигрывает _Blended() по красоте вывода.

Остается только скопировать сообщение на экран при помощи уже известной нам функции SDL_BlitSurface(): 

SDL_BlitSurface( pic[1000].tmp, NULL, display, &dest );

и освободить память: 

SDL_FreeSurface( pic[1000].tmp );

[править] Движущая сила

Итак, библиотека инициализирована, спрайты отрисованы; настало время заставить их двигаться. За это и многое другое отвечает функция fx(), реализующая основной цикл игры. Она требует предварительного объявления ряда глобальных переменных: 

SDL_Event event;
Uint8* keys;

event – специальная переменная событийного типа (зачем она нужна, будет ясно ниже), а keys содержит номера нажатых клавиш.

Мы также вводим ограничение FPS 75-ю кадрами в секунду. 

#define FPS_LIMIT 75

Функция fx() отслеживает нажатие клавиш, ограничивает количество кадров, выводимых на экран монитора, очищает его перед отрисовкой очередной сцены, организует механизм «велосити» для движения объектов и меняет местами основной и теневой экраны, то есть реализует двойную буферизацию изображения. Разберем эти действия по шагам.

fx() начинается с опроса SDL на предмет произошедших событий. Этим занимается функция SDL_PollEvent(), которая принимает указатель на переменную событийного типа и возвращает TRUE, если что-то произошло. После этого мы можем изучить поле event.type, чтобы понять, что именно случилось, и отреагировать надлежащим образом: 

while (SDL_PollEvent(&event))
{
if (event.type==SDL_QUIT)
{
GAME=0;
SDL_Quit();
}
if (event.type==SDL_KEYDOWN)
{
if(event.key.keysym.sym==SDLK_ESCAPE)
{
GAME=0;
SDL_Quit();
}
}
}

В первую очередь обрабатываются события, сигнализирующие о необходимости выхода из игры: системное SDL_QUIT (оно генерируется, если, например, пользователь щелкнул кнопку закрытия окна) и нажатие на клавишу Escape (событие типа SDL_KEYDOWN, код клавиши при этом сохраняется SDL в поле event.key.keysym.sym). Доступные коды клавиш перечислены в файле SDL/SDL_keysym.h, там же определены и константы наподобие SDLK_ESCAPE. Кстати, можно реагировать не на нажатие, а на отпускание клавиши – такое событие будет иметь тип SDL_KEYUP.

Затем наступает черед обработки нажатия на управляющие клавиши: «вправо», «влево», «огонь» и т.п. Здесь можно было бы воспользоваться тем же приемом, что и для Escape, но есть одно «но»: пользователь должен иметь возможность нажать на несколько клавиш одновременно (скажем, «влево» и «вверх» или «вверх» и «огонь»). Для таких целей SDL предоставляет в наше распоряжение функцию SDL_GetKeyState(), которая возвращает указатель на массив значений типа Uint8, представляющий собой текущее состояние клавиатуры в целом. Исходя из того, что именно было нажато, мы устанавливаем переменные-флаги (LEFT, RIGHT и т.д.), а также изменяем значение «велосити». 

keys=SDL_GetKeyState(NULL);
if(keys[SDLK_LEFT])
{
LEFT=1; vel=velocity;
}
else
LEFT=0;

Аналогично поступаем и с другими управляющими клавишами.

Далее в игру вступает механизм «велосити», который был достаточно подробно рассмотрен в LXF100/101, и, наконец, отрабатывает система ограничения FPS: 

++frames;
now = SDL_GetTicks();
if ( now > then ) {
fps= (int)((double)frames*1000)/(now-then);
}
if ( fps > FPS_LIMIT ) {SDL_Delay(1000/FPS_LIMIT);}

Мы увеличиваем счетчик кадров, получаем текущее значение таймера и вычисляем FPS. Если полученный результат превышает заданный предел, функция SDL_Delay() приостанавливает работу программы на необходимый промежуток времени.

В качестве завершающего аккорда функция fx() меняет местами теневой и экранный буферы: 

SDL_Flip(display);

делая видимым все, что было нарисовано на данной итерации цикла, и очищает вспомогательный экран, заливая его черным цветом при помощи непрямого вызова функции SDL_FillRect().

[править] Музыка и звук

Работа со звуком в Ingame по своей сути похожа на работу со спрайтами. Здесь также определяются структуры SiHi и MiHi, являющиеся обертками для указателей на Mix_Chunk (звуковой эффект) и Mix_Music (музыкальная композиция), соответственно. Структуры объединяются в массивы, насчитывающие 500 и 100 элементов. Для загрузки эффекта из файла формата WAV функция loadsound() вызывает Mix_LoadWAV(), которая, в свою очередь, принимает имя WAV-файла в качестве единственного параметра. Для воспроизведения эффекта используется функция sound(), эквивалентная вызову: 

Mix_PlayChannel (-1, sn[num].tmp, 0);

-1 является указанием использовать первый доступный канал, 0 – число повторений, означающее, что звук будет проигран один раз.

С музыкой все обстоит ненамного сложнее. Соответствующие функции являются обертками над Mix_LoadMUS() и Mix_PlayMusiс(). Интерес представляет лишь функция stopmusic(), вызывающая 

Mix_FadeOutMusic(1000);

для плавного затухания звука в течение 1 секунды.

[править] Что дальше?

Наш краткий экскурс в SDL подошел к концу. Конечно, мы не рассмотрели и десятой части возможностей этой замечательной библиотеки, но сделали главное – разобрались в том, как работает движок Ingame. Теперь, когда на нашей карте не осталось белых пятен, вы можете сами решать, куда двигаться дальше. Хотите – развивайте ingame.h: исходный код распространяется по лицензии GPL; хотите – напишите с его помощью собственную игру. Возможен так-же третий вариант – разберитесь в деталях с SDL и создайте что-нибудь с нуля. Главное, если у вас получится что-то стоящее – не забудьте сообщить нам об этом!

Источник — «http://wiki.linuxformat.ru/wiki/index.php?title=LXF103:%D0%A1%D1%82%D1%80%D0%B5%D0%BB%D1%8F%D0%BB%D0%BA%D0%B0&oldid=7108»
Персональные инструменты
купить
подписаться
Яндекс.Метрика