Đang tải... (xem toàn văn)
Hướng dẫn lập trình Game C/C++ cho người mới bắt đầu
1 | P a g e Game C/C++ cho newbie - 01. Lập trình game bắt đầu từ đâu? bởi Nguyễn Khánh Duy Game là gì? Nhìn chung, khi chưa từng biết qua lập trình game, chúng ta thường hay đặt những câu hỏi: lập trình game là như thế nào? Có giống lập trình ứng dụng không? Có khó không? Có đòi hỏi những kỹ thuật gì đặt biệt không ? Câu trả lời của tôi là: game cũng chỉ là một ứng dụng, và nó cũng như bao ứng dụng khác. Khi viết một ứng dụng, bạn có thể bắt đầu từ hàm main, hoặc dùng IDE sinh code tự động để hổ trợ. Game cũng vậy. Bạn cũng có thể bắt đầu viết game từ hàm main, hoặc dùng các engine hổ trợ. Đứng về khía cạnh lập trình, hay từ chủ quan của tôi, game đơn giản là một vòng lặp vô tận. Trong vòng lập đó, bạn vẽ, bạn xử lý các diễn biến của game, xử lý sự kiện tương tác từ người chơi. Vậy là đủ cho một game. Tuy nhiên, để làm game cho mục đích thương mại, đòi hỏi bạn nhiều hơn thế. Một cách nhìn khác, game là một cuốn phim có tương tác. Nếu như một bộ phim cần nhiều thứ như kịch bản tốt, dàn dựng hay, hậu kỳ, kiểm duyệt, quãng bá, thì game cũng vậy. Game cũng cần một nội dung hay (kịch bản), coding tốt (dàn dựng, hậu kỳ), kiểm soát chất lượng (kiểm duyệt), quãng bá Nếu một phim thành công được đánh giá qua doanh thu, thì game cũng vậy. Tuy nhiên, khi mới bắt đầu, thì doanh thu, lợi nhuận, cần được gạt ra khỏi tư tưởng của mình, để có đủ tỉnh táo tập trung vào chuyên môn. Lập trình game bằng ngôn ngữ nào? Như mọi ứng dụng khác, bạn có thể lập trình game bằng mọi ngôn ngữ. Tùy theo nhu cầu, sở trường mà bạn có thể chọn một ngôn ngữ nào đó để làm game. Tuy nhiên, hiện nay có một vài xu thế như sau: 2 | P a g e Java: thường dùng để viết game cho Mobile - các dòng phone hổ trợ J2ME, hoặc viết game cho Android. Ít khi dùng để viết game cho PC C#: khi nhắc tới C#, ta có thể nghĩ ngay đến XNA, và gắn liền với thương hiệu Microsoft. Dùng viết game cho windows mobiles hoặc PC. Javascript: dùng cho môi trường web Objective C: Dùng cho iOS như máy MAC, iPhone, iPad. C/C++: với sự lâu đời cũng như được sự hưởng ứng rộng rãi từ hầu hết các chương trình đào tạo đại học, C/C++ được xem là ngôn ngữ cơ bản của mọi ngôn ngữ lập trình, và có lẽ ít nhất một lần trong đời thì mỗi programmer đều từng đụng đến nó. Do đó, C/C++ cũng là một ngôn ngữ khá được ưa chuộng trong lập trình game ngày nay, với khả năng thực thi trên khác nhiều platform: Windows, Linux, MacOS, Android, iphone/iPad, Symbian, Brew, Meegoo, Xin lưu ý là ta không nên đánh đồng C/C++ với Visual C, hay Turbo C, hay Visual studio. VC, TC, VS là những IDE, còn C/C++ là ngôn ngữ lập trình. Ta có thể code C/C++ hoàn toàn bằng Nodepad, và dùng các trình biên dịch khác nhau để build. Trong nội dung bài này, tôi cũng dùng C/C++ trên môi trường Visual studio 2010 để minh họa. Các bạn có thể download bản express tại đây. Không cần thiết phải crack. Lập trình game cần những kiến thức gì? Đã là lập trình hiển nhiên cần phải biết lập trình, tư duy lập trình. Không nhất thiết bạn phải xuất sắc; biết ít, làm ít, biết nhiều, làm nhiều. Một chút kiến thức kỹ năng về game. Hay nói cách khác, biết chơi game, và từng chơi game. Biết một ngôn ngữ lập trình nào đó. Biết một ít kiến thức về toán, vật lý (google it, nếu cần) 3 | P a g e Một số kiến thức về đồ họa 2D, 3D Trong phần này, ta sẽ bắt đầu code game. Chuẩn bị Bạn cần cài đặt một số tool cần thiết sau: Visual studio express 2010 Notepad ++ Python 2.7 Java SDK 1.6 Cài đặt "Hello game" Như đã trình bài trong bài trước, game là một vòng lập vô tận. Do đó, với chương trình như nhau, ta cũng có thể tạm gọi là một game (nhưng chưa có tương tác) Bước một, dùng visual studio, tạo một Empty project, tên gametutor: 4 | P a g e Bước 2, tạo file main.cpp, Add một item mới 5 | P a g e Tạo main.cpp từ template với nội dung: 1 2 3 4 #include "stdio.h" int main() { while(true) 6 | P a g e 5 6 7 8 { printf("Hello Game\n"); } } Frame delay Đây được xem là bước cải tiến đầu tiên của "game" trên. Như bạn thấy, dòng hello game xuất hiện một cách liên tục thông qua vòng lập. Mỗi vòng lặp như vậy, được gọi là một "frame". Trong thực tế, mắt người chỉ cần 24 frame/s là đủ để cảm nhận hiệu ứng "mượt mà". Do đó để tránh lãng phí CPU, cũng như nhường CPU cho các task khác, ta tạo ra khoảng delay giữa các frame. Khoảng thời gian này là bao nhiêu, sẽ được giải thích rõ hơn trong các phần sau. Hiện tai, ta thử cho khoảng thời gian cố định là nghĩ 80 ms. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 #include "stdio.h" #include "windows.h" int main() { while(true) { printf("Hello Game\n"); Sleep(80); } 7 | P a g e 11 } Game C/C++ cho newbie - 03. Quản lý vòng đời game bởi Nguyễn Khánh Duy Giới thiệu Với tư tưởng hướng đối tượng, trong bước này, ta sẽ thiết kế những lớp cần thiết cho việc quản lý game. Đối tượng đầu tiên ta thấy chính là game: lớp CGame Class quản lý game (CGame) Về cơ bản, ta lớp CGame cần có các phương thức: Init: thiết lập các tham số cho game Destroy: hủy game. Gọi trước khi kết thúc game, dùng để thu hồi vùng nhớ, giải phóng thiết bị chiếm giữ, Exit: yêu cầu kết thúc game. Làm này được người dùng gọi khi cần kết thúc game. Run: Quản lý vòng lặp chính của game Pause: tạm dừng game Resume: khôi phục game sau khi tạm dừng. 8 | P a g e Và một số thuộc tính: [bool] m_isAlive: cho biết game còn "sống" hay không. Được thiết lập "true" khi init, và được thiết lập false khi hàm exit được gọi. [bool] m_isPaused: cho biết game có đang tạm dừng hay không. Được thiết lập false thi khi init. Giá trị được cập nhật thông qua hàm Pause/Resume 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 /// CGame.h #ifndef __CGAME_H__ #define __CGAME_H__ namespace GameTutor { class CGame { public: CGame(); virtual ~CGame() {} virtual void Run(); virtual void Exit(); virtual void Pause(); virtual void Resume(); 9 | P a g e 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 bool IsAlive() {return m_isAlived;} bool IsPause() {return m_isPaused;} protected: virtual void Init() = 0; virtual void Destroy() = 0; protected: bool m_isAlived; bool m_isPaused; }; } #endif 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 /// CGame.cpp #include "CGame.h" #include "stdio.h" #include "windows.h" namespace GameTutor { CGame::CGame(): m_isPaused(false), m_isAlived(true){} void CGame:: Pause() 10 | P a g e 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 { m_isPaused = true; } void CGame::Resume() { m_isPaused = false; } void CGame::Exit() { m_isAlived = false; } void CGame::Run() { this->Init(); while (m_isAlived) { if (m_isPaused) { printf("paused\n"); } else { printf("running\n"); } Sleep(80); [...]... Để việc quản lý được đơn giản, ta cần chia chương trình (game) thành các state nhỏ Để thuận tiện, trước khi bắt đầu code game, ta nên vẽ trước state diagram, phác họa các state cần thiết, cũng như "đường đi" giữa các state Đến thời điểm này, thư viện ta đã xây dựng được 3 lớp cơ bản: 27 | P a g e CGame CState CStateManagement Game C/C++ cho newbie - 05 Game đa nền tảng bởi Nguyễn Khánh Duy Giới thiệu... hàm Update mới là hàm quản lý chính việc chuyển state SwitchState chỉ đóng vai trò "đánh dấu" Điều này đảm bảo CStateManagement hoạt động đúng theo 3 tiêu chí đã nêu ở trên Kết nối State và Game Do việc quản lý State lúc này được trao cho CStateManagement Ta chỉ việc kết nối CStateManagement và CGame 1 /// CGame.h 2 #ifndef CGAME_H 3 #define CGAME_H 4 5 namespace GameTutor 6 { 7 class CGame 8 { 9... 27 }; } 28 29 #endif 1 /// CGame.cpp 2 3 #include "CGame.h" 4 #include "stdio.h" 5 #include "windows.h" 6 #include "CStateManagement.h" 7 8 namespace GameTutor 9 { 10 CGame* CGame::s_pInstance = 0; 11 12 CGame::CGame(): m_isPaused(false), m_isAlived(true) 13 { 14 15 s_pInstance = this; } 22 | P a g e 16 17 void CGame:: Pause() 18 { 19 20 m_isPaused = true; } 21 22 void CGame::Resume() 23 { 24 25 m_isPaused... mô hình trên, game sẽ được chia thành nhiều state Vấn đề nãy sinh là state trong game là gì, và chia như thế nào? State và cách chia state trong game State trong game, có thể hiểu là một giai đoạn của game, hay một màn hình/ 1 cảnh / 1 scene (tùy theo cách gọi, cách hiểu) Khi chơi một game, lấy vị dụ như game Angry Birds trên trình duyệt Chrome: Logo nhà sản xuất Màn hình giới thiệu game (poster) Menu... Destroy(); 42 43 } } Trong ví dụ trên, ta thấy lớp CGame được thiết kế với 2 hàm thuần ảo Điều này có nghĩa là ta không thể khởi tạo trực tiếp lớp CGame Để sử dụng lớp CGame, ta cần tạo một lớp thừa kế từ CGame Điều này đảm bảo cho sự tách biệt giữa lớp thư viện (CGame) và ứng dụng Vì sao cần có sự tách biệt này? Đảm bảo khả năng sử dụng lại của CGame ở nhiều game khác nhau Tách biệt giữ lớp thư viện và lớp... lớp ứng dụng, thuận tiện trong việc phát triển và bảo trì Khi này, ta thiết kế 1 lớp mới có tên là CExample, thừa kế từ CGame: 1 /// CExample.h 2 #ifndef CEXAMPLE_H 3 #define CEXAMPLE_H 4 #include "CGame.h" 5 6 using namespace GameTutor; 7 8 class CExample:public CGame 9 { 11 | P a g e 10 public: 11 CExample(): CGame() {} 12 virtual ~CExample() {} 13 14 protected: 15 void Init(); 16 void Destroy();... sau: 1 /// main.cpp 2 #include "CExample.h" 3 4 int main() 5 { 6 7 (new CExample())->Run(); } Game C/C++ cho newbie - 04.Chia để trị bởi Nguyễn Khánh Duy Phương pháp chung Ở phần 3, ta đã thiết kế một lớp để quản lý vòng đời của game Tuy nhiên, khó khăn dễ thấy là game thường rất lớn Nếu tất cả mọi cập nhật game đều để trong hàm Run(), thì việc quản lý trở nên rất khó khăn Để giải quyết vấn đề này,... không phải là thư viện chuẩn của C/C++ Điều này làm cho việc compile CGame.cpp là không thể khi biên dịch trên trình biên dịchGNU GCC Một ví dụ khác, hàmprintfdùng cho debug có thể dùng cho console win32, tuy nhiên với Android thì không thể, mà phải được thay bằng android_log_print Cách thức cấu hình Để làm được như đã nêu, trước tiên, ta cần cấu hình cho từng platform khác nhau khi compile Ta định nghĩa... thực thi C/C++, để tiết kiệm chi phí, một thư viện game phải đảm bảo có thể compile và run tốt trên nhiều platform Về cơ bản, thư viện chuẩn C/C++ trên các platform là gần như tương thích với nhau hoàn toàn Tuy nhiên, trên từng platform vẫn có những đặc điểm riêng, khác biệt Một ví dụ, trong lớp CGame.cpp, để sử dụng hàmSleep(80), ta cần đến thư việnwindows.h, vốn không phải là thư viện chuẩn của C/C++. .. được chia thành 2 bước nhỏ: Update (dành cho xử lý logic) và Render (dành cho việc vẽ) Việc chia tách này mang lại cho ta nhiều lợi ích Bạn nào đã từng làm qua MVC, chắc hẳn biết được lợi ích của nó Lúc này, các thao tác cần có của một State bao gồm: Init Update Render Exit 15 | P a g e 1 /// CState.h 2 #ifndef CSTATE_H 3 #define CSTATE_H 4 5 namespace GameTutor 6 { 7 class CState 8 { 9 public: . 1 | P a g e Game C/C++ cho newbie - 01. Lập trình game bắt đầu từ đâu? bởi Nguyễn Khánh Duy Game là gì? Nhìn chung, khi chưa từng biết qua lập trình game, chúng ta thường. tại đây. Không cần thiết phải crack. Lập trình game cần những kiến thức gì? Đã là lập trình hiển nhiên cần phải biết lập trình, tư duy lập trình. Không nhất thiết bạn phải xuất sắc;. thiết cho việc quản lý game. Đối tượng đầu tiên ta thấy chính là game: lớp CGame Class quản lý game (CGame) Về cơ bản, ta lớp CGame cần có các phương thức: Init: thiết lập các