curso (2010) - desenvolvimento de jogos 2d com xna

Desenvolvimento de Jogos 2D com XNA

Kleber de Oliveira Andrade

[email protected]

Universidade de São Paulo – USP

Escola de Engenharia de São Carlos – EESCDepartamento de Dinâmica de Sistemas e Controles

Maio/2010

• Bacharel em Ciência da Computação– Escola de Engenharia de Piracicaba (EEP)

– Título: Um algoritmo evolutivo para adaptação dos NPCs em um jogo de ação.

• Mestrando em Engenharia Mecânica– Escola de Engenharia de São Carlos (USP/EESC)

– Título: Planejadores neurais para manobra de baliza de um automóvel de passeio utilizando sensor laser, ultrassônicos e visão artificial.

• Jogador a mais de 20 anos desde a época do Atari.

2010 © Kleber de Oliveira Andrade 2

• Uma breve Introdução

• A Indústria de Jogos Digitais

• Visão sobre o XNA

• Conhecimentos básicos de XNA

• Revisão de Programação C#

• Criando um Jogo 2D completo

32010 © Kleber de Oliveira Andrade


1958: “Tennis for Two” jogo quefuncionava em um osciloscópio(Willy Higinbotham)

1961: “Space Wars” jogodesenvolvido no computadorPDP-1 por Steve Russel, o jogotinha 2Kb


1979: Asteroids

Donkey Kong (1984)

Wolf 3D (1992)

Década de 70 é considerada uma OdisséiaComercial, muitos jogos foram desenvolvidos.

Depois do Crash da Indústriaem 1983/84, surgiu umarevolução nos jogos

A década de 90,muitos consolesforam lançados e em1992 uma novaevolução com osjogos FPS.


God of War III

X Games SnoCross

Qualidade gráfica evidência aevolução no desenvolvimento dejogos, assim como sua InteligênciaArtificial.

Jogos que envolvem centenas deprofissionais das mais diversasáreas, e altos orçamentos.

• A discussão não se restringe apenas à gráficos ou inteligência artificial.

• O que esperar então ?

– Facilidade de criação ?

– Comunidades ?

– Interface com o jogador ?

– Inovação?

– Prazer de jogar por horas e horas ?



The Harvest 3 Racing Game City Rain

• É uma das mais rentáveis do mundo

– Faturamentos de 2007 supera a indústria de música e cinema juntos.

• Parece coisa de criança, mas não é.

– 75% dos chefes de família jogam

– Média de idade de jogadores: 30 anos

– Média de idade de compradores: 37 anos


Dados da ESA (“2008 video-game indutry facts”), http://www.theesa.com

• Serious Game (Treinamento e Capacitação)


Blossom

BattlezoneEconorte (Oniria)

• Advergames (Propagandas)


1993 - Cool Spot (7-Up)

1990 - Yo! Noid (Domino’s Pizza)

1983 - Pepsi Invaders

Rooftop Racer

• Educacionais (Jogos cujo objetivo é ensinar)


Project Beauty Alice

Big Brain Academy: Wii Degree

• “God” games (Softwares Toys)


Black & White

The Sims

• Criar jogos demanda muito conhecimento técnico.

• Acesso aos Kits de desenvolvimento– Restrito– Caro– Complexo

• Desenvolver para qual plataforma?

• Faltavam comunidades!

• Quais as chances de sucesso para quem esta começando?


Xna Não é um Acrônimo


• Para desenvolver / jogar no PC

– Nenhum!

– Tudo através de ferramentas gratuitas (Visual C# Express Edition, XNA Game Studio e recursos da comunidade).

• Para desenvolver / jogar no Xbox 360.

– Licença XNA Creators Club• US$ 99,00 por ano ou

• US$ 49,00 por 4 meses


• Principal API utilizada pra desenvolvimento de jogo

• Aplicativos desenvolvidos em C++

• Desenvolvimento para Windows

• API construída sobre o DirectX

• Jogos desenvolvidos com linguagens .NET

• Desenvolvimento para plataforma Windows

• API construída utilizando como base o MDX (substituiu o MDX)

• Aplicativos desenvolvidos em C#

• Desenvolvimento para Windows, Xbox 360 e Zune



Jogos

Extended

Framework

Core

Framework

Plataforma

Starter Kits Code Content Components

Application Model Content Pipeline

Graphics Audio Input Math Storage

Direct3D XACT XINPUT XCONTENT

XNA Provê Você cria ComunidadeLegenda:

Network


Jogos

Extended

Framework

Core

Framework

Plataforma




Graphics Audio Input Math Storage Network

Modifique os jogos e crie o seu próprio



Jogos

Extended

Framework

Core

Framework

Plataforma





Mantenha-se focado no jogo e não em qual plataforma está rodando

• Faz o serviço chato e trabalhoso para você

• Desenvolvimento acelerado

• Possui recursos avançados

• Extensível

• Game


• Liberdade de escolha

– Ferramentas de criação de conteúdo

– Game engines

• Menos código para a criação

– Mais tempo para a criação do jogo

• Forte integração entre código e conteúdo

– Build de código e de conteúdo unificados



Jogos

Extended

Framework

Core

Framework

Plataforma





• Fornece recursos de renderização de baixo nível

• Construído em cima do Direct3D 9

• APIs atualizadas que seguem as regras do .NET– Efeitos– Recursos– Lock / Unlock– Vertex streams

• Recursos fornecidos– Model, Mesh e Bones– Textures– Effects e Shaders


• Baseado no XACT (Cross-Platform Audio CreationTool)– Adiciona sons

– Ajusta propriedades

– Construir bancos de sons

• Fácil integração para desenvolvedores– Acesse-os via seus nomes lógicos

– Looping, streaming, e gerenciamento de memória

– Sem gerenciamento de buffer de baixo nível


• Torna fácil a obtenção de dados de entrada

• Dispositivos– Keyboard

– Mouse (apenas para Windows)

– Xbox 360 (Gamepad, guitarra, tambores, volantes, etc...)

• Modelo de programação imediato– Não demanda inicialização

– Não demanda gerenciamento de estados

– Basicamente tira uma fotografia dos estados de todos os botões


• Fornece um jeito fácil para ler e salvar informações do jogo

• Atua como um sistema de arquivos virtuais– Arquivos armazenados no local correto de cada plataforma

– Suporta múltiplos dispositivos de armazenamento e perfis no Xbox 360

• Baseado em Streams, o que facilita a integração com o System.IO


• Biblioteca de funções matemáticas para jogos– Vector, Matriz, Quaternion, Plane, AABB, Sphere, Ray,

Frustum, Curve

– Regra-da-mão-direita por default

– Fácil integração

– Testes de interesecções

– Facilitadores para movimentos


• Conexão entre Xbox 360 e PC

• Conexão local e via LIVE!

• Inclui suporte a LIVE! MatchMaking– Conecta você a pessoas com perfil semelhantes

• Na versão 3.1– Ranked matchmaking– Venda de jogos na Live Community!– Conexão de até 8 Zunes em rede ad-hoc



Jogos

Extended

Framework

Core

Framework

Plataforma



Graphics Audio Input Math Storage


2010 © Kleber de Oliveira Andrade37

Skinning & Animation

3D Particles

Distortion

Shatter Effects

• AbduX

– Jogo completo, feito em 4 dias, por 1 pessoa

– Explora recursos gráficos, sons, input e fontes no XNA além de reconhecimento de voz


• Dungeon Quest

– Desenvolvido em apenas 4 dias

– Equipe: 1 desenvolvedor e 1 designer


• Para desenvolver:– Windows XP SP2 ou superior

– Visual C# 2008 Expresse Edition ou versão Professional

– Runtime do DirectX

• Para rodar:– Placa de vídeo compatível com DirectX 9.0 e Shaders 2.0

– Runtime do XNA e do DirectX

– PC: Windows XP SP2 ou superior

– Xbox 360: deve haver HD

– Zune: pronto para rodar!


• É uma ferramenta de desenvolvimento (IDE) criada pelaMicrosoft.

• Sua interface é simples e intuitiva.

• Muito recomendada para usuários iniciantes emprogramação na linguagem C#.

• A versão Express não tem custo e você pode registrá-la.

– Visual C# 2008 Express Edition


http://www.microsoft.com/express/Downloads/









• O XNA é um framework gratuito e robusto cominterface amigável desenvolvido pela Microsoft paracriar jogos tanto para PC quanto para o console XBox360.

– XNA 3.1 (lançada em 03/07/2009)

• Ao concluir o download do XNA 3.1 é hora deinstalar. Após possuir o XNA instalado em seucomputado, chega a hora de ver se tudo estáfuncionando corretamente.


http://www.microsoft.com/downloads/details.aspx?FamilyID=80782277-d584-42d2-8024-893fcd9d3e82&displaylang=en






• File New Project


Solution Explorer

• Após criar seu novo projeto, você já pode testá-lo.

• Para isso, aperte F5.

• Se tudo der certo, espera-se o seguinte resultado.



Initialize() LoadContent() Update()

Draw()UnloadContent()

Game Loop

Término da aplicação

• Pasta Content, botão direito do mouse... Add -> Existing Item

• Criar uma variável do tipo Texture2D Texture2D image;

• Carregar a imagem (método LoadContent)image = Content.Load<Texture2D>(“fantasma”);

• Desenhar a imagem na tela (método Draw)spriteBatch.Begin();spriteBatch.Draw(imagem, new Vector(100.0f, 100.0f), Color.White);spriteBatch.End();


• Espera-se obter o seguinte resultado ao compilar o exemplo.


• Adicione duas novas variáveis.Vector2 position = new Vector2(100.0f, 100.0f);KeyboardState keyState;

• No método Draw, troque new Vector2(100.0f, 100.0f) pela variável position que criamos.

• No método Update, adicione as seguintes linhas

keyState = Keyboard.GetState();

if (keysboardState.IsKeyDown(Keys.Up)) position.Y -= 5.0f; if (keysboardState.IsKeyDown(Keys.Down)) position.Y += 5.0f; if (keysboardState.IsKeyDown(Keys.Left)) position.X -= 5.0f;if (keysboardState.IsKeyDown(Keys.Right)) position.X += 5.0f;


• Comente as linhas do método Update que manipulam a imagem com o teclado.

• Adicione uma variável de estado para o mouseMouseState mState;

• No método Update digite.mState = Mouse.GetState();position.X = mState.X - image.Width / 2;position.Y = mState.Y - image.Height / 2;

• Para fazer a seta aparecer coloque no Initialize.IsMouseVisible = true;


• Add -> New Item


• É gerado um arquivo xml. Mude a seguinte informação dele<FontName>Arial</FontName>

• Crie uma variável do tipo SpriteFontSpriteFont sFont;

• Carregue a font que você criou no método LoadContentsFont = Content.Load<SpriteFont>(“fontArial”);

• Escreva as informações na tela dentro do método Draw, entre os comandos Begin() e End()

spriteBatch.DrawString(sFont, "X = " + position.X.ToString(), newVector2(10.0f, 10.0f), Color.White);

spriteBatch.DrawString(sFont, "Y = " + position.Y.ToString(), newVector2(10.0f, 30.0f), Color.White);


• Espera-se obter o seguinte resultado ao compilar o exemplo.


• Adicione as seguintes linhas após fazer osmovimentos do personagem.


• Adicione a música na pasta Content do seu projeto

Add -> Existent Item

• Declare uma variável do tipo Song

Song music;

• Carregar a música no LoadContent

music = Content.Load<Song>(“music”);


• Para tocar a música digite o seguinte código também no LoadContent

MediaPlayer.Play(music);

• Para fazer a música ficar em loop infinito digite:

MediaPlayer.IsRepeating = true;


• Adicione o efeito sonoro na pasta Content do seu projeto

Add -> Existent Item

• Declare uma variável do tipo SoundEffect

SoundEffect collision;

• Carregar a música no LoadContent

collision = Content.Load<SoundEffect>(“collision”);


• Declare uma váriavel de colisão como booleanabool collsion;

• No método Update, deixe collision sempre comofalso e quando acontecer uma colisão do fantasmacom a parede troque o valor para verdadeiro.

• Então verifica se collision é verdadeiro e toque osom.

if (collision) sound.Play();



Centro C2 Centro C1

Raio r2 Raio r1

Existe colisão se:dist(c1,c2) < r1 + r2

Colisão em X Colisão em Y

Colisão completa

• GameComponent– Automatiza alguma métodos sobrecarregando-os, menos a

parte de desenho

– Exemplo prático

• DrawableGameComponent– Automatiza alguma métodos sobrecarregando-os, inclusive

a parte de desenho


• GameServices– Disponibiliza serviços de objetos para outras classes



• A Linguagem C#:

– É uma linguagem orientada a objeto, moderna, desenhadaa fim de aumentar a produtividade do programador. C# éutilizado por milhares de programadores e analistas eprovê acesso total a tecnologia utilizando o .NetFramework, O Compact Framework e mais recentemente oXNA Framework


• namespace – é usada para declarar um escopo. Este escopo permite você organizar o código e oferece uma maneira parar criar tipos exclusivos.


• #region e #endregion – directiva para incluir umaregião dentro do código, facilitando a vida doprogramador, podendo este visualizar apenas ocódigo de interesse no momento.


• Comentários – /* ... */ e //


• Using – mesmo conceito do #include da linguagem C/C++ ou import da linguagem Java


com using

sem using

• Variáveis:


Tipos C# Valores possíveis de se armazenar

bool true ou false (valores booleanos)

byte 0 a 255 (8 bits)

sbyte -128 a 127 (8 bits)

char Um caractere qualquer (16 bits)

decimal ±1.0 x 10-28 a ±7.9 x 1028 (128 bits)

double ±5.0 x 10-324 a ±1.7 x 10308 (64 bits)

float ±1.5 x 10-45 a ±3.4 x 1038 (32 bits)

int -2,147,483,648 a 2,147,483,647 (32 bits)

uint 0 a 4,294,967,295 (32 bits)

long -9,223,372,036,854,775,808 a 9,223,372,036,854,775,807 (64 bits)

ulong 0 a 18,446,744,073,709,551,615 (64 bits)

object Qualquer tipo

short -32,768 a 32,767 (16 bits)

ushort 0 a 65,535 (16 bits)

string Seqüência de caracteres (16 bits por caractere)

• Operadores


Category Operator(s) Associativity

Primary (x) x.y f(x) a[x] x++ x- - new typeof sizeof checked unchecked Left

Unary + - ! ~ ++x - -x (T)x Left

Multiplicative * / % Left

Additive + - Left

Shift << >> Left

Relational < > <= >= is Left

Equality == != Right

Logical AND & Left

Logical XOR ^ Left

Logical OR | Left

Conditional AND && Left

Conditional OR || Left

Ternary ? : Right

Assignment = *= /= %= += -= <<= >>= &= ^= |= Right

• Vetores Multidimensionais (arrays):


• Entrada e Saída padrão:


• Estrutura condicional IF/ELSE:


• Laço de repetição FOR:


• Laço de repetição WHILE:


• Laço de repetição FOREACH:– O laço foreach é usado quando queremos percorrer todos os

elementos de um array (matriz) ou de coleções de dados, tais comouma ArrayList.


• Listas:


• Tratamento de erros:


• Classes

• Construtor

• Atributos e métodos


• Herança, Polimorfismo, Encapsulamento e Enumeradores.


• “XNA Tap”

– Construção de um jogo simples

– Construção de um gerenciador de telas

– O jogador deve acertar as baratas com o jornal


• Sharp, John. Microsoft Visual C#: Passo a passo (Tradução: Altair Dias Caldas deMoraes). Porto Alegre : Bookman, 2007. 504 p. ISBN 978-85-60031-17-7.

• Kleber Andrade. Curso de XNA. http://kleberandrade.wordpress.com/xna –[acessado em abril de 2010].

• Sharp Games. http://www.sharpgames.net - [acessado em abril de 2010]

• XNA Developer Center, http://msdn.microsoft.com/xna/ - [acessado em março de2010]

• XNA Creators Club, http://creators.xna.com – [acessado em abril 2010]


http://kleberandrade.wordpress.com/xna/








http://msdn.microsoft.com/xna/







http://creators.xna.com/







Obrigado !Kleber de Oliveira Andrade

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