вторник, 8 ноября 2022 г.

"Перехват"

Данная статья рассказывает о первом личном опыте работы в игровом движке GODOT. Имея некоторый опыт работы в ныне уже мертвом движке Blender Game Engine (BGE), долгое время искал ему замену. По ряду причин меня не устраивали ни Unity, ни Unreal Engine (ограниченность размеров игрового мира, явная перенасыщенность меню этих движков, сложность освоения — это прежде всего к UE, да и политическая ситуация ныне нездоровая, достаточно посмотреть на Олимпийское движение с его «спорт вне политики»).

Сам проект можно скачать здесь: https://cloud.mail.ru/public/UZ1V/4Sa2ShCMt

20 МБ. Версия GODOT 3.5.1

По ряду причин, прежде всего, технических (старый компьютер с маленьким объемом ОЗУ), я вынужден был отказаться (надеюсь, временно), от освоения российского движка UNIGINE, хотя и считаю его весьма перспективным, по некоторым причинам затормозилось освоение другогог российскогог движка NeoAxis (прежде всего из-за запутанности интерфейса и некоторых вещей, вроде импорта моделей), но потом я еще попробую вернуться к этой теме, если что-то будет получаться.

Фактически требовалась замена BGE, желательно open-source, не перетяжеленный интерфейс, язык программирования — желательно Python, хотя и C# подошел бы, да и С++, если сильно будет нужно, можно начать изучать на практике.

В GODOT используется собственный язык скриптования, очень похожий на Питон, есть правда, свои нюансы, самый важный из которых — невозможность прицепить к одному объекту несколько скриптов. Но в принципе, для быстрого старта и изучения движка на практике, это не критично.

Первым проектом, который был доведен до ума и который можно назвать завершенным, является небольшая двумерная игра «Перехват», созданная по мотивам советского игрового автомата, на котором когда-то довелось поиграть в детстве (во второй половине 1980-х годов).

Скрин стартовой сцены.




Скрин. Перехватчик ведет огонь.



Скрин. Взрыв "наглотавшейся" снарядов цели.



Скрин итоговой сцены.



Сама игра предельно проста — небольшой экран, на котором изображается небо с плывущими по нему облаками, создающее иллюзию полета. В нижней части экрана влево-вправо перемещается с помощью ручки управления силуэт перехватчика, навстречу которому по экрану сверху вниз пролетают самолеты противника. За время игрового сеанса игрок должен сбить как можно больше «вражеских» самолетов, нажимая на кнопку на ручке управления, имитрующую гашетку авиациооной пушки. Имеется табло подсчета уничтоженных целей, и таймер.

При создании игры я работал именно «по мотивам», не копируя все из оригинальной версии «Перехвата», поэтому все, что можно увидеть на экране — отличается и довольно сильно. Сама игра состоит из трех основных сцен — стартовой, собственно игровой и итоговой. На игровой сцене происходят основные события и на нее же подгружаются сцены элементов игры. GODOT предусматривает создание некоего конструктора из множества сцен, на которых размещаются элементы самого проекта, которые могут подгружаться в основную сцену по мере надобности. Это очень удобно, почти точно так же работал и почивший ныне BGE.

Итак, переходим, собственно к описанию проекта, можно даже сказать, к его технической документации.

Стартовая сцена, она же StartGameScene. Она довольно проста и состоит всего из 5 элементов, как их называют в GODOT – нод, узлов. Одна из них является корнем, родителем для всех остальных. В сцене имеются две кнопки «Старт» и «Выход», фоновая каринка и нода фоновой музыки. Картинка была создана в ГИМП, на ней фото самого игрового автомата и сопроводительный текст, в котором заодно указаны клавиши управления, их всего три — Пробел, Левая Стрелка и Правая Стрелка. Поверх картинки и размещаются две кнопки. Фоном играет музыка, представляющая из себя мелодию формата ogg. Здесь следует отметить, что если вам надо непрерывно проигрывающийся звук (циклическое воспроизведение), то надо использовать именно формат OGG. При его добавлении на ноду AudioStreamPlayer он автоматически зацикливается и вам не нужны дополнительные манипуляции. Только надо не забыть поставить галочку в графу Autoplay в Инспекторе меню (справа, верхняя часть меню). В свое время я долго не ммог понять, почему у меня не происходит циклического проигрывания звука, который был в формате wav, так вот причина крылась именно в формате — нужен был ogg.

Скриптов в первой сцене немного — всего-то один. И он расположен на корневой ноде.


extends Node2D


#Это переменная таймера кнопки «старт»

var timerStart = 0


#Эта функция выполняется РАЗОВО

func _ready():

#Установка сигналов на нажатие кнопок, и названия функций по которым должна идти

#отработка функций после выдачи сигнала. Сигнал стандартный «кнопка нажата», а

#функции разные.

$GameStart.connect("button_down", self, "_click1")

$GameEnd.connect("button_down", self, "_click2")


#Эта функция запускает таймер кнопки «Старт»

func _click1():

timerStart += 1


#Стандартная функция GODOT, работать начинает сразу после _ready и работает непреывно.

func _process(delta):

#Если таймер кнопки стартовал и не равне нулю, он непрерывно увеливает свое

#значение, пока не достигнет некоего предела.

if timerStart!= 0:

timerStart+= 1

#Все это нужно, чтобы игрок увидел реакцию кноки, иначе будет мгновенно

# загружена игровая сцена, будет не слишком красиво.

if timerStart > 10:

#Кнопка нажалась, теперь можно перейти на игровую сцену

get_tree().change_scene("res://Scenes/GeneralGameScene.tscn")


#Эта функция просто выключает игру

func _click2():

get_tree().quit()



А далее мы попадаем на игровую сцену. На ней имеются:


Фон однотонного цвета

Черная полоска с иконками и цифрами внизу

Перехватчик, перемещающийся влево-вправо

Проплывающие по экрану сверху вниз облака

Самолеты и иракеты противника, также плывущие сверху вниз

Трассера перехватчика игрока

Взрывы при попаданиях в цели


Сама сцена называется GeneralGameScene, это имя носит корневая нода, к которой подсоединены все выше перечисленные вещи.

Фон сцены — просто цветовая нода ColorRect, которая задает цвет фону.

Черная полоска с иконками снарядов, взрывов, уничтоженных целей и «проскочивших» целей также выполнена в ГИМПЕ — это просто рисунок с прозрачным слоем, в формате png.

Цифры же представляют из себя ноды типа Label, то есть «метка» с текстом в виде цифр, причем все ноды переименованы так, чтобы можно было с ходу понять, кто и за что отвечает.

А вот дальше уже идут подгружаемые объекты — перехватчик, облака и цели...

Сначал скрипт корневой ноды GeneralGameScene.


extends Node2D


#Переменная таймера облаков

var randomClouds = 0


#Словарь данных игры — текущие данные и данные за лучший сеанс

#Уничтоженные цели, Кол-во попаданий, Пропущенные цели

var DictSave = {"Frag":0, "Victories":0, "Survives":0, "BestFrag":0, "BestVictories":0, "BestSurvives":0}


#Таймер целей

var TargetGen = 0


#Боекомплект (БК), попадания, проскочившие цели, уничтоженные цели

var BK = 500

var Frag = 0

var Survives = 0

var Victories = 0


func _ready():

#Добавление сцены перехватчика игрока, срабатывает ОДИН раз

var Interceptor = preload("res://Scenes/Interceptor.tscn").instance()

add_child(Interceptor)


#Очень важная вещь — сохранение данных после игры в файл формата json

func jsonJobWrite():

var fileSave = File.new()

fileSave.open("res://Scripts/DictSave.json", File.WRITE)


#Ключеовая строчка — запись обновленного словаря скрипта в json

fileSave.store_string(to_json(DictSave))

fileSave.close()


#Здесь возможна некоторая путаница, дело в том, что сначала открывается файл json с

#данными за предыдущую игру и эти данные пишутся в словарь этого скрипта. Причем

#по окончании сеанса происходит исправление части данных словаря — а именно, текущих

#достижений, достижения лучшего сеанса (ключи словаря с приставкой Best не меняются),

#и уже пеотом, при переходе на итоговую сцену, обновленный словарь вновь пишется в json.

func jsonJob():

var LoadFile = File.new()

#Проверка, есть ли такой файл

if not LoadFile.file_exists("res://Scripts/DictSave.json"):

return

#Если есть, то открываем, читаем данные и записываем их в словарь скрипта

#Что-то вроде временной копии.

else:

LoadFile.open("res://Scripts/DictSave.json", File.READ)

var temp = parse_json(LoadFile.get_line())

#Это как раз чтение и запись в словарь скрипта

DictSave = temp


#А вот это уже пошли исправления — учитываются текущие результаты

DictSave["Victories"] = Victories

DictSave["Frag"] = Frag

DictSave["Survives"] = Survives

LoadFile.close()

# А вот теперь обновленный словарь можно и записать — перед закрытием игровой

#сцены и уходом на итоговую (см. функцию выше)

jsonJobWrite()


func _process(delta):

#Блок случайности пояления облаков, работает таймер облаков

randomize()

randomClouds = rand_range(0, 10)

if randomClouds > 9.98:

var Clouds = preload("res://Scenes/Cloud.tscn").instance()

add_child(Clouds)

#Выход из игры происходит при исчерпании БК либо по нажатии Esc

if Input.is_action_pressed("ui_cancel") or BK == 0:

#Сначал обязательно обрабатываются данные текущего сеанса, и только

#потом идет переход на итоговую сцену

jsonJob()

get_tree().change_scene("res://Scenes/EndGame.tscn")

#Работа генератора целей, а также контроль расхода БК, попаданий и т.п.

#Используется текст дочерних нод Label

TargetGen += 1

get_parent().get_node("BK").text = str(BK)

get_parent().get_node("Frag").text = str(Frag)

get_parent().get_node("Survives").text = str(Survives)

get_parent().get_node("Victories").text = str(Victories)

#Появление новой цели на экране

if TargetGen == 300:

var Target = preload("res://Scenes/Target.tscn").instance();

add_child(Target)

TargetGen = 0


Скрипт относительно длинный, но много места в нем занимает работа по контролю и сохранению данных. А теперь перейдем к подгружаемым объектам.

Сначала облака — это чисто декоративные объекты, их задача медленно и величественно проплыть по экрану, иногда мешая, иногда помогая игроку. Скрипт прост.


extends Sprite


func _ready():

#При появлении облака происходят три случайные вещи. Задается положение

#размер и форма (через изменение текстуры вида облака)

randomize()

var coordinateX = rand_range(40,980)

var scaleCloud = rand_range(0.1, 0.6)

var textureNum = rand_range(0,1)

#Смена текстуры, просто выбирается одна картинка из трех

if textureNum < 0.66 and textureNum > 0.33:

set_texture(load("res://GamePics/Cloud2.png"))

elif textureNum > 0.66:

set_texture(load("res://GamePics/Cloud3.png"))

#Случайное место появления — только по горизонтали, по вертикали облако ВСЕГДА

#ставится за пределами экран

position.x = coordinateX

position.y = -20

scale = Vector2(scaleCloud, scaleCloud)


func _process(delta):

#Дальше оно просто плывет сверху вниз, при выходе за пределы видимости

#убирается, чтобы не захламлять экран и память

position.y += 0.5

#Это как раз егог исчезновение

if position.y > 700:

self.queue_free()


А вот теперь переходим уже к перезватчику, трассерам, противникам и взрывам...

Скрипт перехватчика:


extends Sprite


#Таймер стрельбы

var shoot = 0


func _ready():

#При своем появлении перехватчик устанавливается в правом нижнем углу экрана

position.x = 980

position.y = 500


#Для разнообразия можно сменить текстуру вида перехватчика случайным образом

#Их три штуки, довольно сильно отличающиеся, но только видом

randomize()

var textureNum = rand_range(0,1)

if textureNum < 0.66 and textureNum > 0.33:

set_texture(load("res://GamePics/Interceptor2.png"))

elif textureNum > 0.66:

set_texture(load("res://GamePics/Interceptor1.png"))

func _process(delta):

#Управление — вправо-влево и стрельба, перемещение ограничено в координатах,

#чтобы не «уезжать» за пределы экрана

if Input.is_action_pressed("ui_right") and position.x < 980:

position.x +=8

elif Input.is_action_pressed("ui_left") and position.x > 40:

position.x -=8

if Input.is_key_pressed(KEY_SPACE):

if get_parent().get_parent().BK > 0:

shoot += 1

if shoot == 7:

#Это и есть стрельба — добавление сцены трассера раз в 8

#тиков таймера, чтобы темп был не слишком высок

var Trasser = preload("res://Scenes/Trasser.tscn").instance();

add_child(Trasser)

shoot = 0


Дальше смотрим скрипт трассера-снаряда. Его задача — пролететь по экрану вверх, если он не встретился с целью, то просто исчезнуть, если было пересечение — вызвать взрыв, сообщить о своем попадании «счетчику» и исчезнуть.


extends Sprite


func _ready():

#В этом блоке разово выставляется размер трассера, отыскивается корневой элемент

#элемент сцены со счетчиком и включается нода отслеживания столкновения с целью

#Area2D, которая должна подать сигнал всем «заинтересованным лицам»

get_parent().get_parent().get_parent().get_parent().BK -= 1

$AudioStreamPlayer.play()

$Area2D.connect("area_entered", self, "hit")

scale = Vector2(1.5, 1.5)


func _process(delta):

#Это просто полет трассера вверх по экрану и его «самоликвидация» при выходе

#за пределы оного

position.y -= 100

if position.y < -2500:

self.queue_free()


func hit(object):

#В случае попадания следует сообщение для «счетчика», смотрим скрипт главной

#игровой сцены GeneralGameScene, там есть переменная Frag

get_parent().get_parent().get_parent().get_parent().Frag += 1

#Все, сообщение передано, убираем ненужный трассер

queue_free()


Все, что происходит с целью — описано в скрипте Target, в котором описано ее поведение.


extends Sprite


#Переменные урона и «порога стойкости»

var healthAnti = 0

var limitLife = 0


func _ready():

#Появление цели по горизонтали случайно, но она всегда появляется за верхним

#обрезом экрана

randomize()

var numX = rand_range(40,980)

#Выставляем «порог стойкости», то есть сколько попаданий выдержит цель

#стартовые координаты, и включаем сигнал столкновения со снарядом

limitLife = rand_range(0,5)

position.x = numX

position.y = -20

$Area2D.connect("area_entered", self, "hit")

var textureNum = rand_range(0,1)

#Это длинный и однообразный блок для смены текстур вида цели, выбирается аж

#девять картинок

if textureNum < 0.3 and textureNum > 0.15:

set_texture(load("res://GamePics/Target1.png"))

elif textureNum < 0.45 and textureNum > 0.3:

set_texture(load("res://GamePics/Target2.png"))

elif textureNum < 0.6 and textureNum > 0.45:

set_texture(load("res://GamePics/Target3.png"))

elif textureNum < 0.75 and textureNum > 0.6:

set_texture(load("res://GamePics/Target4.png"))

elif textureNum < 0.9 and textureNum > 0.75:

set_texture(load("res://GamePics/Target5.png"))

elif textureNum > 0.9:

set_texture(load("res://GamePics/Target6.png"))

func _process(delta):

#А дальше цель плывет вниз, и исчезает, если в нее не попали, только и всего

position.y += 1

#print(get_parent().get_parent().name)

if position.y > 700:

get_parent().get_parent().Survives += 1

self.queue_free()


func hit(object):

#А вот если попали, идет добавление урона, и как только цель «наглотается» снарядов

#следует взрыв и сопутствующая этому возня с картинками, звуками и подсчетами

healthAnti += 1

if healthAnti > limitLife:

deadTarget()


#Основная возня описана здесь

func deadTarget():

#Сначала подгружаем сцену взрыва

var Explode = preload("res://Scenes/Explode.tscn").instance();


#Сообщение об уничтожении цели в ноду GeneralGameScene

get_parent().get_parent().Victories += 1


#Этот блок нужен для правильного расположения места взрыва, иначе он появится в

# левом верхнем углу, в нулевой точке, надо переместить спрайт взрыва в точку своих

#последних координат, да еще отсоединить от себя, чтобы не убрать вместе с собой, то

#есть приходится менять родительский объект...

var generalNode = get_tree().get_root().get_child(0)

add_child(Explode)

self.remove_child(Explode)

generalNode.add_child(Explode)

Explode.position = self.position


#Вот теперь все, и цель может быть убрана с экрана после своего уничтожения

queue_free()



Рассмотрим скрипт взрыва снаряда, который выдает картинку вспышки (анимированную) и звук, кстати, звук выстрела присутствует на сцене трассера, добавляясь вместе с ним. Так и звук взрыва тоже добавляется вместе со сценой взрыва и также проигрывается автоматически один раз при появлении.


extends AnimatedSprite


var timerLife = 0


func _ready():

#Ради эксперимента здесь выставлено проигрывание звука через код

$AudioStreamPlayer.play()


func _process(delta):

#Чтобы анимация спрайта проигрывалась, ее надо создать и дать ей название

#а уже потом ее можно проиграть одной строчкой

play("Explode")

#А это просто задержка исчезновения ненужной после анимации и звука сцены,

#Чтобы звук не «обрезался»

timerLife += 1

if timerLife == 100:

get_parent().queue_free()


Собственно, на этом все с осноной игровой сценой. Теперь остается итоговая. Она тоже относительно проста, как и стартовая, только кнопок там три, и функции у них немного другие. Также присутствует текстура фона с текстом и зацикленная музыка.

Скрипт EndGame проводит подведение итогов, он тоже длинный.


extends Node2D


#Таймер для кнопки, чтобы была небольшая задержка (см. самый первый скрипт)

var timerStart = 0


#Все уже знакомо — словарь сохранения результатов, переменные для попаданий, побед и пр

#Плюс лучшие достижения

var DictSave = {"Frag":0, "Victories":0, "Survives":0, "BestFrag":0, "BestVictories":0, "BestSurvives":0}


var CurrentVictories = 0

var CurrentBullet = 0

var CurrentLoose = 0


var BestVictories = 0

var BestBullet = 0

var BestLoose = 0


func _ready():

#И снова загрузка и чтение фала json после только что проведенного игрового сеанса

var LoadFile = File.new()

if not LoadFile.file_exists("res://Scripts/DictSave.json"):

return

else:

LoadFile.open("res://Scripts/DictSave.json", File.READ)

var temp = parse_json(LoadFile.get_line())

#print(temp)

CurrentVictories = temp["Victories"]

CurrentBullet = temp["Frag"]

CurrentLoose = temp["Survives"]

BestVictories = temp["BestVictories"]

BestBullet = temp["BestFrag"]

BestLoose = temp["BestSurvives"]

#Меняем текст дочерних нод типа Labael на итоговом меню

$CurrentBullet.text = str(temp["Frag"])

$CurrentVictories.text = str(temp["Victories"])

$CurrentLoose.text = str(temp["Survives"])

$BestBullet.text = str(temp["BestFrag"])

$BestVictories.text = str(temp["BestVictories"])

$BestLoose.text = str(temp["BestSurvives"])

#Файлы json после использования надо обязательно закрывать

LoadFile.close()

#Три кнопки с сигналами при их нажатии - «Выход», «Новая игра», «Сброс»

$ButtonReset.connect("button_down", self, "_click1")

$ButtonNewGame.connect("button_down", self, "_click2")

$ButtonQuit.connect("button_down", self, "_click3")


func _process(delta):

#Снова задержка действия, чтобы кнопка успела показать свое нажатие

if timerStart!= 0:

timerStart+= 1

if timerStart > 10:

Resultat()

get_tree().change_scene("res://Scenes/GeneralGameScene.tscn")

func _click1():

#Для кнопки «Сброс» - просто обнуляет все значения для словаря, игра начинается

# с нулевой точки, все старые достижения стерты

DictSave = {"Frag":0, "Victories":0, "Survives":0, "BestFrag":0, "BestVictories":0, "BestSurvives":0}

var fileSave = File.new()

fileSave.open("res://Scripts/DictSave.json", File.WRITE)

fileSave.store_string(to_json(DictSave))

fileSave.close()


func _click2():

#Новая игра

Resultat()

timerStart += 1

func _click3():

#”Выход» - просто выключение игры

get_tree().quit()

func Resultat():

#Идет сравнение только что проведенного игрового сеанса с лучщими достижениями

#Если результат лучше, то старые достижения сменяются новыми

if CurrentVictories > BestVictories:

DictSave["BestVictories"] = CurrentVictories

DictSave["BestFrag"] = CurrentBullet

DictSave["BestSurvives"] = CurrentLoose

elif CurrentVictories == BestVictories:

if CurrentBullet < BestBullet:

DictSave["BestVictories"] = CurrentVictories

DictSave["BestFrag"] = CurrentBullet

DictSave["BestSurvives"] = CurrentLoose

elif CurrentBullet == BestBullet:

if CurrentLoose < BestLoose:

DictSave["BestVictories"] = CurrentVictories

DictSave["BestFrag"] = CurrentBullet

DictSave["BestSurvives"] = CurrentLoose

DictSave["Victories"] = CurrentVictories

DictSave["Frag"] = CurrentBullet

DictSave["Survives"] = CurrentLoose

#Запись обновленного словаря в файл json

var fileSave = File.new()

fileSave.open("res://Scripts/DictSave.json", File.WRITE)

fileSave.store_string(to_json(DictSave))

fileSave.close()


Надеюсь, было более-менее понятно. Следует учесть, что далеко не все возможности и нюансы GODOT были мною освоены, очень возмржно, что в некоторых местах код может быть более лаконичным, возможно, что-то было наворочено лишнего, но проект был доведен до рабочего состояния, был успешно экспортирован в приложение типа exe для Виндовс, может быть существенно доработан, к примеру, при увеличении числа побед увеличивается частота появления целей и их скорость и скорость перехватчика, можно добавлять бонусы в виде дополнительного боезапаса, ограничить время игры по таймеру, включить новые виды оружия типа самонаводящихся ракет, постановку помех, и так далее (но это уже ближе к авиасимулятору будет).


Для освоения GODOT использовались примеры из блога Дзен;

https://dzen.ru/godotengine

Официальная документация GODOT

https://godot-ru.readthedocs.io/ru/latest/

Музыка взята с сайта Opengameart

https://opengameart.org/