Пишем игру на си. Программирование игр: программы, особенности создания и рекомендации. Математика для разработки игр

Я написал один и тот же шутер от первого лица на JavaScript, а потом на C++. В этой статье опишу, как все это происходило.

Несколько лет назад, когда WebGL начал свое шествие по браузерам, у меня возникла идея - написать шутер от первого лица на JavaScript и HTML. Абсолютно безумная затея, но она сработала, и даже не очень лагала (попробуйте сами). В свободное время я понемногу модифицировал код, со временем игра обросла фичами и стала интересной.

Сравнение

Теперь у меня есть редкая возможность сравнить ход разработки одного и того же приложения на C++ и JavaScript. Разберу по пунктам.

Производительность

Сейчас вы очень удивитесь: производительность обеих реализаций не сильно различается (прим. перев. : А вот на компьютере без дискретной видеокарты разница огромна - в браузере игра почти не играбельна, а вот в C++-версии отсутствуют даже малейшие лаги).

Даже самая ресурсоемкая часть - процедурная генерация домов и обнаружение столкновений физическим движком - не сильно лагали на JavaScript. Тормозит буквально раза в два больше, чем в C++-версии. Оптимизация выполнения JavaScript в Chrome меня очень впечатлила. К несчастью, все равно JavaScript-версия ощущается куда более медленной . Далее я объясню, почему.

Дьявол кроется в деталях

В реализации на C++ я мог контролировать любую деталь выполнения, любую мелочь. В JavaScript-версии во многих вещах я полагался на браузер - в этом и крылась проблема. На JavaScript процедурная версия едва заметно подлагивала из-за того, что некоторые вызовы WebGL имеют свойство ненадолго вешать браузер. Буквально на миллисекунды, но их очень много - поэтому игра «плыла», ощущалась очень медленной по ритму. Я написал несколько обходов для основных проблем, но с другими ничего сделать, увы, было нельзя. На C++ же контролировать можно все - и если возникают проблемы, можно придумать способ их решить.

Версия на JavaScript на моем компьютере выдавала тот же FPS, что и на C++ - около 120 кадров в секунду. Но ощущалась она очень, очень медленной. В зависимости от используемой ОС и железа компьютера браузер ведет себя сильно по-разному, и даже ввод иногда лагает.

Даже если сцена отрисуется очень быстро - управление мышкой сильно отставало, для шутера от первого лица такое отставание критично. Из-за этого игра тоже казалось очень заторможенной.

В игровом коде есть два способа исполнения «игрового цикла»: requestAnimationFrame() и setInterval() . Одна из версий частично решает проблему скорости ввода на одних системах, другая - на других. От этого ситуация запутывается еще сильнее.

Таких мелких проблем было много, но у всех была одна причина - в JavaScript-версии все очень сильно зависит от реализации браузера, который часто делает не то, что вы от него хотите. В C++ такой проблемы не было в принципе.

Скорость разработки

И JavaScript, и C++ я знаю достаточно хорошо, поэтому скорость была примерно одинаковой. В C++ иногда возникает нужда реализовать вещи, о которых в JavaScript думать не надо, но зато система типов C++ помогает в отлове багов и опечаток. «Хвала» современным браузерам - JavaScript отлаживать так же удобно, как C++ двадцать лет назад.

Лично я думаю, у обоих языков есть и плюсы, и минусы. В конце концов, оба они - просто инструменты для достижения цели.

Итог

Если вы решите вдруг написать свой трехмерный шутер от первого лица, я настоятельно рекомендую делать это не на JavaScript/HTML/WebGL. Для встроенных в сайты мелких игрушек или прототипов они хороши, но сделать на них полноценный, да еще и нативный продукт нереально. Ну, по крайней мере, сейчас. Кто знает, вдруг через несколько лет все станет резко наоборот. Знаю много людей, которые с таким инструментарием делают двухмерные игры, и получается прекрасно. Но для трехмерной игры от первого лица это так не работает.

Я решил продолжить работу над C++-версией. Надеюсь, что закончу в ближайшие месяцы. Вот тут можно понаблюдать за прогрессом:

Наверняка каждый геймер хотя бы раз в жизни задумывался о создании собственного игрового проекта. Мало того, многие даже начинают совершать различные телодвижения в этой области. Но как правило, спустя неделю-две юный геймдев, столкнувшись с определенными проблемами, наподобие элементарного отсутствия знаний, забывает о своей мечте и садится за прохождение очередного шутера. В чем же дело? Неужели программирование игр - это настолько трудоемкий и непостижимый для обычных смертных процесс? Ответ на этот вопрос вы сможете найти в данной статье.

Разработка игр

С уверенностью можно сказать, что программирование игр — одна из сложнейших задач в сфере ИТ. Дело в том, что для создания хорошего проекта необходимо обладать довольно обширным объемом знаний. К примеру, нужно знать несколько языков программирования, уметь писать простой и понятный код, в котором нет ничего лишнего, и т.д. Именно по этой причине разработкой игр занимаются крупные геймдев-команды, которые состоят из сотни специалистов в различных областях.

Конечно, имеются и исключения из правила. К примеру, небезызвестный программист Маркус "Нотч" Перссон в одиночку создал "Майнкрафт" — игру, которая является одним из самых прибыльных проектов за последние 10 лет. Но для того, чтобы разработать что-то подобное, нужно быть настоящим асом своего дела и иметь за плечами огромный опыт.

Создание игр. Программирование

Начать создавать шедевры компьютерного мира теоретически может каждый. Но как можно понять, программирование игр - это очень сложно. Однако стать геймдевом может практически любой. Самое главное условие — много свободного времени и просто титаническая усидчивость. Допустим, у нас это имеется. Что же делать дальше?

В первую очередь нужно освоить хотя бы несколько самых популярных языков программирования. Без этого создать качественную игру вряд ли получится. Почему же несколько языков? Неужели одного недостаточно? Дело в том, что каждый programming language имеет свою четкую область применения. Ниже мы рассмотрим самые востребованные языки и их применение при программировании игр.

Языки

Пожалуй, наиболее универсальным языком в плане программирования игр является C++. Большинство современных игр и движков для них пишутся именно на нем. В чем же особенность данного языка? Пожалуй, одно из главных достоинств C++ заключается в огромном количестве всеобъемлющих библиотек. Благодаря этому посредством данного языка можно написать все что угодно: от маленькой инди игрушки до крупного проекта ААА класса.

Но к сожалению, C++ очень сложен в освоении. Новичок вряд ли сможет разобраться в этих дебрях. Именно по этой причине лучше начать свое знакомство с миром программирования с чего-нибудь попроще.

Python — это, пожалуй, лучший выбор для начинающего геймдева. Во-первых, синтаксис языка довольно прост. Для того чтобы начать программировать на Пайтоне, достаточно прочитать туториал и обладать нативным уровнем английского. Во-вторых, возможности данного языка программирования достаточно широки. Конечно, Пайтону не угнаться за C++ в плане функциональности. Тем не менее посредством Python можно создать вполне достойный софт (в том числе и игру). К примеру, на Пайтоне написаны такие игры, как "Батлфилд" (2005), "Цивилизация 4", "Симс 4" и много других проектов, которые стали настоящими хитами.

Java — еще один претендент, который определенно достоин внимания. Пожалуй, главное достоинство данного языка — полная кроссплатформенность. Это означает, что софт, написаный посредством "Ява", поддерживается всеми операционными системами ("Виндовс", "Линукс", "Андроид" и т.д.). Это позволяет быстро переделать игру под любую платформу. Помимо этого, Java дает программисту массу возможностей. За примерами далеко ходить не нужно. Вышеупомянутый "Майнкрафт" был написан именно на "Яве".

Однако что делать, если нет времени на изучение языков, но свою игру написать все-таки хочется? Тут на помощь приходят так называемые игровые конструкторы. Что это такое? Ответ на вопрос вы сможете найти ниже.

Конструктор игр — это специальная программа, которая объединяет в себе интегрированную среду разработки и движок. Проще говоря, это софт, с помощью которого можно делать свои игры без программирования. Если вы только начали свой путь геймдева, то конструкторы игр — как раз то, что вам нужно. С их помощью вы сможете понять, как происходит процесс разработки, на что стоит обратить свое внимание, и подметить для себя прочие важные аспекты.

Тем не менее подобные программы имеют и недостатки. Конструкторы игр обладают довольно скудным функционалом. Подобные программы накладывают на пользователя ограничения в плане жанра, графики, механики и т.д. Именно по этой причине создать достойный внимания проект с помощью конструктора вряд ли получится.

Программы для создания игр

Как можно было понять, конструкторы не предназначены для создания крупных проектов. Подобные программы необходимы для того, чтобы дать юному геймдеву первый опыт в плане разработки игр. В этой части статьи мы рассмотрим самые популярные программы для программирования игр, которые помогут новичкам сделать первые шаги в геймдев-среде.

Пожалуй, сама известная программа для разработки игр — Game Maker. Она предназначена для создания двухмерных проектов. Делать игры можно без навыков программирования. Вместо строчек кода пользователю предоставляют набор готовых действий. Все, что нужно сделать — создать объекты и определить правила взаимодействия между ними. Также стоит подметить, что рисовать спрайты можно прямо в Game Maker без использования посторонних программ. Поэтому софт является вполне самодостаточным. Мало того, Гейм Мейкер не обидит и продвинутых юзеров, которые обладают навыками программирования. Ведь в программе есть возможность добавлять свой исходный код. Посредством Game Maker можно создавать игры с видом сверху (РПГ, тактический шутер и т.д.) и сбоку (платформер).

Construct 2 — это еще один конструктор для разработки 2D-игр. Пожалуй, главная особенность данной программы — мультиплатформенность. Посредством "Конструкта" можно создавать игры для iOS, Android, Windows, Web и т.д. В плане функциональности Construct 2 ничем не уступает тому же "Гейм Мейкеру".

Вывод

Программирование игр — очень трудоемкий процесс, который длится месяцами, а то и годами. Поэтому если вы хотите стать профессиональным геймдевом, то необходимо развивать в себе такие качества, как терпение и сила воли.

Компьютерные игры - это большой бизнес. Суммарная выручка индустрии видеоигр в США достигла 23,5 миллиардов долларов в прошлом году, что на 5% больше, чем в 2014. За каждой великой игрой стоят программисты, которые вносят существенный вклад в конечный продукт. Конечно, для создания разных игр используются разные языки программирования. В данной статье мы представим вам несколько самых популярных.

Язык ассемблера

Многие игры для Sega и Dendy были написаны на различных диалектах языка ассемблера, включая Super Mario Brothers.

Игры серии Super Mario были проданы тиражом более 70 миллионов копий. IGN назвала третью часть Super Mario Brothers самой великой игрой всех времён.

Язык Си

Язык Си до сих пор остаётся одним из самых популярных языков программирования из-за своей относительной простоты и чёткой структуры. Компания id Software использовала Си для создания игры Doom, впервые выпущенной в 1993 году.

Doom была названа самой влиятельной FPS-игрой, став прообразом многих других игр от первого лица и 3D-игр в общем. По приблизительным оценкам Doom набрал около 10 миллионов установок в 1995 году.

С++

Язык С++ использовался для создания многих современных операционных систем, софта, игр и игровых движков. Благодаря его гибкости, игры можно относительно несложно портировать с ПК на консоли и в обратном направлении. Одной из самых популярных игр, написанных на С++, является World of Warcraft.

С момента запуска было продано 14 миллионов копий. 48% подписчиков проживают в азиатском регионе, 22% из США. На вики по WoW содержится более 100 000 статей.

C#

Разработанный компанией Microsoft в 2000 году, С# стал довольно популярен среди разработчиков игр. Движок Unity, широко используемый при создании игр для ПК, консолей и мобильных устройств, написан преимущественно на С#. Одна из самых заметных игр в данном классе - Angry Birds.

Angry Birds находится на третьем месте по популярности среди всех игры для iOS всех времён, сразу за Candy Crush Saga и Fruit Ninja. Стоимость разработки первой версии игры составила порядка $140 000, что является очень скромным числом в своём роде. Четыре человека работали над игрой суммарно порядка восьми месяцев.

Java

Java является в некотором роде родственником C#. Они развиваются под влиянием друг друга, оба имеют сборщики мусора и объектно-ориентированы. Но Java изначально позиционируется как платформонезависимый язык, что означает, что он (по задумке) работает абсолютно одинаково на всех устройствах. Истории успешных игр, написанных на Java, включают в себя RuneScape и Minecraft.

Альфа-версия игры была создана всего за 6 дней. Minecraft - вторая самая продаваемая игра в мире. Изначально она называлась «Cave Game».

Хотите найти больше материалов по разработке игр и, может быть, даже разработать одну свою? Загляните в .

Что должны учитывать будущие разработчики игр? С какого языка начать обучение? К чему стремиться? На кого равняться? И что необходимо сделать в первую очередь?

Большинство любителей рок-музыки рано или поздно берут в руки гитару. Фанаты спорта страстно мечтают о выходе на футбольное поле, баскетбольную площадку или теннисный корт. Ну а те, кто совершил сотни угонов в GTA, провел десятки часов в компьютерных клубах за Counter-Strike или достиг немалых успехов в MMORPG, наверняка задумываются о карьере разработчика игр.

Проблема в том, что данному направлению обучают в считанных учебных заведениях. Посему большинство разработчиков игр – самоучки, некогда сами составившие учебную программу. Но какие нюансы они учитывали? С чего начинали и к чему стремились? Какой язык учили в первую очередь? На эти и другие актуальные вопросы мы и постарались ответить.

К чему стремиться?

Перед походом в магазин вы составляете список покупок (хотя бы в голове). Перед поездкой в другой конец города – прокладываете маршрут. Ну а перед тем, как обучаться разработке игр, целесообразно задаться вопросом: чем именно вы хотите заниматься? Создавать мобильные приложения или браузерные игры? Трудиться в крупной компании или маленькой? Профессионально заниматься разработкой игр или посвящать этому свободное от работы время? И если первое, то что интересует вас больше: создание интерфейса, отшлифовка геймплея или написание скриптов?

Правильная постановка цели поможет сэкономить уйму времени и сил. Кроме того, позволит достичь конечного пункта кратчайшим путем. Без риска сойти с дороги или угодить в болото.

Какой язык учить?

Кроме того, от цели зависит и ответ на животрепещущий вопрос: с какого языка программирования стоит начинать?

Так, будущим разработчикам игр вроде Minecraft и мобильных приложений под Android стоит обратить пристальное внимание на Java. Для начала советуем пройти интенсив , тем более, что это бесплатно. Тем, кто заглядывается в сторону iOS – на Objective-C. Для браузерных игр порой хватает знания Ruby-On-Rails. Для совсем маленьких и простых временами достаточно HTML. В производстве Flash-игр используется ActionScript, а для написания скриптов любой сложности вам понадобится JavaScript или, возможно, не столь распространенная Lua. Для создания же небольших консольных игр требуется знание C#.

Что до наиболее крупнобюджетных игр (так называемого класса AAA), то большинство из них оснащены своим или заимствованным у коллег "движком". Нередко, впрочем, весь "движок" или его большая часть написана на C++. Именно этот язык использовался при создании множества известных "игрушек" – от Doom 3 и Call Of Duty до FIFA и The Sims. В то время как классика вроде Quake была написана на C.

Впрочем, в освоении C++ есть и загвоздка – чрезмерная сложность. Недаром ведь говорят, что браться за C++, не зная других языков, – все равно, что начинать изучение математики с линейных уравнений.

Достаточно ли одного языка?

Одна из прелестей программирования – возможность постоянного саморазвития. В разработке же игр (особенно крупных) самосовершенствование, в том числе изучение как можно большего количества языков, – не прихоть, а жизненная необходимость. Так, опытные разработчики, трудящиеся на благо гигантов игровой индустрии, нередко сталкиваются с необходимостью поочередно писать на 7-8 языках. При этом, помимо вышеуказанных языков, им приходится изучать, к примеру, Python либо и вовсе SQL (как вы понимаете, для создания баз данных).

Поэтому, если вы решили связать судьбу с производством крупных игр, будьте готовы стать "полиглотом". Кроме того, чем больше языков вы освоите, тем более интересные и разнообразные задачи перед вами поставят. Ну и, конечно, шансы на получение работы мечты заметно возрастут.

С ЧЕГО НАЧАТЬ?

Перед тем, как совершить кругосветное путешествие, нужно научиться ходить. Ну а перед серьезным игровым проектом необходимо попробовать силы в чем-то менее значимом.

Практически все опытные разработчики вне зависимости от регалий и таланта начинали с небольших приложений: настольных игр, вариаций известных "игрушек", простеньких "флэшек". Тогда они не думали о крупных выставках вроде E3, а накапливали бесценный опыт. Почему бы не последовать их примеру? При этом не обязательно писать архисложный код. Для дебюта достаточно использования специальных программ для создания игр (к примеру, Game Maker). Ведь даже благодаря несложному инструментарию вы значительно облегчите себе жизнь. Во-первых, в миниатюре поймете логику и структуру практически любого игрового приложения. Во-вторых, набьете шишки, которые заживут во время перехода к серьезным проектам. Наконец, в-третьих, обогатите портфолио. Ведь даже простая "игрушка" требует массу времени, терпения и творчества для выдумки концепции, написании кода и устранения багов. Кроме того, показывает, что с производством игр вы знакомы не только в сухой теории.

Что брать за ориентир?

Тот, кто мечтает стать писателем, прочитает сотни книг перед тем, как напишет хотя бы одно слово. Мастера игры на фортепиано на зубок знают лучшие произведения Штрауса, Шопена и Бетховена. Известные же художники перед крупными выставками наизусть заучивали историю искусств.

В разработке игр действует тот же принцип. Вы не сможете развиваться в вакууме. Поэтому играйте, вдохновляйтесь мастерами и, как губка, впитываете лучшее. При этом старайтесь смотреть на приложения не глазами "геймера", а взором разработчика. Иными словами: транспонируйте игру. Задумайтесь, почему в данный момент времени "бот" побежал налево, а не назад? Из-за каких факторов меняется сила и точность удара в спортивном симуляторе? Как создать "эффект усталости" при долгом беге персонажа? Как сделать так, чтобы во время дождя игрок слышал звук капель, а не свиной визг? В общем, проникайте в суть. Постарайтесь воссоздать в голове алгоритмы, с которыми сталкиваетесь во время игры. Поверьте, подобный конструктивный подход поможет вам в будущей нелегкой, но чертовски увлекательной карьере разработчика игр.