Как программировать игры: языки, движки и все, что нужно знать начинающему разработчику. Пишем свою первую игру

Для начала надо определиться с несколькими вопросами, потому что ответить на вопрос в общей форме "На каком языке писать игру?" невозможно в принципе.

Во-первых, какую игру вы собираетесь писать? Варианты ответа:

    Игру ААА-класса, чтоб убер-графика, убер-эффекты, всё реалистичное, чтоб у игрока челюсть отваливалась от одного скриншота.

    Серединка-наполовинку: полу-инди с полу-убер-графикой.

    Хлам для мобилок и браузеров: геймплей - ничто, монетизация - всё!

    Тру-инди: из графики только пикселизованные монстрики. Вся суть - геймплей!

Во-вторых, кто вы по профессии? Варианты ответа:

    Крутейший специалист по компьютерной графике, доктор по алгебре и дискретной математике, ассемблер - ваш родной язык, шейдеры пишете с закрытыми глазами.

    Простой смертный программист.

    Первый раз видите компьютер вживую. Про языки программирования что-то в последний раз слышали в школе.

В-третьих, кто вы по отношению к игре?

    Шестерёнка в компании.

    Только сейчас задумались о гейм-деве.

Теперь, когда вы держите в уме ответы на эти вопросы, можно заняться разбором вариантов.

*1* Если вы крутейший специалист, то вы не читаете этот вопрос. Пропускаем.

1*1 Если вы заправляете разработкой ААА-игр, то вы тоже не читаете этот вопрос.

**2 Если вы работаете на кого-то, то выбора у вас нет. Ха-ха-ха.

1** Если вы хотите заниматься разработкой игр AAA-класса, то есть некоторый выбор.

13* Если вы простой смертный, решивший приобщиться к разработке самых дорогих игр, то выбора особо нет.

На данный момент практически все игры ААА-класса пишутся на C++, как самом подходящем для этой цели: практически все существующие, актуальные и передовые средства разработки (библиотеки, программы, инструменты) поддерживают C++; это один из немногих языков, который позволяет опускаться так низко к железу, насколько надо (ближе только C); на C++ написано огромное количество кода во многих компаниях, у него огромное наследие - пожалуй, самое огромное из всех языков на данный момент.

Для мелких фиговин, типа скриптов для управления интерфейсом, могут использоваться другие языки - менее шустрые, но которые легко обновлять и писать: Lua и прочие. Обычно они составляют не самую большую часть логики.

Или вы уже разрабатываете, или только собираетесь - выбора у вас нет, C++ надо изучать, если хотите заниматься разработкой всерьёз, а не клепать скриптики.

Есть, конечно, вероятность, что через некоторое время будет создан "убийца плюсов", но пока дела на этом фронте продвигаются неважно. Если вдруг продвинутся, то вы будете об этом знать - всё-таки событие мирового масштаба.

22* Если ваша игра обойдётся без самой совершенной графики, и вы умеете программировать, то у вас уже есть выбор.

Чем меньше у вас сложной логики, тем свободнее выбор языка. Если у вас тьма тьмущая сложных алгоритмов, например, в вашей игре моделируются какие-то сложные процессы, то эти алгоритмы придётся писать на C++. Как вариант, можно посмотреть в сторону функциональных языков, но это на любителя: чем больше языков в программе, тем больше сложностей, особенно когда в команде вы не один.

Если нагрузка на CPU ограничена, то вы можете воспользоваться тем фактом, что CPU - отдельно, GPU - отдельно. Если вы даже из самого медленного языка отправите на отрисовку пучок графических операций, то они отработают быстро, потому что они будут выполняться отдельно от вашего тормозного кода. Сейчас, когда компьютеры стали достаточно быстрыми, часто ресурсов хватает на все дополнительные тормоза, которые возникают из-за управляемого кода (C#, Java и т.д.).

Отдельно надо упомянуть сборку мусора: чем сложнее логика, чем вы придирчевее к частоте кадров, тем менее доступным становится это удобство. Если логика разрастётся, то с большой вероятностью может оказаться, что от сборки мусора вообще придётся отказаться и повсеместно использовать пулы и прочие подобные средства. Дело в том, что сборка мусора, какой бы быстрой она ни была, на данный момент слишком медленная, чтобы не приводить к пропущенным кадрам. Мусор, генерируемый со скорость 60 кадров в секунду, разрастается слишком быстро.

23* Если вы ничего толком не умеете, то писать сложные игры в качестве первой попытки не стоит. Начните с чего-нибудь попроще.

42* Если графика у вас относительно простая, а сложных ресурсоёмких алгоритмов нет, то ваш выбор становится очень широк.

Вы можете писать абсолютно на чём угодно! Игру можно писать на любом интерпретируемом языке, который на порядки медленнее оптимизированого кода на C++. Какая разница, если игрок не заметит?

И чем меньше у вас команда, тем более диким может быть ваш выбор. Если вы в команде единственный программист, то можно писать на любом эзотерическом языке программирования, ведь это никому не помешает, а вы получите от этого истинное удовольствие.

Если у вас есть какая-никакая команда, то лучше всё-таки считаться со мнением окружающих и не использовать языки и инструменты, про которые никто не слышал. Даже если ваша текущая команда знает их, потом может оказаться, что найти замену человеку невозможно. Используйте проверенные временем инструменты, используйте мейнстримовые языки программирования. Может, это и ухудшит производительность труда, но риск оказаться ни с чем будет заметно ниже.

43* Если вы не умеете программировать, то вы на распутье: вам или надо научиться программировать, или воспользоваться более простыми средствами разработки игр.

Пугаться программирования не надо. Кто знает, может, у вас скрытый талант? Есть истории успеха, когда художник, впервые увидивший код, пишет успешную игру практически в одиночку и выигрывает кучу призов.

Но есть и путь проще: движки для игр, предназначенные для непрограммистов. Там вы будете рисовать нужное вам, расставлять свойства, копировать скриптики и смотреть, как оно всё шевелится. Но чем сложнее игра, тем больше нужно кода. Подобные движки часто сильно ограничивают свободу творчества, поэтому выбирайте сами, в каком направлении лучше двигаться.

3** И напоследок: если вы пишете для мобилок и браузеров, то вы имеете уникальную возможность настолько же быстро упираться в аппаратные ограничения, как и игры ААА-класса (которые для мобилок существуют с точки зрения денег, но не с точки зрения результата, но это так, лирическое отступление).

Здесь ваш выбор будет сильно ограничен платформой (или платформами). Для одной платформы "родной" один язык, для другой - другой. Выбор, на чём писать кросс-платформенные игры, невелик. Писать код на управляемых языках придётся немного по-другому, уделяя пристальное внимание сборке мусора. Здесь вы будете убиваться об стенку, чтобы ваша игра нормально работала на всех устройствах.

Так как ни одна платформа не доминирует, то сразу смотрите в сторону кросс-платформенных движков и библиотек. Псевдо-ААА тоже сплошником на нём пишется, и это никого не смущает. Так как разнообразие невелико, то в трёх соснах не заблудитесь.

P.S. Я ещё не рассмотрел тьму тьмущую вещей: для какой платформы вы пишете, как выбирать движок и т.п. Считайте это общим вектором, а не инструкцией по применению.

Машина не понимает человеческий язык. Конечно, мы не про Siri и другие распознаватели голоса — мы про создание нового софта. Чтобы сделать калькулятор, машине нужно поставить задачу так же, как бригадир объясняет рабочим как класть кирпич. Но «Вася, ёпт, ну ровнее же надо!» нужно описать на языке программирования. Откуда вообще взялись эти языки?

Отправная точка современного компьютера — аналитическая машина Бэббиджа, но языки придумали раньше: в XIX веке изобрели механическое пианино и ткацкий станок, для которых инженеры описывали логику работы. Этот набор инструкций — прототип того, на чём сегодня пишут программисты.

В середине XX века появляется машина Тьюринга, затем первые компьютеры и первый современный язык программирования Plankalkül. Первый скачок развития произошёл, когда на компьютеры обратили внимание военные — DARPA и иже с ними начали активно инвестировать в молодую отрасль. Второй пришёл с распространением интернета — чем глубже люди погружаются в цифровую эпоху, тем более востребованы главные творцы окружения этой эпохи — программисты. И всё больше желающих к ним присоединиться.

Желание разумное и понятное, но первый вопрос в голове часто становится непреодолимым барьером — с какого языка начать обучаться программированию? Страх неправильного выбора основывается на страхе потратить время впустую. В итоге начинающий программист несколько лет ищет «свой» язык, никак не продвигаясь к заветной цели. Так, чёрт возьми, какой же выбрать язык?

Критерии выбора первого языка программирования

Выбор языка зависит от задач, которые хочет решить программист. Для интернет-проектов популярен Python, который используют в своих проектах Google и Facebook, для мобильных приложений под Android лучший друг — Java, а под iOS — Swift.

Истинная проблема выбора — отсутствие конкретной задачи. Это нормально, потому что понять, чем именно хочется заниматься можно, только оказавшись внутри среды. Поэтому специалисты рекомендуют в качестве первого языка взять тот, с помощью которого можно решить самый широкий спектр задач.

Конечно, узкоспециализированные языки лучше решают задачи, под которые они заточенны, но это следующий шаг. Новичку всё же нужна свобода выбора.

Помимо универсальности , есть ещё критерии:

  • Простота — спотыкаться о сложный синтаксис и застревать в дебрях нечитаемого кода — не самое приятное начало обучения.
  • Популярность — язык должен часто обновляться, иметь большое сообщество разработчиков, быть востребованным в крупных компаниях. Ещё один плюс — чем популярнее язык, тем легче найти ответ на возникший рабочий вопрос.

Под эти три описания лучше всего подходят языки Python, C#, Java и Ruby.

Разработан в 80-е годы голландским программистом Гвидо ван Россумом. Большие технологические компании работают с Python: Яндекс, Google, Facebook и YouTube. Это так называемый скриптовый язык — на нём пишут то, что у программы под капотом. Его используют для веб-приложений, в разработке игр, софта для серверов…

Простота Популярность Универсальность

Код легко читается, у него понятная структура. Стандартного инструментария достаточно для начала обучения.

Занимает 1-е место в программах начального обучения программированию в университетах США.

Регулярно обновляется — раз в 2,5 года. Входит в пятерку популярных языков по версии аналитической компании TIOBE Software на январь 2016 года.

На Python пишут почти всё: скрипты управления системами, веб-сайты, системы машинного обучения, игры.

Язык был разработан в конце 90-х на базе C++ и Java. В основном используется для больших enterprise-проектов, но не ограничивается только ими. Например, скрипты в игровом движке Unity пишут на C#.

Простота Популярность Универсальность

Структурно близок к C++ и Java — синтаксис (структура программного кода) сложнее, чем у Python и Ruby, но зато на изучение родственных языков уйдёт меньше времени. Интерфейсы библиотек хорошо вписываются в шаблоны проектирования — это упрощает изучение.

Последнее обновление было в 2015-м году.

На C# пишут под Windows Phone, iOS и Android. Большое количество документации, но библиотек со свободной лицензией не много — это значит, что для обучения программист может использовать чужой код, но вот для использования в коммерческом продукте нужно платить.

Язык придумали программисты из Microsoft для разработки Windows-приложений. Несмотря на это, его используют и в других системах. Также работает на встраиваемых, десктопных и серверных платформах.


Ruby

Создан японским разработчиком под влиянием языка Perl. Запущен в 1995 году. На Ruby написаны: Shopify, Github, Groupon, Yellow Pages, Twitter и Slideshare. Он набирает популярность, но чаще встречается в стартапах, нежели в крупных компаниях. Хорошо подходит для создания простого интернет-проекта.

Простота Популярность Универсальность

Как и Python, код легко читается. Структура также идентична Python. В сравнении с остальными языками, выбор стандартных библиотек скуднее — нужно потратить время на поиски.

Большое и лояльное сообщество разработчиков — замыкает десятку самых популярных языков по версии TIOBE Software. Много библиотек в свободном доступе.

Наименее универсальный из всей четвёрки — в основном подходит для web-разработок. С другой стороны, внутри интернет-проектов с ним можно делать очень разные и очень крутые вещи.


Java

Первая версия языка вышла в мае 1995 года. Java используется в Amazon, eBay, LinkedIn и Yahoo!

Простота Популярность Универсальность

Как было сказано ранее, у Java и C# очень похожий синтаксис — выучил один, почти знаешь другой. Но как и в первом случае, синтаксис сложнее, чем у Ruby и Python.

В мире 3 миллиарда смартфонов на Android — это значит, что Java ещё долго будет востребован. Первый по популярности по версии TIOBE Software.

Чаще всего используется для enterprise-разработки и Android-приложений.


Итог препарирования

Вывод сделать сложно. С одной стороны манит возможность одним выстрелом убить двух зайцев и взять Java или C#, но Python манит свой универсальностью, а Ruby — простотой.

Мы сомневались и пошли говорить с опытными разработчиками — они всё же советуют остановиться на Python. Вот что говорит Григорий Петров, профессиональный разработчик, евангелист VoxImplant:

«Язык программирования Python часто называют «исполняемым псевдокодом», потому что синтаксис языка и стандартные библиотеки делают упор на читаемость и понятность. Добавим к этому широчайший выбор средств разработки, библиотек, обучающих материалов — и мы получим один из лучших языков программирования для начинающих».

Вывод: пока нет чётких задач и ясных целей, а есть только желание кодить, остановиться стоит на Python — он простой, популярный и универсальный. Никита Соболев, преподаватель программирования для начинающих в #tceh, также считает выбор этого языка оптимальным для новичка — образовательная программа получилась сложнее и длиннее, чем на курсе по Ruby, но свобода в выборе направления того стоит.

Путь в индустрию игровых разработок не близок. Эта статья призвана помочь понять с чего лучше начать это путешествие.

Вы только что закончили ваш первый курс по С++ и хотите начать делать игры. Кто-то указал вам на этот сайт и вы, возможно, поэкспериментировали немного с руководством . Вы изучили несколько лаконичных примеров, но не нашли руководства о том, как сделать целую игру. И на то есть причина.

Руководства хороши для обучения чему-то шаг за шагом, например тому, как перемещать изображение точки по экрану. Для того чтобы собрать игру воедино, вам нужны навыки решения возникающих проблем, приобретаемые лишь с опытом. Это не то, чему можно научиться из руководств. Лучший способ научиться делать игры - это начать их делать.

Выбор проекта

Итак, с чем же начать? Проще ответить с чего начинать не стоит, а именно с больших проектов, типа полноценной 3D FPS, MMO или даже длинного платформера 16-битной эпохи. Самая распространенная ошибка начинающих разработчиков это начать с большого проекта основанного на Крутой Идее или взять проект, который кажется простым, и закончить с полузаконченной кучей спагетти-кода. Поначалу следует создавать небольшие проекты.

В ранних проектах ваша основная цель учеба, а не реализация Крутых Идей. Поддерживая проект небольшим, вы можете сфокусироваться на изучении новых техник, а не тратить кучу времени на управление кодом и рефакторинг. Несмотря на то, что ваша Крутая Идея может быть офигительно офигенной, реальность индустрии разработки такова, что чем больше проект, тем больше вероятность совершить ошибку в архитектуре. И чем больше проект, тем дороже обходится эта ошибка. Помните историю Дедала и его сына Икара? Дедал создал крылья из воска и перьев для своего сына. Он предупредил Икара не подлетать на них слишком близко к солнцу. Но Икар проигнорировал предупреждение и крылья расплавились, и тогда-то гравитация и настигла его.

Поэтому помните: не подлетайте слишком близко к солнцу на ваших новых программистких крыльях.

Принимая во внимание все выше написанное, вот пара советов с чего начать.

Графика и обработка событий

Если вы никогда не программировали ничего связанного с графикой или GUI, вам следует начать с чего то маленького, чтобы «обмочить ноги». Моим первым проектом были крестики-нолики, так что даже у меня было скромное начало. Пара идей для первого проекта:

Цель вашего первого проекта перейти от консольной разработки к разработки событийных графических приложений. Он так же научит вас фундаментальным основам игровой логики и архитектуры. Я рекомендую что-нибудь пошаговое, потому что игры с движением это совсем другой зверь.

Старайтесь сохранять проект простым, чтобы вы могли его завершить и не потерять интерес на полпути, так никогда и не закончив игру. Важно довести игру до конца, потому что вы не учитесь процессу разработки, если у вас несколько недоделанных игр на жестком диске.

Есть один момент, на который я хочу указать тем, кто будет делать крестики-нолики или четыре в ряд. Не стоит сейчас сильно беспокоиться об искусственном интеллекте. Сделать игру только для двух игроков или для игры с компьютером, который делает случайные ходы вполне достаточно для начала.

Если до этого вы имели дело с графикой и обработкой событий и чувствуете себя комфортно в этой области, можете приступить прямиком к следующему шагу.

Синхронизация, движение, столкновения, анимация

Теперь, когда вы наигрались с графикой, пора заняться чем-нибудь в реальном времени. Вот пару предложений:

Здесь вы познакомитесь с движением, временем, анимацией, обнаружением столкновений, игровым циклом, вычислениями очков, побед и поражений и другими важными базовыми концепциями используемыми в каждой игре.

Duck Hunt и Pong - хорошие проекты для тех, кто уже имеет опыт в программировании графики и событий. В них есть простое обнаружение столкновений и все важные основы игр в реальном времени.

Space Invaders и Galaga - хороший выбор для второго/третьего проекта. В них есть уровни, поэтому вам нужно будет узнать как передвигаться от уровня к уровню, при помощи конечного автомата. Вы можете прочитать про конечные автоматы . Игры в стиле «перестреляй их всех» так же требуют создать простые шаблоны поведения для врагов, что является шагом в сторону искусственного интеллекта.

Тетрис хорош для второго/третьего проекта. В нем совсем немного логики нужной для создания игры-головоломки. Это игра приличного размера, так что вам придется научиться разделять вашу программу на несколько исходных файлов, о чем вы можете больше прочитать . Не недооценивайте Тетрис. Я недооценил и только посмотрите на это жуткое месиво в коде Lazy Blocks.

Переинженеринг

Типичная ошибка новичка это попытка сделать Самую Лучшую Игру Всех Времен, заканчивающаяся переинженерингом. То есть когда он пытается написать самую лучшую игру/движок и это все заканчивается тем, что используется только маленькая часть того что было понаписано.

Когда я был начинающим я переинженерил AI для крестиков-ноликов. Я хотел сделать игру с непобедимым AI. Мне удалось достигнуть этого, запрограммировав компьютер на знание всех возможных ловушек. Звучит круто не правда ли? Это заняло почти 40 000 тысяч строк в основном скопированного кода и месяц моего свободного времени.
Позже я выучил структуры данных и узнал про алгоритм Минимакс, который при меньшем размере кода не только делал нужное, но еще и делал это лучше.

Так что учитесь на моих ошибках и не будьте излишне амбициозны. Концентрируйтесь на обучении тому как делать игры, а не просто делайте их.

Планирование, анализ столкновений, физика, уровни, искусственный интеллект





Теперь, когда у вас за плечами две или три маленьких игры, пришло время сделать первый крупный проект.

До сих пор, вы, вероятно, программировали как придется. Это закончится на этом этапе. В реальном мире большинство процессов разработки завершается до того, как будет написана первая строчка кода. Ничто не может быть хуже, чем осознание того, что для того чтобы добавить в вашу игру то, что вы хотите, вам придется выкинуть весь написанный код, потому что вы не спланировали все заранее. Теперь, когда у вас есть опыт создания игр, вы знаете из чего состоит процесс разработки. Теперь вы можете планировать игры, перед тем как начинать их делать.

Теперь про вашу следующую игру. Break Out и Puzzle Bobble хороши для третьего проекта, потому что они включают в себя продвинутое распознавание столкновений и физику. Физика важна, поскольку дает игре реалистичное ощущение. Даже в Super Mario Brothers есть ощущение гравитации и инерции. Бильярд отличный проект для тех, кто хочет напрячь извилины физикой.

В играх типа бильярда вам нужно не только обнаруживать столкновения, но и обрабатывать их в определенном порядке. Обработка столкновений разительно отличается от их обнаружения. Хотя создание бильярда или 2D платформера может показаться простым делом, анализ столкновений в правильном порядке - запутанный процесс, и не должен быть недооценен.

Break out и Puzzle Bobble так же включают дизайн уровней и требуют загрузки и освобождения их ресурсов. Хорошим опытом будет создание редактора уровней для игры. Редакторы позволяют вам легко создавать уровни и не вынуждают впаивать их в приложение. У меня есть про создание редактора уровней.

Так же вы возможно хотите попрактиковаться в написании искусственного интеллекта (AI). Один из вариантов - вернуться к крестикам-ноликам или четырем в ряд и написать непобедимый AI. Теперь вы уже должны знать структуры данных и сможете использовать знания о деревьях для использования алгоритма Минимакс. С этим алгоритмом вы можете просчитать все возможные исходы крестиков-ноликов и создать непобедимый AI. Забавно расстраивать им своих друзей. Так же вы возможно захотите сделать разные уровни сложности. Игра не приносит радости, если в нее нельзя выиграть.

Pac Man - отличный способ попрактиковаться в написании AI. Нужно будет знать структуры деревьев/графов и алгоритмы поиска, типа A*, для того чтобы призраки могли пройти через лабиринт. Так же нужно будет сделать чтобы призраки работали в команде. Все это пригодится когда вы будете делать игры со сложным AI, типа стратегий в реальном времени. Об основах AI можно прочитать .

Платформеры, Action/Adventure, RPG, RTS, движки





Теперь, когда вы получили опыт создания хорошо спланированной игры, вы готовы к созданию Action/Adventure/Платформера. Это будет кульминация графики, движения, анимации, анализа/обнаружения столкновений, физики, AI, программной архитектуры и всего остального, что вы изучите к этому моменту. Тем кто более амбициозен, можно предложить сделать стратегию в реальном времени(RTS) или ролевую игру(RPG). Будьте осторожны, потому что RPG и RTS действительно огромные проекты.

RPG имеют сложную архитектуру и требуют много планирования. Вам нужно будет спланировать каждое оружие, броню, аксессуар, атаку, предмет, заклинание, призыв, врага, карту, босса, подземелье и т.д. до мельчайших подробностей. Это все должно работать слаженно, и, мягко говоря, это не самая простая задача. Так что если ваш дизайн-проект выглядит как сценарий или комикс, вам потребуется сделать еще много работы.

RTS также сложны архитектурно, а так же требуют много AI. Вам нужно будет делать поиск пути для юнитов, получение ими команд, разное поведение в зависимости от полученных команд. Если вы никогда до этого не делали AI, будет лучше начать с клона Pac Man"а для начала.

Вероятно вам впервые придется делать движок для вашей игры. Чего следует избегать, так это создания универсального движка. Создавая движок не пытайтесь сделать его подходящем для любой игры. Если ваша игра требует x, y и z, делайте движок который умеет x, y и z. Движки создают исходя из того что нужно для конкретной игры, а не из того что любой игре может потенциально понадобится.

Другая распространенная среди новичков ошибка - это попытка создать движок в качестве первого проекта. И обычно это универсальный движок. Вам не нужен движок с фантастической графикой для создания Pong"а или Space Invaders. Программируя, легко закопаться в деталях. Концентрируйтесь на общей картине и завершайте свои игры.

Сеть

Кажется все хотят сделать следующую большую MMO. Создание онлайн игр не то, во что можно быстро вникнуть. Я понял это когда попытался сделать онлайн покер сразу после завершения крестиков-ноликов.

Добавление сети значительно усложняет игру. Когда один игрок что-то делает, вы должны послать информацию об этом всем остальным. Это все равно что если бы ваша правая рука не знала о том, что делает левая. Так же вам придется выбирать между загрузкой сервера и тем что он может контролировать. Чем больше делает серверная часть, тем меньше возможностей жульничать у клиента, но это также означает большую нагрузку на сервер. Для action и других игр с высоким темпом геймплея, вам придется беспокоится о сетевой задержке и потере пакетов.

Вам следует полностью закончить хотя бы одну хорошо спланированную игру, перед тем как пробовать делать сетевую игру. В качестве первого сетевого проекта, попробуйте сделать что-нибудь, что не критично к скорости. Например простой чат-сервер/клиент будет хорошей практикой. Так же можно вернуться к крестикам-ноликам/четырем в ряд и добавить в них возможность играть в по сети. Как вариант попробуйте сделать сетевую карточную или настольную игру.

После того как ваш первый сетевой проект готов, попробуйте сделать что-нибудь в реальном времени. В вашем первом сетевом приложении вы, вероятно, использовали TCP, чтобы быть уверенным в том, что данные которые вы принимаете доходят в том порядке, в котором вы их посылали. Для игр в которых происходит много действий, задержки создаваемые TCP вероятно будут слишком велики, так что вам придется использовать UDP. UDP не гарантирует порядок доставки как и саму доставку вообще. Так как UDP не делает дополнительных проверок целостности он быстрее. Вам придется пожертвовать легкостью использования TCP, в обмен на скорость UDP и необходимость самостоятельной проверки целостности данных при создании игры.

3D игры

Перед тем как делать 3D игры, вам следует сделать хотя бы одну хорошо спланированную игру и иметь хорошее понимание трехмерной векторной математики, линейной и Ньютоновской физики. Тут вам придется иметь дело с вершинами, текстурами, освещением, тенями, опредением взаимодействия с объектами в трехмерном пространстве, загрузку моделей и прочими сложно звучащими вещами.

Хорошая новость в том, что если вы уже сделали 4 или 5 игр, вы уже знаете основы необходимые для создания игры. Вы уже хорошо знакомы с процессом разработки и знаете свои возможности как программиста. Неважно трехмерный шутер или двухмерный, он по прежнему шутер. 2D RPG или 3D RPG по прежнему RPG.

Не считайте это оправданием пропустить 2D и сразу перейти к 3D. Прежде чем научиться бегать, нужно научиться ходить.

Быстрый способ

Говорите, что вы учитесь быстрее если сразу возьметесь за дело и будете просто писать вашу 3D MMOFPSRTSRPG и научитесь тому, что нужно по мере необходимости? Чтож, вот пару советов, которые вам помогут:
  1. Идите на местный рынок
  2. Купите целую рыбину. Рекомендую взять лосося или треску, хотя и сом тоже подойдет. Форель, кстати, тоже довольно эффективна
  3. Идите домой и включите компьютер
  4. Запустите вашу любимую IDE
  5. Теперь возьмите купленную рыбу и влупите себе по голове
  6. Повторите пункт 5, пока мысли о быстром способе не покинут вас
Вы не научитесь алгебре решая вычислительные задачи. Вы учите основы и опираетесь на них. Тоже самое и с программированием. Если вы ищите быстрый способ я тут как тут, чтобы сказать вам что его нет. Не торопите себя. Еще раз: учите основы и опирайтесь на них. Иначе вас ждет фиаско.

Путешествие начинается

Теперь, чтобы у вас было общее понимание того что же все-таки делать, пора начать заниматься игроделом. Я не ожидаю что вы будете следовать этому руководству слово в слово. Все учатся по разному и с разной скоростью. Если вы что-то и должны были вынести из этой статьи, так это три вещи:
  1. Выберите свой темп
  2. Доделывайте игры до конца
  3. Концентрируйтесь на обучение, а не просто на создании
Удачи вам на пути разработки игр!

Для начала надо определиться с несколькими вопросами, потому что ответить на вопрос в общей форме "На каком языке писать игру?" невозможно в принципе.

Во-первых, какую игру вы собираетесь писать? Варианты ответа:

    Игру ААА-класса, чтоб убер-графика, убер-эффекты, всё реалистичное, чтоб у игрока челюсть отваливалась от одного скриншота.

    Серединка-наполовинку: полу-инди с полу-убер-графикой.

    Хлам для мобилок и браузеров: геймплей - ничто, монетизация - всё!

    Тру-инди: из графики только пикселизованные монстрики. Вся суть - геймплей!

Во-вторых, кто вы по профессии? Варианты ответа:

    Крутейший специалист по компьютерной графике, доктор по алгебре и дискретной математике, ассемблер - ваш родной язык, шейдеры пишете с закрытыми глазами.

    Простой смертный программист.

    Первый раз видите компьютер вживую. Про языки программирования что-то в последний раз слышали в школе.

В-третьих, кто вы по отношению к игре?

    Шестерёнка в компании.

    Только сейчас задумались о гейм-деве.

Теперь, когда вы держите в уме ответы на эти вопросы, можно заняться разбором вариантов.

*1* Если вы крутейший специалист, то вы не читаете этот вопрос. Пропускаем.

1*1 Если вы заправляете разработкой ААА-игр, то вы тоже не читаете этот вопрос.

**2 Если вы работаете на кого-то, то выбора у вас нет. Ха-ха-ха.

1** Если вы хотите заниматься разработкой игр AAA-класса, то есть некоторый выбор.

13* Если вы простой смертный, решивший приобщиться к разработке самых дорогих игр, то выбора особо нет.

На данный момент практически все игры ААА-класса пишутся на C++, как самом подходящем для этой цели: практически все существующие, актуальные и передовые средства разработки (библиотеки, программы, инструменты) поддерживают C++; это один из немногих языков, который позволяет опускаться так низко к железу, насколько надо (ближе только C); на C++ написано огромное количество кода во многих компаниях, у него огромное наследие - пожалуй, самое огромное из всех языков на данный момент.

Для мелких фиговин, типа скриптов для управления интерфейсом, могут использоваться другие языки - менее шустрые, но которые легко обновлять и писать: Lua и прочие. Обычно они составляют не самую большую часть логики.

Или вы уже разрабатываете, или только собираетесь - выбора у вас нет, C++ надо изучать, если хотите заниматься разработкой всерьёз, а не клепать скриптики.

Есть, конечно, вероятность, что через некоторое время будет создан "убийца плюсов", но пока дела на этом фронте продвигаются неважно. Если вдруг продвинутся, то вы будете об этом знать - всё-таки событие мирового масштаба.

22* Если ваша игра обойдётся без самой совершенной графики, и вы умеете программировать, то у вас уже есть выбор.

Чем меньше у вас сложной логики, тем свободнее выбор языка. Если у вас тьма тьмущая сложных алгоритмов, например, в вашей игре моделируются какие-то сложные процессы, то эти алгоритмы придётся писать на C++. Как вариант, можно посмотреть в сторону функциональных языков, но это на любителя: чем больше языков в программе, тем больше сложностей, особенно когда в команде вы не один.

Если нагрузка на CPU ограничена, то вы можете воспользоваться тем фактом, что CPU - отдельно, GPU - отдельно. Если вы даже из самого медленного языка отправите на отрисовку пучок графических операций, то они отработают быстро, потому что они будут выполняться отдельно от вашего тормозного кода. Сейчас, когда компьютеры стали достаточно быстрыми, часто ресурсов хватает на все дополнительные тормоза, которые возникают из-за управляемого кода (C#, Java и т.д.).

Отдельно надо упомянуть сборку мусора: чем сложнее логика, чем вы придирчевее к частоте кадров, тем менее доступным становится это удобство. Если логика разрастётся, то с большой вероятностью может оказаться, что от сборки мусора вообще придётся отказаться и повсеместно использовать пулы и прочие подобные средства. Дело в том, что сборка мусора, какой бы быстрой она ни была, на данный момент слишком медленная, чтобы не приводить к пропущенным кадрам. Мусор, генерируемый со скорость 60 кадров в секунду, разрастается слишком быстро.

23* Если вы ничего толком не умеете, то писать сложные игры в качестве первой попытки не стоит. Начните с чего-нибудь попроще.

42* Если графика у вас относительно простая, а сложных ресурсоёмких алгоритмов нет, то ваш выбор становится очень широк.

Вы можете писать абсолютно на чём угодно! Игру можно писать на любом интерпретируемом языке, который на порядки медленнее оптимизированого кода на C++. Какая разница, если игрок не заметит?

И чем меньше у вас команда, тем более диким может быть ваш выбор. Если вы в команде единственный программист, то можно писать на любом эзотерическом языке программирования, ведь это никому не помешает, а вы получите от этого истинное удовольствие.

Если у вас есть какая-никакая команда, то лучше всё-таки считаться со мнением окружающих и не использовать языки и инструменты, про которые никто не слышал. Даже если ваша текущая команда знает их, потом может оказаться, что найти замену человеку невозможно. Используйте проверенные временем инструменты, используйте мейнстримовые языки программирования. Может, это и ухудшит производительность труда, но риск оказаться ни с чем будет заметно ниже.

43* Если вы не умеете программировать, то вы на распутье: вам или надо научиться программировать, или воспользоваться более простыми средствами разработки игр.

Пугаться программирования не надо. Кто знает, может, у вас скрытый талант? Есть истории успеха, когда художник, впервые увидивший код, пишет успешную игру практически в одиночку и выигрывает кучу призов.

Но есть и путь проще: движки для игр, предназначенные для непрограммистов. Там вы будете рисовать нужное вам, расставлять свойства, копировать скриптики и смотреть, как оно всё шевелится. Но чем сложнее игра, тем больше нужно кода. Подобные движки часто сильно ограничивают свободу творчества, поэтому выбирайте сами, в каком направлении лучше двигаться.

3** И напоследок: если вы пишете для мобилок и браузеров, то вы имеете уникальную возможность настолько же быстро упираться в аппаратные ограничения, как и игры ААА-класса (которые для мобилок существуют с точки зрения денег, но не с точки зрения результата, но это так, лирическое отступление).

Здесь ваш выбор будет сильно ограничен платформой (или платформами). Для одной платформы "родной" один язык, для другой - другой. Выбор, на чём писать кросс-платформенные игры, невелик. Писать код на управляемых языках придётся немного по-другому, уделяя пристальное внимание сборке мусора. Здесь вы будете убиваться об стенку, чтобы ваша игра нормально работала на всех устройствах.

Так как ни одна платформа не доминирует, то сразу смотрите в сторону кросс-платформенных движков и библиотек. Псевдо-ААА тоже сплошником на нём пишется, и это никого не смущает. Так как разнообразие невелико, то в трёх соснах не заблудитесь.

P.S. Я ещё не рассмотрел тьму тьмущую вещей: для какой платформы вы пишете, как выбирать движок и т.п. Считайте это общим вектором, а не инструкцией по применению.

Путь в индустрию игровых разработок не близок. Эта статья призвана помочь понять с чего лучше начать это путешествие.

Вы только что закончили ваш первый курс по С++ и хотите начать делать игры. Кто-то указал вам на этот сайт и вы, возможно, поэкспериментировали немного с руководством . Вы изучили несколько лаконичных примеров, но не нашли руководства о том, как сделать целую игру. И на то есть причина.

Руководства хороши для обучения чему-то шаг за шагом, например тому, как перемещать изображение точки по экрану. Для того чтобы собрать игру воедино, вам нужны навыки решения возникающих проблем, приобретаемые лишь с опытом. Это не то, чему можно научиться из руководств. Лучший способ научиться делать игры - это начать их делать.

Выбор проекта

Итак, с чем же начать? Проще ответить с чего начинать не стоит, а именно с больших проектов, типа полноценной 3D FPS, MMO или даже длинного платформера 16-битной эпохи. Самая распространенная ошибка начинающих разработчиков это начать с большого проекта основанного на Крутой Идее или взять проект, который кажется простым, и закончить с полузаконченной кучей спагетти-кода. Поначалу следует создавать небольшие проекты.

В ранних проектах ваша основная цель учеба, а не реализация Крутых Идей. Поддерживая проект небольшим, вы можете сфокусироваться на изучении новых техник, а не тратить кучу времени на управление кодом и рефакторинг. Несмотря на то, что ваша Крутая Идея может быть офигительно офигенной, реальность индустрии разработки такова, что чем больше проект, тем больше вероятность совершить ошибку в архитектуре. И чем больше проект, тем дороже обходится эта ошибка. Помните историю Дедала и его сына Икара? Дедал создал крылья из воска и перьев для своего сына. Он предупредил Икара не подлетать на них слишком близко к солнцу. Но Икар проигнорировал предупреждение и крылья расплавились, и тогда-то гравитация и настигла его.

Поэтому помните: не подлетайте слишком близко к солнцу на ваших новых программистких крыльях.

Принимая во внимание все выше написанное, вот пара советов с чего начать.

Графика и обработка событий

Если вы никогда не программировали ничего связанного с графикой или GUI, вам следует начать с чего то маленького, чтобы «обмочить ноги». Моим первым проектом были крестики-нолики, так что даже у меня было скромное начало. Пара идей для первого проекта:

Цель вашего первого проекта перейти от консольной разработки к разработки событийных графических приложений. Он так же научит вас фундаментальным основам игровой логики и архитектуры. Я рекомендую что-нибудь пошаговое, потому что игры с движением это совсем другой зверь.

Старайтесь сохранять проект простым, чтобы вы могли его завершить и не потерять интерес на полпути, так никогда и не закончив игру. Важно довести игру до конца, потому что вы не учитесь процессу разработки, если у вас несколько недоделанных игр на жестком диске.

Есть один момент, на который я хочу указать тем, кто будет делать крестики-нолики или четыре в ряд. Не стоит сейчас сильно беспокоиться об искусственном интеллекте. Сделать игру только для двух игроков или для игры с компьютером, который делает случайные ходы вполне достаточно для начала.

Если до этого вы имели дело с графикой и обработкой событий и чувствуете себя комфортно в этой области, можете приступить прямиком к следующему шагу.

Синхронизация, движение, столкновения, анимация

Теперь, когда вы наигрались с графикой, пора заняться чем-нибудь в реальном времени. Вот пару предложений:

Здесь вы познакомитесь с движением, временем, анимацией, обнаружением столкновений, игровым циклом, вычислениями очков, побед и поражений и другими важными базовыми концепциями используемыми в каждой игре.

Duck Hunt и Pong - хорошие проекты для тех, кто уже имеет опыт в программировании графики и событий. В них есть простое обнаружение столкновений и все важные основы игр в реальном времени.

Space Invaders и Galaga - хороший выбор для второго/третьего проекта. В них есть уровни, поэтому вам нужно будет узнать как передвигаться от уровня к уровню, при помощи конечного автомата. Вы можете прочитать про конечные автоматы . Игры в стиле «перестреляй их всех» так же требуют создать простые шаблоны поведения для врагов, что является шагом в сторону искусственного интеллекта.

Тетрис хорош для второго/третьего проекта. В нем совсем немного логики нужной для создания игры-головоломки. Это игра приличного размера, так что вам придется научиться разделять вашу программу на несколько исходных файлов, о чем вы можете больше прочитать . Не недооценивайте Тетрис. Я недооценил и только посмотрите на это жуткое месиво в коде Lazy Blocks.

Переинженеринг

Типичная ошибка новичка это попытка сделать Самую Лучшую Игру Всех Времен, заканчивающаяся переинженерингом. То есть когда он пытается написать самую лучшую игру/движок и это все заканчивается тем, что используется только маленькая часть того что было понаписано.

Когда я был начинающим я переинженерил AI для крестиков-ноликов. Я хотел сделать игру с непобедимым AI. Мне удалось достигнуть этого, запрограммировав компьютер на знание всех возможных ловушек. Звучит круто не правда ли? Это заняло почти 40 000 тысяч строк в основном скопированного кода и месяц моего свободного времени.
Позже я выучил структуры данных и узнал про алгоритм Минимакс, который при меньшем размере кода не только делал нужное, но еще и делал это лучше.

Так что учитесь на моих ошибках и не будьте излишне амбициозны. Концентрируйтесь на обучении тому как делать игры, а не просто делайте их.

Планирование, анализ столкновений, физика, уровни, искусственный интеллект





Теперь, когда у вас за плечами две или три маленьких игры, пришло время сделать первый крупный проект.

До сих пор, вы, вероятно, программировали как придется. Это закончится на этом этапе. В реальном мире большинство процессов разработки завершается до того, как будет написана первая строчка кода. Ничто не может быть хуже, чем осознание того, что для того чтобы добавить в вашу игру то, что вы хотите, вам придется выкинуть весь написанный код, потому что вы не спланировали все заранее. Теперь, когда у вас есть опыт создания игр, вы знаете из чего состоит процесс разработки. Теперь вы можете планировать игры, перед тем как начинать их делать.

Теперь про вашу следующую игру. Break Out и Puzzle Bobble хороши для третьего проекта, потому что они включают в себя продвинутое распознавание столкновений и физику. Физика важна, поскольку дает игре реалистичное ощущение. Даже в Super Mario Brothers есть ощущение гравитации и инерции. Бильярд отличный проект для тех, кто хочет напрячь извилины физикой.

В играх типа бильярда вам нужно не только обнаруживать столкновения, но и обрабатывать их в определенном порядке. Обработка столкновений разительно отличается от их обнаружения. Хотя создание бильярда или 2D платформера может показаться простым делом, анализ столкновений в правильном порядке - запутанный процесс, и не должен быть недооценен.

Break out и Puzzle Bobble так же включают дизайн уровней и требуют загрузки и освобождения их ресурсов. Хорошим опытом будет создание редактора уровней для игры. Редакторы позволяют вам легко создавать уровни и не вынуждают впаивать их в приложение. У меня есть про создание редактора уровней.

Так же вы возможно хотите попрактиковаться в написании искусственного интеллекта (AI). Один из вариантов - вернуться к крестикам-ноликам или четырем в ряд и написать непобедимый AI. Теперь вы уже должны знать структуры данных и сможете использовать знания о деревьях для использования алгоритма Минимакс. С этим алгоритмом вы можете просчитать все возможные исходы крестиков-ноликов и создать непобедимый AI. Забавно расстраивать им своих друзей. Так же вы возможно захотите сделать разные уровни сложности. Игра не приносит радости, если в нее нельзя выиграть.

Pac Man - отличный способ попрактиковаться в написании AI. Нужно будет знать структуры деревьев/графов и алгоритмы поиска, типа A*, для того чтобы призраки могли пройти через лабиринт. Так же нужно будет сделать чтобы призраки работали в команде. Все это пригодится когда вы будете делать игры со сложным AI, типа стратегий в реальном времени. Об основах AI можно прочитать .

Платформеры, Action/Adventure, RPG, RTS, движки





Теперь, когда вы получили опыт создания хорошо спланированной игры, вы готовы к созданию Action/Adventure/Платформера. Это будет кульминация графики, движения, анимации, анализа/обнаружения столкновений, физики, AI, программной архитектуры и всего остального, что вы изучите к этому моменту. Тем кто более амбициозен, можно предложить сделать стратегию в реальном времени(RTS) или ролевую игру(RPG). Будьте осторожны, потому что RPG и RTS действительно огромные проекты.

RPG имеют сложную архитектуру и требуют много планирования. Вам нужно будет спланировать каждое оружие, броню, аксессуар, атаку, предмет, заклинание, призыв, врага, карту, босса, подземелье и т.д. до мельчайших подробностей. Это все должно работать слаженно, и, мягко говоря, это не самая простая задача. Так что если ваш дизайн-проект выглядит как сценарий или комикс, вам потребуется сделать еще много работы.

RTS также сложны архитектурно, а так же требуют много AI. Вам нужно будет делать поиск пути для юнитов, получение ими команд, разное поведение в зависимости от полученных команд. Если вы никогда до этого не делали AI, будет лучше начать с клона Pac Man"а для начала.

Вероятно вам впервые придется делать движок для вашей игры. Чего следует избегать, так это создания универсального движка. Создавая движок не пытайтесь сделать его подходящем для любой игры. Если ваша игра требует x, y и z, делайте движок который умеет x, y и z. Движки создают исходя из того что нужно для конкретной игры, а не из того что любой игре может потенциально понадобится.

Другая распространенная среди новичков ошибка - это попытка создать движок в качестве первого проекта. И обычно это универсальный движок. Вам не нужен движок с фантастической графикой для создания Pong"а или Space Invaders. Программируя, легко закопаться в деталях. Концентрируйтесь на общей картине и завершайте свои игры.

Сеть

Кажется все хотят сделать следующую большую MMO. Создание онлайн игр не то, во что можно быстро вникнуть. Я понял это когда попытался сделать онлайн покер сразу после завершения крестиков-ноликов.

Добавление сети значительно усложняет игру. Когда один игрок что-то делает, вы должны послать информацию об этом всем остальным. Это все равно что если бы ваша правая рука не знала о том, что делает левая. Так же вам придется выбирать между загрузкой сервера и тем что он может контролировать. Чем больше делает серверная часть, тем меньше возможностей жульничать у клиента, но это также означает большую нагрузку на сервер. Для action и других игр с высоким темпом геймплея, вам придется беспокоится о сетевой задержке и потере пакетов.

Вам следует полностью закончить хотя бы одну хорошо спланированную игру, перед тем как пробовать делать сетевую игру. В качестве первого сетевого проекта, попробуйте сделать что-нибудь, что не критично к скорости. Например простой чат-сервер/клиент будет хорошей практикой. Так же можно вернуться к крестикам-ноликам/четырем в ряд и добавить в них возможность играть в по сети. Как вариант попробуйте сделать сетевую карточную или настольную игру.

После того как ваш первый сетевой проект готов, попробуйте сделать что-нибудь в реальном времени. В вашем первом сетевом приложении вы, вероятно, использовали TCP, чтобы быть уверенным в том, что данные которые вы принимаете доходят в том порядке, в котором вы их посылали. Для игр в которых происходит много действий, задержки создаваемые TCP вероятно будут слишком велики, так что вам придется использовать UDP. UDP не гарантирует порядок доставки как и саму доставку вообще. Так как UDP не делает дополнительных проверок целостности он быстрее. Вам придется пожертвовать легкостью использования TCP, в обмен на скорость UDP и необходимость самостоятельной проверки целостности данных при создании игры.

3D игры

Перед тем как делать 3D игры, вам следует сделать хотя бы одну хорошо спланированную игру и иметь хорошее понимание трехмерной векторной математики, линейной и Ньютоновской физики. Тут вам придется иметь дело с вершинами, текстурами, освещением, тенями, опредением взаимодействия с объектами в трехмерном пространстве, загрузку моделей и прочими сложно звучащими вещами.

Хорошая новость в том, что если вы уже сделали 4 или 5 игр, вы уже знаете основы необходимые для создания игры. Вы уже хорошо знакомы с процессом разработки и знаете свои возможности как программиста. Неважно трехмерный шутер или двухмерный, он по прежнему шутер. 2D RPG или 3D RPG по прежнему RPG.

Не считайте это оправданием пропустить 2D и сразу перейти к 3D. Прежде чем научиться бегать, нужно научиться ходить.

Быстрый способ

Говорите, что вы учитесь быстрее если сразу возьметесь за дело и будете просто писать вашу 3D MMOFPSRTSRPG и научитесь тому, что нужно по мере необходимости? Чтож, вот пару советов, которые вам помогут:
  1. Идите на местный рынок
  2. Купите целую рыбину. Рекомендую взять лосося или треску, хотя и сом тоже подойдет. Форель, кстати, тоже довольно эффективна
  3. Идите домой и включите компьютер
  4. Запустите вашу любимую IDE
  5. Теперь возьмите купленную рыбу и влупите себе по голове
  6. Повторите пункт 5, пока мысли о быстром способе не покинут вас
Вы не научитесь алгебре решая вычислительные задачи. Вы учите основы и опираетесь на них. Тоже самое и с программированием. Если вы ищите быстрый способ я тут как тут, чтобы сказать вам что его нет. Не торопите себя. Еще раз: учите основы и опирайтесь на них. Иначе вас ждет фиаско.

Путешествие начинается

Теперь, чтобы у вас было общее понимание того что же все-таки делать, пора начать заниматься игроделом. Я не ожидаю что вы будете следовать этому руководству слово в слово. Все учатся по разному и с разной скоростью. Если вы что-то и должны были вынести из этой статьи, так это три вещи:
  1. Выберите свой темп
  2. Доделывайте игры до конца
  3. Концентрируйтесь на обучение, а не просто на создании
Удачи вам на пути разработки игр!

Похожие статьи