Mês passado eu li esta notícia do G1 Games sobre um casal alemão que decidiu fazer um jogo como convite de casamento, onde o objetivo é fazer a noiva salvar o noivo de um gorila (bem estilo Super Mario Bros.). Semana passada foi aniversário da minha namorada Carol e, pensando no que o casal alemão fez, eu decidi fazer um cartão de Feliz Aniversário para ela em forma de um jogo para computador.

Tela de abertura

O jogo foi feito em 2 semanas, programei apenas de noite quando não tinha aulas na pós-graduação, e terminei na madrugada do aniversário dela. Decidi desenvolver utilizando XNA, que eu tenho mais facilidade para desenvolver jogos e também é muito fácil fazer jogos de plataforma em 2D, como o que eu fiz. Os sprites dos personagens (eu e ela) e as animações foram copiadas dos avatares Buddy Poke dos nossos perfis no Orkut, e o resto do cenário são imagens que encontrei na internet. Assim, foquei na programação e na mensagem que eu queria transmitir.

Gameplay

O objetivo do jogo Feliz Aniversário Carol – The Game é atravessar o cenário, pulando pelas plataformas, coletar as letras que formam a palavra PARABENS, e me encontrar no final da fase. É um jogo bem curto e simples, pois não tive muito tempo para desenvolver (comecei uma semana antes do aniversário dela) e também não queria fazer algo longo, já que o objetivo principal era desejar um Feliz Aniversário para ela de uma maneira diferente.

Tela do final

Apesar do jogo ser simples, eu utilizei uma técnica para criar o Level Design que li em um livro de programação de jogos em java que eu tenho. A técnica é simples: a construção do cenário 2D está armazenada em um arquivo .TXT, que é lido pelo jogo e transformado no cenário que jogador vê, através da tradução de caracteres presentes no arquivo em sprites. Por exemplo, o meu arquivo .TXT possui os seguintes parâmetros reconhecidos pelo jogo:

• Número “0″: Lugares no cenário onde não possuem sprites e não existe colisão;
• Número “1″: Traduzido no jogo como sprites com imagem de gramado com colisão;
• Número “2″: Traduzido no jogo como sprites com imagem de tijolo com colisão;
• Número “3″: Traduzido no jogo como um sprite com o meu avatar, onde a colisão reinicia o jogo se o jogador não formou a palavra PARABENS. Se colidir com este sprite e a palavra PARABES estiver formada, é exibido o final do jogo;
• Letras “P”, “A”, “R”, “B”, “E”, “N” e “S”: Traduzido no jogo como sprites que representam esta letra, e o jogador deve coletar todas na ordem para ver o final do jogo.

Arquivo com Level Design

A vantagem de se utilizar esta técnica: qualquer um pode alterar o Level Design do jogo a qualquer momento, sem precisar compilar novamente o projeto, é bem simples e fácil de usar para testar a jogabilidade e complexidade de um jogo, mudando rapidamente o cenário para corrigir erros de game design ou melhorar a experiência do jogador.

A desvantagem de se utilizar esta técnica: dependendo do tamanho do level criado em um arquivo .TXT, o jogo pode ficar muito lento. O carregamento dos dados do arquivo e a transformação em um array de sprites não é a parte mais demorada, o problema real é verificar colisão e movimentar TODOS os sprites a cada loop. Neste jogo, por exemplo, o level design que eu montei contém 1841 sprites que são movimentados e tem a sua colisão verificada a cada loop do jogo. Assim, esta técnica fica inviável em jogos com level muito grande.

A desvantagem pode parecer maior do que a vantagem de se utilizar esta técnica em jogos de plataforma 2D, mas em outros tipos de jogos pode ser bem útil e não pesar tanto, como em puzzles ou jogos de estratégia onde os cenários são menores. Ainda sim, é uma técnica interessante para brincar e estudar, por ser simples de programar e mostrar resultados rapidamente.

Neste link está o executável e o instalador deste jogo. Na raiz do jogo está o arquivo LevelDesign.TXT, que pode ser editado para mudar o cenário de qualquer maneira, lembrando que quanto maior o cenário, mais lento poderá ficar o jogo. Todo o meu trabalhou valeu muito a pena, pois ela adorou este presente diferente. Ah, a trilha sonora é a música Envelheço na Cidade, da banda IRA!, que ficou perfeita no jogo!

Em muitos jogos, a Inteligência Artificial é a principal responsável pela diversão que um game proporciona. Por exemplo, você consegue imaginar jogos como CALL OF DUTY ou GTA sem a inteligência que os NPCs possuem? Segundo este artigo do David Wong, a aprimoração da I.A. nos jogos é uma das coisas que os jogadores hardcore desejam. Quanto mais real, melhor para a experiência do usuário.

A I.A. é muito importante, mas alguns jogos ficam perfeitos com uma I.A. simples e limitada, ao contrário de jogos como SPORE que deve ter uma implementação absurda de Redes Neurais. O desenvolvedor de jogos deve conhecer os principais algoritmos de I.A., mas não é necessário sempre usá-los em todos os projetos. Na pós-graduação, tivemos uma matéria dedicada a I.A. nos jogos digitais, onde o professor Murilo Garcia apresentou as principais técnicas e quais problemas elas ajudam a resolver.

Como trabalho para avaliação, tivemos que implementar técnicas de I.A. que serão úteis em nossos TCCs. Abaixo está uma descrição do techdemo que fiz:

Imagem do Techdemo de Inteligência Artificial

Neste techdemo o quadrado verde fica patrulhando o canto superior esquerdo da tela, enquanto o usuário/jogador controla o quadrado azul com as teclas direcionais do teclado.

O quadrado verde fica no estado de patrulha enquanto o quadrado azul estiver a certa distância dele. Quando o quadrado azul se aproximar, o quadrado verde ficará vermelho e mudará o seu comportamento para perseguição do quadrado azul.

No estado de perseguição, o quadrado azul deverá fugir, até ficar um pouco distante do quadrado vermelho. Quando estive longe do quadrado azul, o quadrado vermelho volta para o estado de patrulho no canto superior esquerdo e ficará novamente verde.

Para a troca do comportamento do quadrado verde/vermelho foi feita uma máquina de estado, que varia entre Patrulha e Perseguição. Quando o quadrado está verde, a patrulha é fixa no canto superior esquerdo, sendo que esquete quadrado sempre voltará para patrulhar o seu canto quando o estado de Perseguição se tornar Patrulha.

No estado de perseguição, com o quadrado tornando-se vermelho, o quadrado azul é perseguido em uma velocidade constante, pouco inferior à velocidade do jogador, e só muda de estado quando a distância entre os dois quadrados se tornar grande o bastante para o quadrado verde voltar a patrulhar seu canto.

Este techdemo foi desenvolvido com C++ e SDL, utilizando o Visual Studio 2008.

A implementação das técnicas citadas pode não ser a mais perfeita do mundo, mas se você quiser ver como foi feita, o código fonte está neste link. Qualquer dúvida é só comentar aqui!

Vou aproveitar este post sobre I.A. e indicar mais um livro, este é um dos que foi utilizado pelo professor como bibliografia desta matéria, o Programming Game AI by Example de MatBuckland, que ensina vários conceitos e algoritmos de I.A. com exemplos de implementação. Este livro trata I.A. no geral, não exclusivamente para games, mas praticamente tudo que está nele é aplicável em um jogo digital:

Programming Game AI by Example

Antes de começar a estudar desenvolvimentos de games ano passado eu não imaginava o que realmente era um jogo, do ponto de vista da programação. Quem está acostumado com a estrutura de um sistema, não consegue imaginar muito bem que tipo de programa é um jogo sem estudar sua estrutura básica.

Basicamente, um jogo é um programa em loop infinito. Fiquei surpreso nas primeiras aulas da pós-graduação quando percebi isso. Independente do tipo do jogo, todos têm isso em comum, chamado de Main Loop ou Game Loop, que é responsável por controlar tudo no jogo.

Fonte: http://www.ronkes.nl/blog/?2005-07-21-gameengine

A principal responsabilidade do Main Loop é receber entradas, atualizar o status do jogo e produzir saídas correspondentes, tudo isso em um ciclo contínuo, praticamente infinito. Neste ponto existe uma diferença entre o Main Loop de um jogo de PC e um jogo de console: no PC o Main Loop é finalizado quando o jogar fecha o jogo; em alguns Consoles o Main Loop é praticamente infinito, pois não existe um “sair do jogo”; em Consoles como o Nintendo Wii, é possível sair do jogo e voltar para a tela inicial do Wii, finalizando o Main Loop do jogo.

Outra responsabilidade do Main Loop, que muitos iniciantes esquecem, é o Frame Rate. A taxa de quadros por segundo em que o jogo roda é importante por que sem este tipo de controle o jogo não fica sincronizado. Em alguns casos, o Frame Rate é escondido do programador e utiliza um valor default, como no XNA. Em outros, ele é obrigatório para o jogo rodar, como na SDL.

O Frame Rate pode ser definido com um número que o programa deve esperar até executar o Main Loop novamente. Porém, não é simplesmente fazendo isso que o programa irá executar aquele mesmo rate sempre. Dependendo do consumo de processamento e memória, um loop pode ser mais lento do que outro, e utilizando um número fixo, o rate sempre será diferente, provocando lags para o jogador.

Uma solução para este problema é descontar do Frame Rate o tempo em o Main Loop gastou em sua execução, assim, o jogo rodará sempre no mesmo frame. Por exemplo: se o Frame Rate é 30, e o Main Loop gastou 3, o programa deve aguardar 27 (30 – 3) para executar novamente o Main Loop. Sem este controle, o programa iria aguardar 33 (30 + 3) para ser executado novamente, lembrando que o tempo do Main Loop pode variar sempre e o Frame Rate é uma constante. O diagrama abaixo ilustra o funcionamento do Main Loop Fixed Rate:

Fixed Rate - Fonte: NAKAMURA, Ricardo. Técnicas de Programação de Games.

O que escrevi neste post é algo que considero bem básico para a programação de um game, e acho que pode ser muito útil para iniciantes. Apesar de ser básico, a partir disso é possível procurar mais informações na internet, ou perguntar aqui mesmo qualquer dúvida sobre o assunto.