Обзор программного движка игры "Творец лабиринтов"

Если Вы читаете данную статью, то Вас заинтересовал движок игры - виртуальный конструктор "Творец лабиринтов" (саму игру  и её исходный код Вы можете скачать прямо с гугл-диска). Движок написан на достаточно популярном языке программирования C++ в среде Visual C++.  Графический движок реализован на базе платформы OpenGL.

OpenGL (Open Graphics Library) — спецификация, определяющая независимый от языка программирования платформонезависимый программный интерфейс для написания приложений, использующих двумерную и трёхмерную компьютерную графику. Включает более 300 функций для рисования сложных трёхмерных сцен из простых примитивов.

Итак вооружайтесь Visual C++ открывайте проект программы (файл "dvigok.dsp") и вперед постигать самую увлекательную науку, позволяющую почувствовать себя творцом - программирование!

В этой статье я разобью программный код на секции и опишу каждую из них.

Чтобы создать свое виртуальное пространство мы прежде всего должны проинициализировать графику с помощью OpenGL и описать работу с устройствами ввода-вывода информации (Этому будет посвящена отдельная статья, обучающая С++ и OpenGL)...

Открываем основной файл программы - это "proj0000.cpp". Первое с чего начинается любая программа на С++ - это подключение библиотек, описывающих классы используемых нами в программе функций:

#include <windows.h>        // Заголовочный файл для Windows #include <gl\gl.h>            // Заголовочный файл для OpenGL32 библиотеки #include <gl\glu.h>            // Заголовочный файл для GLu32 библиотеки #include <math.h> #include <commctrl.h> #include <gl\glaux.h>        // Заголовочный файл для GLaux библиотеки #include "Top.h" #include <windowsx.h> #include <stdlib.h> #include <conio.h> #include <string.h> #include <io.h> #include <stdio.h> #include <stdarg.h>  // заголовочный файл для манипуляций с переменными аргументами #include "glModelUt.h"

Используются стандартные библиотеки Visual C++ кроме "Top.h" и "glModelUt.h" . Первая из них написана нами и содержит С++ код некоторых 3d объектов, которые, для примера, не реализованы в виде подгружаемых 3d моделей. То есть Вы можете на их примере понять как можно не прибегая к использованию сложных сторонних программ типа 3dsMAX  создавать программно простые модели используя только команды OpenGL.

Но об этом позже... Благодаря библиотеке стороннего разработчика "glModelUt.h" возможно подгружать 3d модели формата "*.ASE" из файлов, созданных в 3d редакторах (её.рассматривать мы не будем).

Следующим этапом как и в любой программе с++ происходит объявление переменных:

GLuint list_num; GLuint list1_num; GLuint list2_num; GLuint list3_num; int b; int fg; int zem=1; int lab=1; int speed=0; int l; int q=1; bool   gp;                              // G Нажата? ( Новое ) GLuint filter;                          // Используемый фильтр для текстур GLuint fogMode[]= { GL_EXP, GL_EXP2, GL_LINEAR }; // Хранит три типа тумана GLuint fogfilter;                    // Тип используемого тумана GLfloat fogColor[4]= {0.5f, 0.5f, 0.5f, 1.0f}; // Цвет тумана int vihod=0; bool  blend; // Смешивание НЕТ/ДА? (НОВОЕ) bool  bp;    // B Нажата? ( Новое ) int labirint[12][12]; static HGLRC hRC;        // Постоянный контекст рендеринга static HDC hDC;            // Приватный контекст устройства GDI GLfloat    xrot;            // Вращение X GLfloat    yrot;            // Y GLfloat    zrot;            // Z int Width, Height;                                       // Ширина и высота экрана в пикселах, необходима  для процедуры управления float VertAngle, HorizAngle;                            // Вертикальный и горизонтальный угол обзора float CameraX,CameraY,CameraZ;                        // Текущее положение точки наблюдателя float pX=-k+1,pY=8*k,zX=0,zY=7*k; int I=0,J=7; BOOL    keys[256];        // Массив для процедуры обработки клавиатуры GLuint  texture[25];   // Память для пяти наших текстур GLuint  loop;         // Общая переменная цикла

Далее описываются используемые функции. Первая из них - это функция чтения из файла "Map.hryx" матрицы лабиринта в двумерный массив и сохранение параметров игры в соответствующие переменные:

void karta(void) {     FILE *fModel;     char szString[128];     fModel=fopen("Map.hryx","rb");     int i=0;     for(i=0;i<12;i++)     {         int tp;         FindStr("MAP",fModel);         sscanf(szString,"MAP %d %d %d %d %d %d %d %d %d %d %d %d %d %d %d %d",&(labirint[i][0]),&(labirint[i][1]),&(labirint[i][2]),&(labirint[i][3]),&(labirint[i][4]),&(labirint[i][5]),&(labirint[i][6]),&(labirint[i][7]),&(labirint[i][8]),&(labirint[i][9]),&(labirint[i][10]),&(labirint[i][11]));     } FindStr("FOG",fModel);               //cчитать из файла состояние тумана sscanf(szString,"FOG %d",&fg); FindStr("FOGFILTER",fModel);               //cчитать из файла тип тумана sscanf(szString,"FOGFILTER %d",&fogfilter); FindStr("ZEM",fModel);               //cчитать из файла тип текстуры земли sscanf(szString,"ZEM %d",&zem); FindStr("LAB",fModel);               //cчитать из файла тип текстуры лабиринта sscanf(szString,"LAB %d",&lab); FindStr("SPEED",fModel);               //cчитать из файла скорость игры sscanf(szString,"SPEED %d",&speed);     fclose(fModel); }

 Дополняя эту функцию Вы можете сделать доступными к редактированию в файле "Map.hryx" игры любую переменную, какую пожелаете!

Далее идут две функции: 1) позволяет открыть и прочитать файлы с картинками (с расширением " *.BMP"); 2) используя первую функцию загружает картинки из файлов, конвертирует их в текстуры и сохраняет их в массив типа: texture[номер текстуры]. 

AUX_RGBImageRec *LoadBMP(char *Filename)                // Loads A Bitmap Image {         FILE *File=NULL;                                // File Handle         if (!Filename)                                  // Make Sure A Filename Was Given         { return NULL;                            // If Not Return NULL         }         File=fopen(Filename,"r");                       // Check To See If The File Exists         if (File)                                       // Does The File Exist?         {       fclose(File);                           // Close The Handle                 return auxDIBImageLoad(Filename);       // Load The Bitmap And Return A Pointer         }         return NULL;                                    // If Load Failed Return NULL } int LoadGLTextures()                // Загрузка картинки и конвертирование в текстуру {   int Status=FALSE;                 // Индикатор состояния   AUX_RGBImageRec *TextureImage[25]; // Создать место для текстуры   memset(TextureImage,0,sizeof(void *)*25); // Установить указатель в NULL   if ((TextureImage[0]=LoadBMP("textures//0.bmp")) &&   // Текстура эмблемы       (TextureImage[1]=LoadBMP("textures//1.bmp")) &&  // Первая маска       (TextureImage[2]=LoadBMP("textures//SKY_0000.bmp")) && // Первое изображение       (TextureImage[3]=LoadBMP("textures//SKY_0001.bmp")) && // Вторая маска       (TextureImage[4]=LoadBMP("textures//SKY_0002.bmp")) &&       (TextureImage[5]=LoadBMP("textures//SKY_0003.bmp")) &&       (TextureImage[6]=LoadBMP("textures//SKY_0004.bmp")) &&       (TextureImage[7]=LoadBMP("textures//SKY_0005.bmp")) &&       (TextureImage[8]=LoadBMP("textures//8.bmp")) &&       (TextureImage[9]=LoadBMP("textures//9.bmp")) &&       (TextureImage[10]=LoadBMP("textures//10.bmp")) &&       (TextureImage[11]=LoadBMP("textures//11.bmp")) &&       (TextureImage[12]=LoadBMP("textures//menu.bmp")) &&       (TextureImage[13]=LoadBMP("textures//ogon//flame1.bmp")) &&       (TextureImage[14]=LoadBMP("textures//ogon//flame2.bmp")) &&       (TextureImage[15]=LoadBMP("textures//ogon//flame3.bmp")) &&       (TextureImage[16]=LoadBMP("textures//ogon//flame4.bmp")) &&       (TextureImage[17]=LoadBMP("textures//ogon//flame5.bmp")) &&       (TextureImage[18]=LoadBMP("textures//ogon//flame6.bmp")) &&       (TextureImage[19]=LoadBMP("textures//ogon//flame7.bmp")) &&       (TextureImage[20]=LoadBMP("textures//ogon//flame8.bmp")) &&       (TextureImage[21]=LoadBMP("textures//Font.bmp")) &&       (TextureImage[22]=LoadBMP("textures//Mask1.bmp")) &&       (TextureImage[23]=LoadBMP("textures//Untitled.bmp")) &&       (TextureImage[24]=LoadBMP("textures//Image1.bmp")))    {     Status=TRUE;                    // Задать статус в TRUE     glGenTextures(25, &texture[0]);  // Создать 25 текстур     for (loop=0; loop<25; loop++)    // Цикл по всем текстурам     {       glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture[loop]);       glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D,GL_TEXTURE_MAG_FILTER,GL_LINEAR);       glTexParameteri(GL_TEXTURE_2D,GL_TEXTURE_MIN_FILTER,GL_LINEAR);       glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, 3, TextureImage[loop]->sizeX, TextureImage[loop]->sizeY,         0, GL_RGB, GL_UNSIGNED_BYTE, TextureImage[loop]->data);     }   }   for (loop=0; loop<25; loop++)      // Цикл по всем пяти текстурам   {     if (TextureImage[loop])         // Если текстура существуют     {       if (TextureImage[loop]->data) // Если изображение текстуры существует       {         free(TextureImage[loop]->data); // Освободить память изображения       }       free(TextureImage[loop]);     // Освободить структуру изображения     }   }   return Status;                    // Возвращаем статус }

Следующие функции позволяют использовать в программе таблицу шрифтов, загружаемую из графического файла. В нашем случае загружается таблица с английской раскладкой букв, но Вы можете попробовать загрузить русские шрифты и делать надписи на экране по русски.

Далее идет функция инициализации окна OpenGL, где устанавливаются его основные свойства и параметры:

GLvoid InitGL(GLsizei Width, GLsizei Height)    // Вызвать после создания окна GL {     LoadGLTextures();     glLoadModel("model//sample.ase",&list_num);     glLoadModel("model//sample1.ase",&list1_num);     glLoadModel("model//sample2.ase",&list2_num);     glLoadModel("model//hryx.ase",&list3_num);     //высота     VertAngle = 90.0;     HorizAngle = 0.0;     glColor4f(1.0f,1.0f,1.0f,0.5f);   // Полная яркость, 50% альфа (НОВОЕ)     glBlendFunc(GL_SRC_ALPHA,GL_ONE); // Функция смешивания для непрозрачности,                                      // Изменить для S режим генерации текстур на "сферическое наложение" ( Новое )   glTexGeni(GL_S, GL_TEXTURE_GEN_MODE, GL_SPHERE_MAP);   // Изменить для T режим генерации текстур на "сферическое наложение" ( Новое )   glTexGeni(GL_T, GL_TEXTURE_GEN_MODE, GL_SPHERE_MAP);     BuildFont();  // Создаем шрифт     glEnable(GL_TEXTURE_2D);    // Разрешение наложение текстуры     glClearColor(0.0f, 0.0f, 0.0f, 0.0f);                             // Очистка экрана в черный цвет     glClearDepth(1.0);        // Разрешить очистку буфера глубины     glDepthFunc(GL_LESS);    // Тип теста глубины     glEnable(GL_DEPTH_TEST);// разрешить тест глубины     glShadeModel(GL_SMOOTH);// запрретить /разрешить/ плавное цветовое сглаживание     glMatrixMode(GL_PROJECTION);// Выбор матрицы проекции     glLoadIdentity();        // Сброс матрицы проекции     gluPerspective(45.0f,(GLfloat)Width/(GLfloat)Height,0.1f,100.0f);                             // Вычислить соотношение геометрических размеров для окна     glMatrixMode(GL_MODELVIEW);// Выбор матрицы просмотра модели }

Дальнейший код описывает расчет позиций курсора и соответствeующую ориентацию наблюдателя в пространстве OpenGL, а также описывает изменение местоположения наблюдателя в пространстве используя соответствующие клавиши. Т.е. функция позволяет нам осматриваться и перемещаться по нашему лабиринту:

void HandleControls() {     float PI = 3.1415926535;     static long xCurPosOld, yCurPosOld;     POINT Point;     GetCursorPos(&Point);     float Speed=0.07f;     VertAngle+= (yCurPosOld-Point.y)*0.1f;     HorizAngle -= (xCurPosOld-Point.x)*0.1f;     if(VertAngle< 0.0) VertAngle= 0.0;     if(VertAngle> 180.0) VertAngle= 180.0;     if(HorizAngle< 0.0) HorizAngle = 359.0;     if(HorizAngle> 359.0) HorizAngle = 0.0;     if( GetAsyncKeyState(81) < 0)      //вверх     {     CameraZ-=0.05;     }     if( GetAsyncKeyState(90) < 0)       //вниз     {     CameraZ+=0.05;     }     if( GetAsyncKeyState(87) < 0 || GetAsyncKeyState(VK_LBUTTON) < 0 || GetAsyncKeyState(VK_UP) < 0 )  //VK_UP     {         if(CameraX-Speed*sin(HorizAngle/180*PI)<zX)if(CameraX-Speed*sin(HorizAngle/180*PI)>=pX){    CameraX -= Speed*sin(HorizAngle/180*PI);};         if(CameraY-Speed*cos(HorizAngle/180*PI)<zY)if(CameraY-Speed*cos(HorizAngle/180*PI)>=pY){CameraY -= Speed*cos(HorizAngle/180*PI);};            }     if( GetAsyncKeyState(83) < 0 || GetAsyncKeyState(VK_RBUTTON) < 0 || GetAsyncKeyState(VK_DOWN) < 0 )  //VK_DOWN     {         if(CameraX+Speed*sin(HorizAngle/180*PI)<zX)if(CameraX+Speed*sin(HorizAngle/180*PI)>=pX){    CameraX += Speed*sin(HorizAngle/180*PI);};         if(CameraY+Speed*cos(HorizAngle/180*PI)<zY)if(CameraY+Speed*cos(HorizAngle/180*PI)>=pY){CameraY += Speed*cos(HorizAngle/180*PI);};          }     if( GetAsyncKeyState(68) < 0 || GetAsyncKeyState(VK_RIGHT) < 0 )                                        //VK_RIGHT     {         if(CameraX+Speed*sin((HorizAngle-90)/180*PI)<zX)if(CameraX+Speed*sin((HorizAngle-90)/180*PI)>=pX){CameraX += Speed*sin((HorizAngle-90)/180*PI);};         if(CameraY+Speed*cos((HorizAngle-90)/180*PI)<zY)if(CameraY+Speed*cos((HorizAngle-90)/180*PI)>=pY){CameraY += Speed*cos((HorizAngle-90)/180*PI);};            }     if( GetAsyncKeyState(65) < 0 || GetAsyncKeyState(VK_LEFT) < 0)                                         //VK_LEFT     {         if(CameraX+Speed*sin((HorizAngle+90)/180*PI)<zX)if(CameraX+Speed*sin((HorizAngle+90)/180*PI)>=pX){CameraX += Speed*sin((HorizAngle+90)/180*PI);};         if(CameraY+Speed*cos((HorizAngle+90)/180*PI)<zY)if(CameraY+Speed*cos((HorizAngle+90)/180*PI)>=pY){CameraY += Speed*cos((HorizAngle+90)/180*PI);};            }     if(Point.x==Width-1)     {    Point.x = 1;         SetCursorPos(Point.x,Point.y);     }     if(Point.y==Height-1)     {    Point.y = 1;         SetCursorPos(Point.x,Point.y);     }     if(Point.x==0)     {    Point.x = Width-2;         SetCursorPos(Point.x,Point.y);     }     if(Point.y==0)     {    Point.y = Height-2;         SetCursorPos(Point.x,Point.y);     }    xCurPosOld = Point.x;     yCurPosOld = Point.y; }

Следующая функция задает размеры нашего лабиринта и производит расчет центров каждой ячейки матрицы, для определения места установки той или иной 3d модели:

void center_cub_labirint() {     int i,j; //расчет центров кубов for(i=0;i<=11;i++) for(j=0;j<=11;j++) {X[i][j]=(i*k+(i+1)*k)/2;  Y[i][j]=(j*k+(j+1)*k)/2;}; }

И, наконец, следующая функция объединяет всю графическую часть программы (все функции, связанные с созданием OpenGL сцены) воедино и осуществляет отрисовку нашего виртуального мира кадр за кадром. Одно выполнение этой функции рисует один кадр нашей игры. Учитывая что данная функция выполняется многократно (так как она вызывается в цикле "While" основной "материнской" функции WinMain()), картинка на экране изменяется, отражая наше перемещение, повороты и т.п. - эффект кинопленки:

GLvoid DrawGLScene(GLvoid) {    HandleControls();     // Будем очищать экран, заполняя его цветом тумана. ( Изменено ) //glEnable(GL_FOG); /*if (keys['B'] && !bp)  */ if (fg == 1)                          {glClearColor(0.5f,0.5f,0.5f,1.0f);               bp=TRUE;                                      glEnable(GL_FOG);        }        /*if (!keys['B'])*/ if (fg == 0)                   // ’B’ отжата?              {               bp=FALSE;// тогда bp возвращает ложь             glDisable(GL_FOG);                 }                      // Включает туман (GL_FOG) glFogi(GL_FOG_MODE, fogMode[fogfilter]);// Выбираем тип тумана glFogfv(GL_FOG_COLOR, fogColor);        // Устанавливаем цвет тумана glFogf(GL_FOG_DENSITY, 0.15f);          // Насколько густым будет туман glHint(GL_FOG_HINT, GL_NICEST);      // Вспомогательная установка тумана glFogf(GL_FOG_START, 10.0f);             // Глубина, с которой начинается туман glFogf(GL_FOG_END, 11.0f);               // Глубина, где туман заканчивается.     glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);     glLoadIdentity();     glRotated(-VertAngle, 1.0, 0.0, 0.0);     glRotated(HorizAngle, 0.0, 0.0, 1.0); //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// if(vihod==0){     if (CameraX<(-X[I][J]-k/2))I=I+1;     if (CameraX>=(-X[I][J]+k/2))I=I-1;     if (CameraY<(-Y[I][J]-k/2))J=J+1;     if (CameraY>=(-Y[I][J]+k/2))J=J-1;     if(labirint[I+1][J]==1)pX=-X[I][J]-k/2+0.5; else pX=-X[I+1][J];     if(labirint[I-1][J]==1)zX=-X[I][J]+k/2-0.5; else zX=-X[I-1][J];     if(labirint[I][J+1]==1)pY=-Y[I][J]-k/2+0.5; else pY=-Y[I][J+1];     if(labirint[I][J-1]==1)zY=-Y[I][J]+k/2-0.5; else zY=-Y[I][J-1];     if(labirint[I+1][J]==5)vihod=1;     if(labirint[I-1][J]==5)vihod=1;     if(labirint[I][J+1]==5)vihod=1;     if(labirint[I][J-1]==5)vihod=1; }          glTranslatef(CameraX,CameraY,CameraZ);       //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// GLUquadricObj *quadObj;  quadObj = gluNewQuadric(); // создаем новый объект int i,j ; GLfloat front_color[] = {1,1,1,1};            glPushMatrix(); glMaterialfv(GL_FRONT , GL_SPECULAR, front_color);  // земля Top2(quadObj,texture[zem]); //прорисовка лабиринта glEnable(GL_TEXTURE_2D); glTranslatef(-0.5*k,-0.5*k,0); for(i=0;i<=11;i++){glTranslatef(k,0,0); for(j=0;j<=11;j++){glTranslatef(0,k,0);     if(labirint[i][j]==1)     {     glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture[lab] );     glCallList(list_num);     }     if(labirint[i][j]==2) //зеркальный шар     {     glEnable(GL_TEXTURE_GEN_S);    // Включим генерацию координат текстуры для S ( НОВОЕ )     glEnable(GL_TEXTURE_GEN_T);    // Включим генерацию координат текстуры для T ( НОВОЕ )     glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture[1] );     glCallList(list1_num);     glDisable(GL_TEXTURE_GEN_S);        // Отключим генерацию текстурных координат ( НОВОЕ )     glDisable(GL_TEXTURE_GEN_T);        // Отключим генерацию текстурных координат ( НОВОЕ )     }     if(labirint[i][j]==3)     {     glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture[11] );     glCallList(list2_num);     }     if(labirint[i][j]==5)     {     glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture[23] );     glCallList(list3_num);     }     if(labirint[i][j]==4) //ловушка     {     glEnable(GL_TEXTURE_GEN_S);    // Включим генерацию координат текстуры для S ( НОВОЕ )     glEnable(GL_TEXTURE_GEN_T);    // Включим генерацию координат текстуры для T ( НОВОЕ )     glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture[lab] );     glCallList(list_num);     glDisable(GL_TEXTURE_GEN_S);        // Отключим генерацию текстурных координат ( НОВОЕ )     glDisable(GL_TEXTURE_GEN_T);        // Отключим генерацию текстурных координат ( НОВОЕ )                  /*       glEnable(GL_BLEND);       // Разрешение смешивания     glDisable(GL_DEPTH_TEST);     glBlendFunc(GL_DST_COLOR,GL_ZERO);     glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture[22] );     glCallList(list_num);          glBlendFunc(GL_ONE, GL_ONE);     glBindTexture(GL_TEXTURE_2D, texture[24] );     glCallList(list_num);     glEnable(GL_DEPTH_TEST);    // Разрешение теста глубины     glDisable(GL_BLEND);     // Запрещение смешивания */     } if(j==11)glTranslatef(0,-12*k,0); }}; glFlush(); glDisable(GL_TEXTURE_2D); //glEnable(GL_DEPTH_TEST);//обработать все непрозрачные поверхности glPopMatrix(); glPushMatrix(); glEnable(GL_BLEND);        // Включаем смешивание glEnable(GL_TEXTURE_2D); glColor3f(0.5,1.0,1.0); glPrint(10,10,"HRYX production",1); glPrint(10,460,(char *)glGetString(GL_RENDERER),1); if (vihod==1)glPrint(200,250,"-= EXIT =-",1); if (vihod==1)glPrint(200,200,". Congratulation!!! press Esk...",1); glTranslatef(k/2,(7*k+k/2),1); glRotatef(l,0,0,1); gluQuadricTexture(quadObj, GL_TRUE); glBindTexture(GL_TEXTURE_2D,texture[10]); glColor4f(1,1,1,0.5);   gluSphere(quadObj, 1, 30, 30); // рисуем сферуw glPushMatrix(); glRotatef(l*2,0,0,-1); glColor4f(1,1,1,0.1); gluSphere(quadObj, 1.5, 30, 30); // рисуем сферу glPopMatrix(); glDisable(GL_BLEND);        // Выключаем смешивание    l=l+2; gluDeleteQuadric(quadObj); auxSwapBuffers(); glPopMatrix(); //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// }

Ну вот, собственно и вся структура программы. Развивайте её и модернизируйте. В этой статье я не ставил задачу описать конкретные команды языка С++ и OpenGL. Этому будут посвящены следующие статьи, которые позволят Вам изучить базовые приемы программирования Open GL и разобраться в коде данной игры.