Curso (2010) - Desenvolvimento de Jogos 2D com XNA

Desenvolvimento de Jogos 2D
com XNA
Kleber de Oliveira Andrade
pdjkleber@gmail.com

Universidade de São Paulo – USP

Escola de Engenharia de São Carlos – EESC
Departamento de Dinâmica de Sistemas e Controles
Maio/2010

• Bacharel em Ciência da Computação
– Escola de Engenharia de Piracicaba (EEP)
– Título: Um algoritmo evolutivo para adaptação dos NPCs em um
jogo de ação.

• Mestrando em Engenharia Mecânica
– Escola de Engenharia de São Carlos (USP/EESC)
– Título: Planejadores neurais para manobra de baliza de um
automóvel de passeio utilizando sensor laser, ultrassônicos e
visão artificial.

• Jogador a mais de 20 anos desde a época do Atari.
2010 © Kleber de Oliveira Andrade

2

• Uma breve Introdução
• A Indústria de Jogos Digitais
• Visão sobre o XNA
• Conhecimentos básicos de XNA
• Revisão de Programação C#
• Criando um Jogo 2D completo

3


4

1958: “Tennis for Two” jogo que
funcionava em um osciloscópio
(Willy Higinbotham)

1961: “Space Wars” jogo
desenvolvido no computador
PDP-1 por Steve Russel, o jogo
tinha 2Kb


5

Década de 70 é considerada uma Odisséia
Comercial, muitos jogos foram desenvolvidos.
Depois do Crash da Indústria
em 1983/84, surgiu uma
revolução nos jogos

1979: Asteroids
A década de 90,
muitos
consoles
foram lançados e em
1992 uma nova
evolução com os
jogos FPS.

Donkey Kong (1984)

Wolf 3D (1992)

6

Qualidade gráfica evidência a
evolução no desenvolvimento de
jogos, assim como sua Inteligência
Artificial.

God of War III
Jogos que envolvem centenas de
profissionais das mais diversas
áreas, e altos orçamentos.

X Games SnoCross

7

• A discussão não se restringe apenas à gráficos ou
inteligência artificial.
• O que esperar então ?
–
–
–
–
–

Facilidade de criação ?
Comunidades ?
Interface com o jogador ?
Inovação?
Prazer de jogar por horas e horas ?

8

The Harvest 3

Racing Game

City Rain
9


10

• É uma das mais rentáveis do mundo
– Faturamentos de 2007 supera a indústria de
música e cinema juntos.

• Parece coisa de criança, mas não é.
– 75% dos chefes de família jogam
– Média de idade de jogadores: 30 anos
– Média de idade de compradores: 37 anos
Dados da ESA (“2008 video-game indutry facts”), http://www.theesa.com


11

• Serious Game (Treinamento e Capacitação)

Econorte (Oniria)

Battlezone

Blossom

12

• Advergames (Propagandas)

1983 - Pepsi Invaders

1993 - Cool Spot (7-Up)

Rooftop Racer

1990 - Yo! Noid (Domino’s Pizza)

13

• Educacionais (Jogos cujo objetivo é ensinar)

Project Beauty

Alice

Big Brain Academy: Wii Degree

14

• “God” games (Softwares Toys)

Black & White

The Sims

15

• Criar jogos demanda muito conhecimento técnico.
• Acesso aos Kits de desenvolvimento
– Restrito
– Caro
– Complexo

• Desenvolver para qual plataforma?
• Faltavam comunidades!
• Quais as chances de sucesso para quem esta começando?

16


17

Xna Não é um Acrônimo


18


19

• Para desenvolver / jogar no PC
– Nenhum!
– Tudo através de ferramentas gratuitas (Visual C# Express
Edition, XNA Game Studio e recursos da comunidade).

• Para desenvolver / jogar no Xbox 360.
– Licença XNA Creators Club
• US$ 99,00 por ano ou
• US$ 49,00 por 4 meses


20

• Principal API utilizada pra desenvolvimento de jogo
• Aplicativos desenvolvidos em C++
• Desenvolvimento para Windows
• API construída sobre o DirectX
• Jogos desenvolvidos com linguagens .NET
• Desenvolvimento para plataforma Windows
• API construída utilizando como base o MDX (substituiu o MDX)
• Aplicativos desenvolvidos em C#
• Desenvolvimento para Windows, Xbox 360 e Zune


21

Jogos

Extended
Framework

Core
Framework

Plataforma

Legenda:

Starter Kits

Code

Content

Application Model

Graphics

Audio

Direct3D

XNA Provê

Components

Content Pipeline

Input

Math

XACT

Você cria

Storage

XINPUT

Network

XCONTENT

Comunidade
22

Jogos

Extended
Framework

Core

Starter Kits

Code

Content

Application Model

Graphics

Audio

Components

Content Pipeline

Input

Math

Storage

Network

Framework

Plataforma

Direct3D

XACT


XINPUT

XCONTENT

23

Modifique os jogos e crie o seu próprio


24

Jogos

Extended
Framework

Core

Starter Kits

Code

Content

Application Model

Graphics

Audio

Components

Content Pipeline

Input

Math

Storage

Network

Framework

Plataforma

Direct3D

XACT


XINPUT

XCONTENT

25

Mantenha-se focado no jogo e não em qual plataforma
está rodando
•
•
•
•
•

Faz o serviço chato e trabalhoso para você
Desenvolvimento acelerado
Possui recursos avançados
Extensível
Game


26

• Liberdade de escolha
– Ferramentas de criação de conteúdo
– Game engines

• Menos código para a criação
– Mais tempo para a criação do jogo

• Forte integração entre código e conteúdo
– Build de código e de conteúdo unificados

27


28

Jogos

Extended
Framework

Core

Starter Kits

Code

Content

Application Model

Graphics

Audio

Components

Content Pipeline

Input

Math

Storage

Network

Framework

Plataforma

Direct3D

XACT


XINPUT

XCONTENT

29

• Fornece recursos de renderização de baixo nível
• Construído em cima do Direct3D 9
• APIs atualizadas que seguem as regras do .NET
–
–
–
–

Efeitos
Recursos
Lock / Unlock
Vertex streams

• Recursos fornecidos
– Model, Mesh e Bones
– Textures
– Effects e Shaders

30

• Baseado no XACT (Cross-Platform Audio Creation
Tool)
– Adiciona sons
– Ajusta propriedades
– Construir bancos de sons

• Fácil integração para desenvolvedores
– Acesse-os via seus nomes lógicos
– Looping, streaming, e gerenciamento de memória
– Sem gerenciamento de buffer de baixo nível


31

• Torna fácil a obtenção de dados de entrada
• Dispositivos
– Keyboard
– Mouse (apenas para Windows)
– Xbox 360 (Gamepad, guitarra, tambores, volantes, etc...)

• Modelo de programação imediato
– Não demanda inicialização
– Não demanda gerenciamento de estados
– Basicamente tira uma fotografia dos estados de todos os botões

32

• Fornece um jeito fácil para ler e salvar informações
do jogo
• Atua como um sistema de arquivos virtuais
– Arquivos armazenados no local correto de cada plataforma
– Suporta múltiplos dispositivos de armazenamento e perfis
no Xbox 360

• Baseado em Streams, o que facilita a integração com
o System.IO

33

• Biblioteca de funções matemáticas para jogos
– Vector, Matriz, Quaternion, Plane, AABB, Sphere, Ray,
Frustum, Curve
– Regra-da-mão-direita por default
– Fácil integração
– Testes de interesecções
– Facilitadores para movimentos

34

• Conexão entre Xbox 360 e PC
• Conexão local e via LIVE!
• Inclui suporte a LIVE! MatchMaking
– Conecta você a pessoas com perfil semelhantes

• Na versão 3.1
– Ranked matchmaking
– Venda de jogos na Live Community!
– Conexão de até 8 Zunes em rede ad-hoc


35

Jogos

Extended
Framework

Core

Framework

Plataforma

Starter Kits

Code

Content

Application Model

Graphics

Direct3D

Audio

Components

Content Pipeline

Input

XACT


Math

XINPUT

Storage

XCONTENT

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Distortion

Skinning & Animation

3D Particles

Shatter Effects

37

• AbduX
– Jogo completo, feito em 4 dias, por 1 pessoa
– Explora recursos gráficos, sons, input e fontes no XNA além
de reconhecimento de voz


38

• Dungeon Quest
– Desenvolvido em apenas 4 dias
– Equipe: 1 desenvolvedor e 1 designer


39


40


41

• Para desenvolver:
– Windows XP SP2 ou superior
– Visual C# 2008 Expresse Edition ou versão Professional
– Runtime do DirectX

• Para rodar:
–
–
–
–
–

Placa de vídeo compatível com DirectX 9.0 e Shaders 2.0
Runtime do XNA e do DirectX
PC: Windows XP SP2 ou superior
Xbox 360: deve haver HD
Zune: pronto para rodar!


42

• É uma ferramenta de desenvolvimento (IDE) criada pela
Microsoft.
• Sua interface é simples e intuitiva.
• Muito recomendada para usuários iniciantes em
programação na linguagem C#.
• A versão Express não tem custo e você pode registrá-la.
– Visual C# 2008 Express Edition


43

• O XNA é um framework gratuito e robusto com
interface amigável desenvolvido pela Microsoft para
criar jogos tanto para PC quanto para o console XBox
360.
– XNA 3.1 (lançada em 03/07/2009)

• Ao concluir o download do XNA 3.1 é hora de
instalar. Após possuir o XNA instalado em seu
computado, chega a hora de ver se tudo está
funcionando corretamente.

44

• File  New Project

Solution Explorer


45

• Após criar seu novo projeto, você já pode testá-lo.
• Para isso, aperte F5.
• Se tudo der certo, espera-se o seguinte resultado.


46

Initialize()

LoadContent()

Update()

Game Loop

Término da aplicação
Draw()

UnloadContent()


47


48

• Pasta Content, botão direito do mouse... Add -> Existing Item
• Criar uma variável do tipo Texture2D
Texture2D image;

• Carregar a imagem (método LoadContent)
image = Content.Load<Texture2D>(“fantasma”);

• Desenhar a imagem na tela (método Draw)
spriteBatch.Begin();
spriteBatch.Draw(imagem, new Vector(100.0f, 100.0f), Color.White);
spriteBatch.End();


49

• Espera-se obter o seguinte resultado ao compilar o
exemplo.


50

• Adicione duas novas variáveis.
Vector2 position = new Vector2(100.0f, 100.0f);
KeyboardState keyState;

• No método Draw, troque new Vector2(100.0f, 100.0f) pela variável
position que criamos.

• No método Update, adicione as seguintes linhas
keyState = Keyboard.GetState();

if (keysboardState.IsKeyDown(Keys.Up)) position.Y -= 5.0f;
if (keysboardState.IsKeyDown(Keys.Down)) position.Y += 5.0f;
if (keysboardState.IsKeyDown(Keys.Left)) position.X -= 5.0f;
if (keysboardState.IsKeyDown(Keys.Right)) position.X += 5.0f;

51

• Comente as linhas do método Update que manipulam a
imagem com o teclado.
• Adicione uma variável de estado para o mouse
MouseState mState;

• No método Update digite.
mState = Mouse.GetState();
position.X = mState.X - image.Width / 2;
position.Y = mState.Y - image.Height / 2;

• Para fazer a seta aparecer coloque no Initialize.
IsMouseVisible = true;


52

• Add -> New Item


53

• É gerado um arquivo xml. Mude a seguinte informação dele
<FontName>Arial</FontName>

• Crie uma variável do tipo SpriteFont
SpriteFont sFont;

• Carregue a font que você criou no método LoadContent
sFont = Content.Load<SpriteFont>(“fontArial”);

• Escreva as informações na tela dentro do método Draw, entre
os comandos Begin() e End()
spriteBatch.DrawString(sFont, "X = " + position.X.ToString(), new
Vector2(10.0f, 10.0f), Color.White);
spriteBatch.DrawString(sFont, "Y = " + position.Y.ToString(), new
Vector2(10.0f, 30.0f), Color.White);

54

• Espera-se obter o seguinte resultado ao compilar o
exemplo.


55

• Adicione as seguintes linhas
movimentos do personagem.


após

fazer

os

56

• Adicione a música na pasta Content do seu projeto
Add -> Existent Item

• Declare uma variável do tipo Song
Song music;

• Carregar a música no LoadContent
music = Content.Load<Song>(“music”);


57

• Para tocar a música digite o seguinte código também
no LoadContent
MediaPlayer.Play(music);
• Para fazer a música ficar em loop infinito digite:
MediaPlayer.IsRepeating = true;


58

• Adicione o efeito sonoro na pasta Content do seu
projeto
Add -> Existent Item

• Declare uma variável do tipo SoundEffect
SoundEffect collision;

• Carregar a música no LoadContent
collision = Content.Load<SoundEffect>(“collision”);

59

• Declare uma váriavel de colisão como booleana
bool collsion;

• No método Update, deixe collision sempre como
falso e quando acontecer uma colisão do fantasma
com a parede troque o valor para verdadeiro.
• Então verifica se collision é verdadeiro e toque o
som.
if (collision) sound.Play();

60

Raio r2

Raio r1

Colisão em X
Centro C2

Colisão em Y

Centro C1

Existe colisão se:
dist(c1,c2) < r1 + r2
Colisão completa

61

• GameComponent
– Automatiza alguma métodos sobrecarregando-os, menos a
parte de desenho
– Exemplo prático

• DrawableGameComponent
– Automatiza alguma métodos sobrecarregando-os, inclusive
a parte de desenho

• GameServices
– Disponibiliza serviços de objetos para outras classes

62


63

• A Linguagem C#:
– É uma linguagem orientada a objeto, moderna, desenhada
a fim de aumentar a produtividade do programador. C# é
utilizado por milhares de programadores e analistas e
provê acesso total a tecnologia utilizando o .Net
Framework, O Compact Framework e mais recentemente o
XNA Framework


64

• namespace – é usada para declarar um escopo. Este
escopo permite você organizar o código e oferece
uma maneira parar criar tipos exclusivos.


65

• #region e #endregion – directiva para incluir uma
região dentro do código, facilitando a vida do
programador, podendo este visualizar apenas o
código de interesse no momento.


66

• Comentários – /* ... */ e //


67

• Using – mesmo conceito do #include da linguagem
C/C++ ou import da linguagem Java

com using

sem using

68

• Variáveis:
Tipos C#

Valores possíveis de se armazenar

bool

true ou false (valores booleanos)

byte

0 a 255 (8 bits)

sbyte

-128 a 127 (8 bits)

char

Um caractere qualquer (16 bits)

decimal

±1.0 x 10-28 a ±7.9 x 1028 (128 bits)

double

±5.0 x 10-324 a ±1.7 x 10308 (64 bits)

float

±1.5 x 10-45 a ±3.4 x 1038 (32 bits)

int

-2,147,483,648 a 2,147,483,647 (32 bits)

uint

0 a 4,294,967,295 (32 bits)

long

-9,223,372,036,854,775,808 a 9,223,372,036,854,775,807 (64 bits)

ulong

0 a 18,446,744,073,709,551,615 (64 bits)

object

Qualquer tipo

short

-32,768 a 32,767 (16 bits)

ushort

0 a 65,535 (16 bits)

string

Seqüência de caracteres (16 bits por caractere)


69

• Operadores
Category

Operator(s)

Associativity

Primary

(x) x.y f(x) a[x] x++ x- - new typeof sizeof checked unchecked

Left

Unary

+ - ! ~ ++x - -x (T)x

Left

Multiplicative

* / %

Left

Additive

+ -

Left

Shift

<< >>

Left

Relational

< > <= >= is

Left

Equality

== !=

Right

Logical AND

&

Left

Logical XOR

^

Left

Logical OR

|

Left

Conditional AND

&&

Left

Conditional OR

||

Left

Ternary

? :

Right

Assignment

= *= /= %= += -= <<= >>= &= ^= |=

Right


70

• Vetores Multidimensionais (arrays):


71

• Entrada e Saída padrão:


72

• Estrutura condicional IF/ELSE:


73

• Laço de repetição FOR:


74

• Laço de repetição WHILE:


75

• Laço de repetição FOREACH:
– O laço foreach é usado quando queremos percorrer todos os
elementos de um array (matriz) ou de coleções de dados, tais como
uma ArrayList.


76

• Listas:


77

• Tratamento de erros:


78

• Classes
• Construtor
• Atributos e métodos


79

• Herança, Polimorfismo, Encapsulamento e
Enumeradores.


80


81


82

• “XNA Tap”
– Construção de um jogo
simples
– Construção de um
gerenciador de telas
– O jogador deve acertar as
baratas com o jornal


83

•
•
•
•

•

Sharp, John. Microsoft Visual C#: Passo a passo (Tradução: Altair Dias Caldas de
Moraes). Porto Alegre : Bookman, 2007. 504 p. ISBN 978-85-60031-17-7.
Kleber Andrade. Curso de XNA. http://kleberandrade.wordpress.com/xna –
[acessado em abril de 2010].
Sharp Games. http://www.sharpgames.net - [acessado em abril de 2010]
XNA Developer Center, http://msdn.microsoft.com/xna/ - [acessado em março de
2010]
XNA Creators Club, http://creators.xna.com – [acessado em abril 2010]


84

Obrigado !
Kleber de Oliveira Andrade
pdjkleber@gmail.com
http://kleberandrade.wordpress.com

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