Разработка игр под NES на C. Главы 17-21. Своя игра

В этой части соберем все вместе и сделаем простую скроллерную стрелялку на космическую тему: корабль летит и лазерами отстреливает врагов
<<< предыдущая ^[1] следующая >>>
^[2]
Источник ^[3]

Планирование

Нам нужно реализовать такие режимы работы игры:

• Заставка
• Игровой режим
• Режим паузы
• Экран проигрыша
• Битва с боссом
• Экран победы

Код нужно организовать примерно так:

1. Инициализация
2. Отрисовка заставки
3. Оживление заставки:
   • Ожидание кнопки Старт
   • Фоновая музыка
4. Отрисовка игрового экрана
5. Игровой цикл:
   • Получение события джойстика
   • Движение корабля
   • Появление врагов
   • Движение врагов и снарядов
   • Обработка коллизий
   • Фоновая музыка
6. Если закончились жизни, то показать экран проигрыша
   • Опять музыка
   • Возврат к заставке
7. Если игра пройдена, то перейти к битве с боссом
8. При победе:
   • Показать экран победы
   • И опять включить соответствующую музыку

И еще надо нарисовать всю нужную графику и написать музыку.

Начнем с экрана заставки, потом сделаем игровой экран. Для показа жизней и очков используем Спрайт 0. Прокрутка будет вертикальная. Вот макет:

Кое-что из текстов тоже будет реализовано спрайтами, например "Пауза" и "Конец игры". Это упростит разработку.

Пишем код

Первый логически связный кусок игры — заставка, игровой экран и экран паузы. Переход между ними будет по кнопке Старт.
Заставку проще всего нарисовать в Фотошопе. Arial Black хорошо смотрится в названии игры, особенно после добавления небольшой перспективы и пары фильтров. Сжимаем до 128 пикселей в ширину, 4 цвета, и переносим в YY-CHR.

Корабль и звезды для фона можно делать сразу в YY-CHR. Звезды набросаем рандомно, а NES Screen Tool отлично упакует их в RLE .h файл. Текст сохраняем в таблицы имен.

Сразу же можно сделать и экран победы, временно повесив его на Селект. Музыку тоже импортирую на этом этапе, эффекты можно переключать стрелками. Потом все это удалю. Вообще, более правильно добавлять музыку в самом конце — один и тот же трек во время отладки очень быстро начинает раздражать.

Теперь можно реализовать корабль и логику его движения стрелками. Он продолжает двигаться с небольшой инерцией несколько кадров после отпускания кнопки — легкий намек на законы движения в космосе. В принципе, это можно будет отключить по итогам тестов.

Дальше идет счетчик очков, обновляемый каждый кадр. Он сделан в другой таблице имен, их подмена в середине кадра реализована через нулевой спрайт. Эта техника подробно описана в одной из статей ^[4].

Vert_scroll2 = ((Vert_scroll & 0xF8) << 2);
Sprite_Zero(); // ждем коллизии нулевого спрайта
PPU_ADDRESS = 0;
SCROLL = Vert_scroll;
SCROLL = 0;
PPU_ADDRESS = Vert_scroll2;

Тут возникли затруднения: через несколько секунд все разъезжалось. В отладчике FCEUX можно поставить брейкпоинты на запись в регистры, поставил их на регистры управления прокруткой — $2000, $2005, $2006. Значения записывались правильные, но установка верхней координаты экрана должна быть в V-blank, а в реальности получалась на 40-й строке. Это получилось из-за музыки, процедуры которой не поместились в V-blank. Переставил их в самый конец очереди, все стало работать нормально.

Теперь можно заняться разными режимами игры.

void main (void){
  while (1) { // бесконечный цикл
    while (GameMode == TITLE_MODE){ 
    // Заставка
    }
    while (GameMode == RUN_GAME_MODE){ 
    // Игра
    }
    while (GameMode == PAUSE_MODE){ 
    // Пауза
    }
    while (GameMode == GAME_OVER_MODE){ 
    // Конец игры
    }
    while (GameMode == VICTORY_MODE){ 
    // Победа
    }
  }
}

Спрайтовые объекты лучше реализовать структурами:

struct ENEMY {
unsigned char anime; // номер спрайта
unsigned char dir; // направление - если 0, то отзеркаливаем влево
unsigned char Y; // верх
unsigned char X; // левый край
unsigned char delay; // задержка начала движения
unsigned char type; // тип объекта
unsigned char move; // куда его двигать
unsigned char count; // насколько уже переместился
};

Враги будут набегать волнами, так что его тип будет устанавливаться перед ее началом.
Дропбокс ^[5]
Гитхаб ^[6]

Отдельная структура для снарядов:

struct BULLET {
unsigned char Y; // y = 0 - объект за экраном, и не отображается
unsigned char Y_sub;
unsigned char tile;
unsigned char attrib;
unsigned char X;
unsigned char X_sub;
unsigned char Y_speed; // в старшем полубайте скорость, в младшем - ускорение
unsigned char X_speed;
};

Спрайты надо реализовать чуть по другому — динамически отрисовывать их каждый кадр. Спрайты лежат в буфере OAM, адреса в памяти $200-$2FF, и сначала находятся за экраном — вертикальная координата больше 0xF0. Затем отрисовываю нулевой спрайт, а после этого уже каждый активный спрайт помещаю в буфер. Порядок размещения спрайтов в буфере меняется каждый кадр, так что спрайты мерцают.

Метаспрайты бОльшего размера надо подготовить в NES Screen Tool. Код из примера Shiru мне не понравился, пришлось переписать. В частности, когда метаспрайт выходит за границу экрана, он не появляется с противоположной стороны, а просто теряется из виду. Это не вяжется с логикой игры, хоть и работает быстрее. Кроме того, возникли затруднения с отражениями спрайтов. Пришлось писать скрипт на Пайтоне, который конвертирует готовые метаспрайты в формат, удобный для импорта в код. Это слегка ускорило процесс.

На этом этапе кнопка Вниз добавляет снаряды, Селект — добавляет врагов. Для некоторых из них работает отзеркаливание. Обработка коллизий переписана на Ассемблере и позволяет увеличить количество объектов.

Дропбокс ^[7]
Гитхаб ^[6]

А теперь надо переписать все еще раз. Обработка нулевого спрайта и управление прокруткой происходят в обработчике NMI. Каждый кадр происходят примерно такие действия:

1. Получение событий джойстика
2. Спрайты из буфера выносятся за экран, нулевой спрайт кладется на место
3. Если Master_Delay обнуляется в этом кадре, то запускается волна врагов. Для копирования из ROM в RAM используется memcpy.
4. Все ли враги убиты? При смерти координата Y обнуляется
5. Есть ли попадания по нашему кораблю? Если да, то уменьшается счетчик жизней, и по соответствующему таймеру на несколько кадров рисуется взрыв вокруг корабля.
6. Если были нажаты стрелки, двигаем корабль
7. Есть ли попадания по врагам? Если да, то рисуем взрыв и обнуляем ему Y
8. Рендерим все спрайты — пишем их данные в OAM
9. Играем музыку. Этот этап можно перенести в NMI
10. Обновляем счетчик очков
11. Если надо, переходим в режим Паузы по кнопке Старт
12. Если счетчик жизней ушел в минус, переходим в Конец игры

Нужно придумать способ, как красиво разместить вражеские корабли в начале каждой волны. Появляются они тоже не одновременно. Каждый враг активен и двигается, пока по нему не попадут, или пока он не уйдет за экран. Когда все враги из волны исчезнут тем или иным способом, активируется таймер Master_Delay, отсчитывающий кадры до следующей волны. Когда волны закончатся, начинается режим Босса.

У Босса есть список возможных ходов и хитпоинты, снимающиеся при попаданиях. Когда они обнулятся, включаются нехитрые звуковые эффекты и тряска экрана. После этого игра переходит в режим Победы. Из него можно начать заново, с сохранением жизней и очков.

Остальное предлагаю смотреть в коде игры. Используйте его как есть, или как основу для своего проекта. Спасибо за внимание!

Дропбокс ^[8]
Гитхаб ^[6]

Благодарности

Хочу поблагодарить всех, кто помогал мне изучить программирование для NES, особенно участников форума forum.nesdev.com ^[9].

Очень много я почерпнул из примеров кода для cc65, которые написал Shiru. Кое-что из этих примеров использовано в этом туториале. Он же автор Famitone2 и NES Screen Tool. Его сайт с играми и примерами:
https://shiru.untergrund.net/software.shtml ^[10]
http://shiru.untergrund.net/articles/programming_nes_games_in_c.htm ^[11]

Две его игры продаются на GreetingCarts (Retroscribe):
http://www.greetingcarts.com/ ^[12] (сайт мертв — прим. перев.)

Хочу поблагодарить THEFOX за его помощь, когда я только начинал осваивать cc65. И за примеры, которые раньше были на его сайте:
https://www.fauxgame.com/ ^[13]
Но поиграть в его игру, Streemerz, все равно можно.

Rainwarrior сделал демо Coltrane, и дал хороший пример работы со звуком:
http://www.rainwarrior.ca/music/coltrane_src.zip ^[14]
А еще у него есть игра Lizard Game:
http://lizardnes.com/ ^[15]

Всем спасибо!
А мне теперь надо сделать то же самое, но для приставки SNES...

Автор: Вадим Марков

Источник ^[16]