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Instituto de Computação - UFF 1
Laboratório de Programação com
Games
Professor:
Anselmo Montenegro www.ic.uff.br/~anselmo
Conteúdo:
- Conceitos sobre video jogos
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Instituto de Computação - UFF 2
Roteiro
• O que é um jogo? • O que é um vídeo jogo • Histórico dos vídeo jogos • Os diferentes tipos de vídeo jogos • Game Design Document • A arquitetura de um jogo • O Game Loop
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Instituto de Computação - UFF 3
O que é um jogo?
• “A game is a form of interac(ve entertainment where players must overcome challenges, by taking ac7ons that are governed by rules, in order to meet a victory condi(on”
——Rollings & Adams
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Instituto de Computação - UFF 4
O que é um vídeo jogo?
• Jogo eletrônico: é dispositivo que usa eletrônica para construir um sistema interativo com o qual o usuário possa jogar
• Um vídeo game é um tipo de jogo eletrônico que utiliza uma interface com o usuário para enviar resposta em display de vídeo
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Instituto de Computação - UFF 5
Histórico de vídeo jogos
https://www.youtube.com/watch?v=GoyGlyrYb9c
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Instituto de Computação - UFF 6
Tipos de vídeo jogos: categorização da Wikipedia
Action-adventure game Action role-playing games Adventure games Beat 'em up Cinematic platformer Computer Console role-playing video Fighting games Hack and slash Interactive movies Platform games Scrolling platformers Scrolling shooters Isometric platformer Isometric shooter
Light gun shooter Maze games Platform-adventure games Racing games Rail shooter Laserdisc video game Real-time strategy Run & gun shooters Rhythm game Stealth games Survival horror Vehicle simulation games Visual novels
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Instituto de Computação - UFF 7
Tipos de vídeo jogos: action- adventure
• Tipo de jogo que combina elementos de vários generos incluindo:
§ exploração § quebra-‐cabeça § uso de inventório de itens § sistema monetário § níveis de desenvolvimento § e componentes de ação
• Outras caracterís@cas:
§ ambiente aberto § jogabilidade não linear
Legend of Zelda (1986)
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Instituto de Computação - UFF 8
Tipos de vídeo jogos: Action role-playing games
• Jogo onde personagens possuem atributos estaKs@cos e voltado a exploração em um ambiente de combate de ação • Exemplos:
– Dragon Slayer II: Xanadu (1985)
– Zelda II: The Adventure of Link (1987)
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Instituto de Computação - UFF 9
Tipos de vídeo jogos: Adventure
• Jogos de aventura que narram uma estória em um ambiente a ser explorado:
– Inicialmente possuiam interface puramente textual
– Posteriormente surgiram versões com resposta gráfica mas não intera@va
Mistery House
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Instituto de Computação - UFF 10
Tipos de vídeo jogos: Adventure
• Uma versão mais moderna u@liza interface point and click
• Exemplos:
§ Zork (1980) - text adventure
§ Mystery House (1980), de Roberta Williams para o Apple II - graphic adventure game
§ King's Quest (1984) da Sierra,
§ Maniac Mansion (1987) LucasArts, com interface point and click
Mistery House
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Instituto de Computação - UFF 11
Tipos de vídeo jogos: Beat’ em up
• Jogo em side-‐scrolling envolvendo combate
• Exemplos:
– Karateka (1984) – Kung-‐Fu Master (1984) – Renegade, introduziu a movimentação
tanto na horizontal quanto ver@cal – Final Fight – Cadillac and Dinosaurs
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Instituto de Computação - UFF 12
Tipos de vídeo jogos: Platform
• Jogos centrados em subir escadas entre diferentes andares
• Exemplos:
– Space Panic (1980) – Donkey Kong (1981), jogo que definiu
o es@lo com saltos sobre obstáculos e buracos
– Mario Bros. (1983), modo coopera@vo com dois jogadores
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Instituto de Computação - UFF 13
Tipos de vídeo jogos: Cinematic Platformer
• Prince of Persia (1989): animação por rotoscopia
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Instituto de Computação - UFF 14
Tipos de vídeo jogos: Maze games
• Jogos que ocorrem em labirintos com paredes, armadilhas e perseguições
• Exemplos:
– Pac-‐Man (1980)
– 3D Monster Maze (1981) primeiro jogo 3D para computador (ZX-‐81)
– Dungeons of Daggorath (1982)
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Instituto de Computação - UFF 15
Tipos de vídeo jogos: Maze games
• Jogos que ocorrem em labirintos com paredes, armadilhas e perseguições
• Exemplos:
– Pac-‐Man (1980)
– 3D Monster Maze (1981) primeiro jogo 3D para computador (ZX-‐81)
– Dungeons of Daggorath (1982)
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Instituto de Computação - UFF 16
Tipos de vídeo jogos: Role-playing
• Introdução de jogos de RPG em computadores e consoles. Ambientações tipicas giram em torno de temas medievais e futuristas
• Exemplos:
– Dragon Warrior (1986) – Dragon Quest – Phantasy Star (1987) – Final Fantasy (1987) – sistema em
turno de batalha com vista lateral – Megami Tensei (1987)
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Instituto de Computação - UFF 17
Tipos de vídeo jogos: Scrolling Platformers
• Jogo de plataforma que rola continuamente na tela. Ações tipicas são saltar e desviar de obstáculos, inimigos
• Exemplos:
– Jump Bug (1981), – Jungle King (1982) – Pac-‐Land (1984), mul@-‐layered
parallax scrolling – Super Mario Bros. (1985) – Wonder Boy (1986)
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Instituto de Computação - UFF 18
Tipos de vídeo jogos: Scrolling Platformers
• Jogo de plataforma que rola continuamente na tela. Ações tipicas são saltar e desviar de obstáculos, inimigos
• Exemplos:
– Jump Bug (1981), – Jungle King (1982) – Pac-‐Land (1984), mul@-‐layered
parallax scrolling – Super Mario Bros. (1985) – Wonder Boy (1986). http://img.gamefaqs.net/screens/6/c/f/
gfs_22701_2_2.jpg
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Instituto de Computação - UFF 19
Tipos de vídeo jogos: Scrolling shooter
• Jogos de tiro em que a tela rola continuamente sendo que diferentes níveis surgem horizontalmente ou verticalmente com o prosseguimento do jogo
– Defender (1980) – Vanguard (1981) movimentos ver@cais e
horizontais – Xevious (1982) scroller ver@cal – Moon Patrol (1982) introduziu a técnica de
parallax scrolling – Gradius (1985controle de armas;
memorização de fases – Thrust (1986) cavernas, gravidade e inércia
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Instituto de Computação - UFF 20
Tipos de vídeo jogos: Scrolling shooter
• Jogos de tiro em que a tela rola continuamente sendo que diferentes níveis surgem horizontalmente ou verticalmente com o prosseguimento do jogo
– Defender (1980) – Vanguard (1981) movimentos ver@cais e
horizontais – Xevious (1982) scroller ver@cal – Moon Patrol (1982) introduziu a técnica de
parallax scrolling – Gradius (1985controle de armas;
memorização de fases – Thrust (1986) cavernas, gravidade e inércia
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Instituto de Computação - UFF 21
Game Design Document
• O Game Design Document (GDD) é o documento que descreve conceitualmente o jogo e como ele será desenvolvido ao longo do projeto
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Instituto de Computação - UFF 22
Game Design Document
• Um GDD deve conter:
1. Nome do Projeto
2. High concept - Descreva em apenas um parágrafo as principais características do jogo, incluindo os aspectos diferenciais e inovadores do projeto.
3. Gameplay e Enredo - Descreva todos os elementos de jogo e sua interação com o jogador. Fluxo de jogo, fases, personagens, enredo, storyboards e cenário, são todos elementos desta seção. Se necessário utilize imagens, tabelas e fluxogramas.
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Instituto de Computação - UFF 23
Game Design Document
4. Interface de usuário - Mostre com imagens e diagramas como os elementos
visuais são dispostos para o usuário. Inclua exemplos de interfaces gráficas e imagens do jogo.
5. Audio e música - Descreva as características de áudio e música do jogo.
6. Arte Conceito e referências - Nesta seção, inclua arte conceito ou referências de outros jogos, que ilustram algum aspecto específico ou amplo deste jogo.
7. Ideias adicionais e observações - Inclua aqui funcionalidades extras que podem ou não ser incluídas no jogo, ou outras observações quanto ao projeto.
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Instituto de Computação - UFF 24
Arquitetura de Jogos
• Primeiro vejamos o que é uma arquitetura de software:
“A arquitetura de um software é uma descrição da estrutura do sistema (a forma como está organizado), os seus componentes, as propriedades visíveis externamente destes componentes e suas relações”
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Instituto de Computação - UFF 25
Arquitetura de Jogos
• Estrutura – organização dos elementos de um programa ou sistema computacional
• Visibilidade Externa – abstração dos detalhes que são relevantes para o estabelecimento de restrições e inter-relações entre os elementos
• Relações –papéis dos elementos que compõem a arquitetura e como eles se relacionam entre si
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Instituto de Computação - UFF 26
Arquiteturas de jogos
• Os primeiros sistemas de jogos eram bem simples com poucos e limitados componentes de software
• Entretanto algumas decisões arquiteturais já permitiam identificar alguns submódulos e suas responsabilidades
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Instituto de Computação - UFF 27
Exemplos de arquiteturas de jogos
• Na medida em que gráficos 3D se tornaram importantes, componentes responsáveis por tal funcionalidade passaram a se revelar na arquitetura
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Instituto de Computação - UFF 28
Exemplos de arquiteturas de jogos
• Um jogo 3D, por volta de 2004, alcançou um grau de complexidade tão alto que torna-se inconcebível projetar um software sem considerar a sua arquitetura
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Instituto de Computação - UFF 29
Game Engines
• Game Engine: é um conjunto de componentes de
software reutilizáveis e ferramentas para desenvolvimento de vídeo jogos
• Criam uma abstração dos detalhes presententes nas atividades e processos comuns a maioria dos jogos
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Instituto de Computação - UFF 30
Game Engines
• Qual a diferença entre um Game Engine e um jogo
(game)?
• Um Game Engine possui uma arquitetura voltada a dados
• Um jogo possui lógica e regras do jogo codificadas rigidamente no código
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Instituto de Computação - UFF 31
Game Engines
• Componentes:
• Rendering engine • Physics engine • Detecção e tratamento
de colisão • Audio • Scripting • Animação
• Inteligência artificial • Rede • Streaming • Gerenciamento de memória, • Threading • Suporte a localização • Grafo de cena
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Instituto de Computação - UFF 32
Game Engines
Nome Linguagem Scripting Cross-Platform
2D/3D Licença Obs
Blender C++ Python Sim 2D/3D GLP
idTech 4 C++ C++ via dll Sim 3D GLP Engine do Doom 3
JMonkeyEngine Java Sim 3D GLP
Ogre3D C++ C++ Sim 3D MIT
Unreal Engine 3 UnrealScript Proprietaria
Crytek 3 Livre até a versão 3.5.8
Unity Javascript, C# Sim 2D/3D Livre, Pro é proprietária
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Instituto de Computação - UFF 33
Game Engines
• É praticamente impossível reutilizar o software de um jogo para criar um jogo distinto
• Por outro lado, um Game Engine é um software extensível que pode servir utilizado para criar diferentes jogos sem muitas modificações no seu sistema
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Instituto de Computação - UFF 34
Game Engines
• Neste curso não desenvolveremos Game Engines
• Tão pouco usararemos um Game Engine
• Que ferramentas usaremos então?
• Linguagem de programação
• API para desenvolvimento de jogos: PPlay
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Instituto de Computação - UFF 35
Game Engines
• O que é uma API (Application Programming Interface)?
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Instituto de Computação - UFF 36
Game Objects
• Em algumas arquiteturas e engines de jogos, todos os objetos ou entidades do jogo são tratadas segundo o conceito de Game Object
• Um Game Object é um container que armazena diferentes componentes que caracterizam uma entidade específica no jogo
• Exemplos de componentes são: • Geometria • Navegação • Transformações • Física • Audio • Rendering • Scripts
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Instituto de Computação - UFF 37
Game Objects
• Componentes são os ingredientes que são usados para compor um objeto
• Um Game Object é o recipiente onde os componentes são combinados
• Um personagem, por exemplo, é criado a partir de um game object vazio combinando diferentes componentes como:
• a forma do personagem, • seu esquema de navegação, • sons • sua resposta a colisões, • scripts que determinam seu comportamento e etc…
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Instituto de Computação - UFF 38
O Game Loop
• O Game Loop é uma estrutura que descreve um conjunto de processos que se repetem indefinidamente a cada frame que é exibido
• Isto ocorre em média de 30 a 60 vezes por
segundo um ciclo se repete
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Instituto de Computação - UFF 39
O Game Loop
• Em um game loop são executados os seguintes processos de um jogo:
1. Captura e tratamento de entrada de dados(input) 2. Atualização da cena (update)
a) IA b) Simulação Física c) Atualização dos game objects d) Atualização dos estados do jogo e) Atualização do passo de tempo
3. Rendering (desenho da cena)
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O Game Loop
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Referências
• Geral § Steve Rabin. Introduction to Game Development. Second Edition.
Cengage Learning.
• Histórico
§ http://wirelesslab.sjtu.edu.cn/resource/seminar/080411/History of Computer and Video Games.ppt
§ http://inventors.about.com/library/inventors/blcomputer_videogames.htm
• Gêneros de Jogos § http://en.wikipedia.org/wiki/Video_game_genres
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Referências
• Arquitetura de jogos
• Software Architecture and the Creative Process in Game Development. Njal Nordmark. Master of Science in Computer Science. June 2012. Supervisor: Alf Inge Wang, IDI. Norwegian University of Science and Technology. Departmento of Computer and Information Science.
• Game Engine § http://www.gamecareerguide.com/features/529/what_is_a_game_.php
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Referências
• Game Objects § http://docs.unity3d.com/Manual/GameObjects.html
• Game Loop § http://www.programarcadegames.com/index.php?
chapter=loops&lang=pt#section_4