SDL ile Oyun Programlama
Faruk Erdem Öncel



İngilizce Kaynaklar


Diğer




Oyunlarda hareket

Bu derste oyunlarda hareket konusu inceleyeceğiz. Daha önceki dersimizde vektörler için bir oyun nesnesinin konum bilgilerini tutan basit bir yapı olduğunu bilmeniz yeterli demiştik. Bu derste vektörler konusunda temel bazı bilgiler öğreneceğiz.

Lineer cebir nedir

Lineer cebir vektörleri inceleyen matematik koludur. Eğer oyunumuzda bir yarış arabasının hızı, kameranın yönü gibi bilgilere ihtiyacımız varsa vektörleri kullanmak durumundayız.

Lineer cebiri daha iyi anladığınız takdirde vektörlerin davranışları üzerinde daha fazla kontrol sahibi olabilirsiniz.

Vektör nedir?

Oyunlarda vektörler konum, yön ve hız bilgisi tutarlar. İşte size iki boyutlu örnekler

Konum vektörü Sonic oyun karakterinin merkezden 3 metre doğuda ve 4 metre güneyde durduğunu gösteriyor. Hız vektörü dakikada uçağın 2 kilometre yukarı ve 3 kilometre sağa hareket ettiğini gösteriyor. Yön vektörü geminin sola doğru işaret ettiğini gösteriyor

Sizin de görebileceğiniz üzere vektörün kendisi aslında bir dizi sayıdan oluşuyor, kullanıldığı yere göre bir anlam kazanıyor.Örneğin vektör (-1, 0) şekildeki gibi bir geminin yönü olabileceği gibi, bulunduğunuz konuma 1 kilometre uzaktaki bir binanın konumu ya da saatte 1km hızla hareket eden bir salyangozun hızı da olabilir.

Bu yüzden vektörleri kullanırken birimlerini de belirlemek önemli. Şimdi temel olarak vektörlerin ne olduğunu öğrendiğimize göre onları nasıl kullanacağımızı öğrenmenin zamanı geldi

Vektörlerde toplama

Vektörleri toplamak için vektörün her bileşenini ayrı ayrı toplamak gerekiyor. Örneğin:

  (0,1,4) + (3,-2,5) = (0+3, 1-2, 4+5) = (3,-1,9)

Peki vektörleri neden toplamak isteriz? Vektörleri toplamanın nedenlerinden bir tanesi fizik entegrasyonunu yapabilmek içindir. Oyun içinde her fiziksel nesne konum, hız, ivme gibi bilgileri tutabilmek için vektörleri kullanacaktır. Oyunun her karesinde (genellikle saniyenin 1/60'ı kadar bir sürede) hızı konuma ve ivmeyi hıza eklemeliyiz.

Burada gene SDL'in koordinat sistemine göre düşünüyoruz. Yani y ekseni aşağı doğru bakıyor. Yukarıya hareket etmek demek y değerinin azalması demek

Aslında Maryo ekranın altında durduğuna göre, konumu (0, 480) gibi bir değer olmalı (Ekran çözünürlüğümüzün 640x480 olduğunu varsayarsak) Ama biz hesaplamalarda kolaylık olsun diye bulunduğu konumu (0, 0) noktası kabul edeceğiz

İlk karede hızını (1, -3) konumuna (0, 0) ekleyerek yeni konumunu (1, -3) buluyoruz. Daha sonra ivmesini (0, 1) hıza (1, -3) ekleyerek yeni hızını (1, -2) buluyoruz

İkinci karede de aynısını yapıyoruz. Hızını (1, -2) konuma (1, -3) ekleyerek yeni konumu (2, -5) buluyoruz. Daha sonra ivmeyi (0, 1) hıza (1, -2) ekleyerek yeni hızı (1, -1) olarak buluyoruz.

Genellikle oyunlarda oyuncu karakterin ivmesini klavye veya oyun çubuğu kullanarak kontrol eder, oyun da yeni hız ve konum bilgilerini vektörleri toplayarak hesaplar

Vektörlerde çıkartma

Vektörlerde çıkartmayı da toplamaya benzer şekilde yapıyoruz. Vektörlerin çıkartarak bir konumdan bir diğer konumu işaret eden bir vektör buluyoruz. Örneğin oyuncumuz (1, 2) konumunda elinde bir lazer silahı ile duruyor ve düşman robotu (4, 3) noktasında olsun. Lazerin oyuncuyu vurabilmek için katetmesi gereken mesafeyi gösteren vektörü oyuncunun konumunu robotun konumundan çıkararak bulabilirsiniz. 

(4,3)-(1,2) = (4-1, 3-2) = (3,1)

Skaler vektör çarpımı

Vektörler söz konusu olduğunda skaler derken vektörü oluşturan her sayıya skaler diyoruz. Örneğin (3,4) bir vektörken, 5 skaler. Oyunlarda bir vektörü bir skalerle çarpabilmek oldukça işimize yarayacak. Örneğin oyuncu hareket ederken oyuna daha gerçeklik katmak için oyuncunun hızına karşı gösterilen hava direncini hesaplayabiliriz. Bunu da oyuncunun hızını her karede 0.9 ile çarparak buluruz. Bunu yapmak için vektörün her bileşenini skaler ile çarpıyoruz. Eğer oyuncunun hızı (10,20) ise yeni hızı şu şekilde bulabiliriz: 

0.9*(10,20) = (0.9*10, 0.9*20) = (9,18)

Kodlamaya başlayalım

Bu dersimize önceki derste kodladığımız kod üzerinde çok az değişiklik yaparak devam edeceğiz. Eğer daha önceki dersi kodladıysanız o dersin üzerinde değişiklikler yaparak devam edebilirsiniz. Eğer kodlamadıysanız buradan sıkıştırılmış dosyayı indirerek projenin ana dizininde açmanız yeterli. Bir önceki dersin kaynak kodlarını içeren test isminde bir dizin oluşacak.

oyun.d dosyasının içinde

class TemelOyun'un üzerinde bunları girin

class Top : Oyuncu
{
    this(Grafik2D grafik, Vector2 konum)
    {
        // Oyuncu sınıfının kurucu işlevini çağırıyoruz
        super(grafik, konum);
    }
}

Burada yaptığımız hiç bir şey yok aslında. Top sınıfını Oyuncu sınıfından türetiyoruz. Top sınıfının kurucu işlevinde de devraldığımız sınıfın kurucu işlevini çağırıyoruz.

Bilgilerinizi tazelemek için türeme ile ilgili dershanedeki bu dersi tekrar gözden geçirmek isteyebilirsiniz

class Oyun: TemelOyun'un altındaki ilk { den sonra Oyuncu oyuncu kısmını aşağıdaki gibi değiştirin

    Top top;
    Vector2 topHızı;

Oyun sınıfının içerikYükle() işlevini aşağıdaki gibi değiştirin

        super.içerikYükle();

        // oyuncuya ait içeriği yükle
        auto topkonum = Vector2(0, 0);
        top = new Top(içerik.yükle("top.png", true), topkonum);
        topHızı = Vector2(2, 2);

Burada da ilk derste öğrendiklerimiz dışında yaptığımız tek şey içerik.yükle() işlevine geçtiğimiz ikinci parametre true saydam bir grafik yüklemek istediğimizi belirtiyor

Oyun sınıfının çiz işlevini de artık olmayan oyuncu nesnemiz yerine topu çizdirecek şekilde değiştirelim

        /// Nesneleri göster
        // topu çiz
        top.çiz(çizici);

Bu noktaya kadar yaptığımız basitçe penguen resmi yerine saydam bir top grafiği yüklemekti. Herhangi bir hata yapıp yapmadığınızı test etmek için Ubuntu altında şu komutları vermeniz yeterli

$ make ornek
$ cd bin
$ ./ornek
Topu hareket ettirmek

Oyun sınıfının güncelle() işlevinin en sonuna // Oyun mantığı yazan kısmın hemen altına topun güncellenme işlevini ekleyelim.

        // Oyun mantığı
        topuGüncelle();

Bu işlevin hemen altındaki } parantezinden sonra topun güncellenme işlevini ekleyelim

    private void topuGüncelle()
    {
        top.konum += topHızı;

        // alta mı geldik
        if (top.konum.y + top.yükseklik >= ekranyükseklik)
            // alta geldiysek hızı y ekseninde yansıtmamız yeterli
            topHızı.yansıt(Vector2(0, 1));

        // sağa mı geldik
        if (top.konum.x + top.genişlik >= ekrangenişlik)
            // sağa geldiysek hızı x ekseninde yansıtmamız yeterli
            topHızı.yansıt(Vector2(1, 0));

        // üste mi geldik
        if (top.konum.y <= 0)
            // üste geldiysek hızı y ekseninde yansıtıyoruz
            topHızı.yansıt(Vector2(0, 1));

        // sola mı geldik
        if (top.konum.x <= 0)
            // sola geldiysek hızı x ekseninde yansıtıyoruz
            topHızı.yansıt(Vector2(1, 0));
    }

Daha önce oyunun her karesinde hızı konuma ekliyoruz demiştik. İşte topun güncelle metodunda bunu yapıyoruz. Topun ilk konumu (0,0) noktasıydı. Oyun başladığında top sağa ve aşağı doğru hareket edecek

Alta gelip gelmediğimizi topun y konumunu, topun yüksekliğine ekleyerek hesaplayabiliriz. Eğer bu değer ekranyüksekliğine büyük ya da eşitse topu y ekseninde yansıtıyoruz. Top alt tarafa hem sağdan hem de soldan yaklaşabilir

Şimdi işin en püf noktasına geldik. Bir vektörü yansıtmak ne demek

Şekilde yeşil renkli vektörü y ekseni üzerinde yansıttığımız zaman elde ettiğimiz vektör turuncu renkte olan vektör. yansıt işlevine geçtiğimiz Vector2(0, 1) parametresi vektörü y ekseninde yansıtmak istediğimizi belirtiyor.

Bu vektörün uzunluğunun bir birim olduğunu kolayca görebiliriz. Uzunluğu bir birim olan vektörlere birim vektör deniliyor. Dikkat ederseniz topun sağdan ya da soldan gelse de y ekseninde yansıttığımızda istediğimiz hareketi elde edebiliyoruz

Oyunu çalıştırmak

Programın kaynak kodunu derlemek için şu komutları girin:

Ubuntu altında konsoldan: 

$ make ornek
$ cd bin
$ ./ornek

Windows altında Başlat->Çalıştır-> yolunu izleyerek buraya cmd yazın. Açılan konsolda: 

make ornek -f win32.mak
cd bin
ornek.exe

Eğer her şey yolunda gittiyse ekranınınızda sağa sola hareket eden bir top görmeniz lazım. Mutlu kodlamalar!