GameDevWeek/Programmieren

Dieser Artikel ist für Programmierer in der Java-Gruppe gedacht. Es wird empfohlen, den Artikel sorgsam zu lesen und anschließend die Tutorials in den Themengebieten zu bearbeiten, für die ein Interesse besteht.

Weiterhin empfiehlt es sich, die Struktur von Code und Assets des Spiels Survival of the Fattest anzuschauen, welche als Guideline für alle GDW-Projekte gilt. Um bereits im Vorraus zu experimentieren, kann der Code des Master Branches ausgecheckt/geforkt werden. Es wird ein Entity Component System (ECS) namens Ashley verwendet. Jeder Programmierer sollte zumindest die Grundidee eines ECS verstanden haben.

Entwicklungsumgebung

Als Entwicklungsumgebung werden Eclipse und NetBeans unterstützt. Für jede der beiden IDEs wird es fertige Bundles geben, die alle benötigten Plugins und Voreinstellungen beinhalten. Sollte eine bereits installierte IDE genutzt werden wollen, muss zunächst sichergestellt werden, dass die nötigen Plugins installiert und konfiguriert sind. Sollte eine andere IDE genutzt werden wollen, kann im Problemfall kein umfassender Support garantiert werden.

Anforderungen an die IDE

Es wird erwartet, dass die genutzte IDE folgende Anforderungen erfüllt:

• JDK 8
• Maven Unterstützung
• Projektspezifische Einstellungen:
  • UTF-8 Character Encoding
  • 4 Whitespaces anstelle von Tabs

Im AbschnittTutorials finden sich Hilfestellungen hierzu.

Git Tools

Jede moderne IDE beinhaltet eingebettete Tools zur Unterstützung der Versionsverwaltung Git (EGit u.A.). Diese verschleiern oft den Git Workflow und sorgen so für Verständnis- und Technikproblemen.

Genutzte Technologien

Framework & Codebase

Um nicht jeden Aspekt eines Spiels selber zu implementieren und sich somit auf die Entwicklung des Spiels konzentrieren zu können, wird das Java-Spieleframework LibGDX in Kombination mit dem ECS Ashley (auch von LibGDX) verwendet.

Zudem existieren eigene Klassen, die in der Codebase zur Verfügung gestellt werden.

Versionskontrolle

Als Versionsontrolle wird Git eingesetzt. Dazu wird es auf GitHub ein Repository geben zu dem jeder Teilnehmer Zugriff erhält. Das bedeutet jeder Programmierer benötigt einen Account auf github.com. Sollten keine rudimentären Kenntnisse zur verwendung einer Versionskontrolle vorhanden sein, wird darum gebeten die Dokumentation auf der Git Homepage zurate zu ziehen. Im Mindestens das Prinzip und das Ziel eines solchen Systems solltet in Grundzügen verstanden werden. Die Verwendung des Programms Git beschränkt sich meist auf wenige, einfache Konsolenbefehle. Während der GDW stehen die Organisatoren für Fragen zur Verfügung.

Es stehen euch zwei Möglichkeiten bereit Git zu nutzen:

• Git als Kommandozeilen Programm
• SourceTree (als "Einsteigerfreundliche" GUI)

Build System

Um die Abhängigkeiten für Java, Libgdx und andere benötigte Bibliotheken einfach zu verwalten, wird Maven verwenden. Maven benötigt lediglich eine Datei mit dem Namen "pom.xml" und lädt auf deren Basis dynamisch die nötigen Bibliotheken aus zentralen Repositories. Auf diese Art und Weise müssen keine Libraries über Git synchronisiert werden.

NetBeans kann Maven Projekte von Haus aus laden. Eclipse benötigt das Plugin "(m2eclipse)", welches das Maven Projekt in ein Eclipse Projekt konvertiert. Nach der Installation kann über "Import -> Maven" ein solches Projekt importiert werden. Die Abhängigkeiten werden dann heruntergeladen und in das Projekt integriert.

Tutorials

• Aufsetzen auf dem Poolrechner
• IDE für die GDW korrekt aufsetzen:
  • NetBeans
  • Eclipse
• Versioning:
  • How to use a scalable Git branching model called Gitflow
  • SourceTree Einführung
  • Git Flow für die Kommandozeile
  • Konflikt-Lösung Übungsaufgabe
  • Git Vortragsfolien
• Sonstiges:
  • Die Codebase

Einige externe Tutorials zu LibGDX:

• A simple game
• Libgdx Application framework
• ältere Tutorial videos
• steigert blog
• Ashley Tutorials

Themengebiete

Als Programmierer arbeitet man in der Regel in einem Teilbereich zusammen mit anderen Programmierern. Im Folgenden sind Teilbereiche aufgelistet, die regelmäßig vorkommen.

User Interface

Head-up-Display

Es werden die Informationen aus den Klassen der Spielwelt visualisert. Es muss über das Layout und die Widgets mit denen etwas dargestellt wird entschieden werden. Manche davon sind bereits etabliert wie Label, Listen oder Slider. Andere wie z.B. eine Minimap müssen selbst umgesetzt werden.

Menü

Hier besteht die Anforderung darin, ein Menu und eine Menüstruktur zu implementieren. Dazu gehören beispielsweise ein Splashscreen, ein Startscreen, Serverbrowser, Charakterauswahl und Ähnliches. Es wird sich auch mit den Input für die Menüs beschäftigt. Dazu müssen Maus und Tastatureingaben verarbeitet werden.

Assetverwaltung

Die Aufgabe in diesem Bereich ist es, alle nötigen Mediendateien des Spiels zu laden und zu verwalten. Dazu gehören Texturen, Audiofiles, Schriftarten, Mapdateien, Einstellungen und Ähnliches. Es wird sich damit auseinandergesetzt, zu welchem Zeitpunkt welche Assets geladen werden müssen. Um speicherfreundlich zu arbeiten sollten nicht immer alle Assets des Spiels im Speicher gehalten werden. Es wird eine Schnittstelle geschaffen, die viele andere Gruppen nutzen. Aus diesem Grund muss sichergestellt werden, dass alle Mitarbeiter bequem auf die Assets zugreifen können.

Audio

Das Audioteam bringt den Ton ins Spiel. Es verwaltet alle laufenden Sounds und achtet darauf, dass nicht zu viele Geräusche gleichzeitig abgespielt, geladen oder gestreamt werden. Je nach Spielsituation werden die Sounds auch verändert werden.

Input

Das Inputteam verarbeitet jegliche Benutzereingabe während des laufenden Spiels. Es verarbeitet Tastatur-, Maus-, Touchpad- und Controllereingaben und leitet diese an die Spielobjekte weiter, um die zugehörigen Aktionen auszulösen. Es beschäftigt sich weiter mit verschiedenen Tastaturbelegungen und mit der Unterstützung verschiedener Controllertypen

Spielelogik

Die Aufgabe der Spielelogik-Abteilung ist die Implementierung des Grundgerüstes für das Spiel. Sie implementiert die zentralen Klassen und Schnittstellen für alle anderen Teams. Im Wesentlichen setzt sie alle Objekte der Spielwelt mit ihrer Funktionalität um. Dazu gehören z.B. der Spieler, die NPCs und die Items, sowie interaktive Elemente wie Türen und Schranken (Spielmechaniken)

Rendering

Diese Abteilung beschäftigt sich mit dem Zeichnen der Welt, den Spielern, Entities, Animationen. Partikeleffekte und Shader benötigen hierbei besondere Aufmerksamkeit. Oft kann durch visuelles Feedback der Spielspaß stark gesteigert werden.

Physik

Das Physikteam beschäftigt sich mit der Anbindung der Physikengine "Box2D". Dazu existiert bereits einen Wrapper in LibGDX. Es sorgt dafür, dass die Spielobjekte eine Repräsentation in der Physiksimulation erhalten. Dazu gehören einerseits Form, Masse, Dichte und Reibung eines Objekts, andererseits müssen diese Objekte aktiviert, deaktiviert, bewegt und verändert werden können. Dazu ist ein genaueres Verständnis der Physikengine notwendig. Außerdem wird sichergestellt, dass die Spielobjekte korrekt mit der Physiksimulation synchronisiert werden, damit Grafik und Physik nicht divergieren.

Netzwerk

Die Aufgabe des Netzwerkteams ist es, die Spieldaten im Netzwerk zu synchronisieren. Damit sich das Spiel auf jedem Client im selben Status befindet, müssen ausgewählte Daten ständig synchronisiert werden. Es wird sich mit Timing und Umfang dieser Datenpakete auseinandergesetzt. Weiter muss ein Client-Server Konzept integriert werden, was aufgrund der starken Verknüpfung mit den Aufgabenbereichen anderer Teams eine empfindliche Aufgabe darstellt.

Künstliche Intelligenz

Sollte im Spiel eine künstliche Intelligenz erforderlich sein, wird auch hierfür ein Team gebildet. Dieses beschäftigt sich mit Handlungsbabläufen für beispielsweise Bots. Dazu wird es eine eigene Implementierung eines Behaviour Trees geben, mit dessen Hilfe die NPCs auf Grundlage der aktuellen Spielsituation gesteuert werden.