Сам написал, сам поиграл: как работали трёхмерные игры на кнопочных телефонах нулевых? Пишем 3D-шутер с нуля

Думаю, большинство моих читателей успела застать эру кнопочных телефонов с поддержкой Java-приложений. Помните ли вы, как мониторили разделы с загрузками на WAP-сайтах и ждали выхода новых игр, которые подойдут под ваш телефон и разрешение экрана? А какой восторг вызывали свежие 3D-игры, где графика с каждым релизом становилась всё лучше и была вполне на уровне PlayStation 1? V-Rally, Galaxy On Fire, Asphalt Urban GT, Deep3D, Sony Ericsson Tennis, Left 2 Die, Counter Terrorism 3D — думаю, хотя бы один из этих тайтлов вам знаком. Но задумывались ли вы, как работали эти игры «под капотом»? Каким образом разработчикам удавалось адаптировать полноценные 3D-шутеры и гонки под железо, где не было 3D-ускорителей (видеокарт), сопроцессора для чисел с плавающей точкой (FPU), а одноядерный процессор, работающий на частоте 100-200МГц, помимо игры обрабатывал ещё и звук, ввод, а также радиомодуль? Сегодня мы узнаем: как разрабатывали игры под J2ME, какие графические API существовали и на каких телефонах поддерживались, почему игры на Sony Ericsson шли лучше, чем на Nokia, а на «закуску» сами с нуля напишем 3D-бродилку в практической части! Интересно? Тогда добро пожаловать под кат!

Обычно принято считать, что полноценные 3D-игры на кнопочных телефонах начали выходить примерно в 2004-2005 году, как раз с выходом графического APIM3G. Однако, история мобильного трёхмерного гейминга тянется несколько дальше и уходит корнями в самое начало двухтысячных годов — как раз, когда телефоны только-только начинали обрастать мультимедийным функционалом.

Мы с вами привыкли, что существовали Java-игры для простых кнопочных телефонов и BREW-игры для телефонов Qualcomm. Но на рубеже нулевых сразу несколько перспективных компаний боролось за право стать разработчиком основной мобильной платформы и вытеснить J2ME. Одной из самых известных была Mophun, которая представляла из себя кроссплатформенную виртуальную машину, исполняющую байткод в собственном формате. И уже в ~2002-2003 году, Mophun представили 3D API для разработки очень симпатичных мобильных игр, которые и работали шустро.

Кстати, опробовать Mophun-библиотеку вы можете и сами: в РФ из Mophun-девайсов был как минимум Sony Ericsson T610, которые сейчас можно купить чуть ли не по «сотке» на вторичке.

Помимо Mophun, на французских телефонах производства Alcatel и Sagem была установлена платформа In-Fusio, тоже основанная на J2ME (а может и какой-то собственный сабсет API), однако со своим специфическим набором API, ориентированном на разработку игр. Мы с EXL даже в прошивке OT535 копались, прямо в HEX-редакторе, чтобы найти информацию о встроенной 2.5D-игре-бродилке:

Как можно заметить, спрос на 3D-игры появился практически в тот момент, когда в мобильные девайсы начали ставить достаточно мощные по тем годам процессоры: ~60-100МГц. Разработчики реально верили, что телефоны можно превратить не только в мультимедийное устройство, но и портативную хэндхэлд-консоль с графикой уровня не хуже GBA!

В сегодняшнем материале я хотел бы сосредоточиться именно на трехмерных Java-играх. Очевидно, что вручную рисовать 3D-графику без использования внешнего нативного API, написанного, например, на C, было бы проблематичным — девайс просто не вывез бы оверхеда Java-машины (хотя есть и исключение — некоторые 2.5D игры используют собственный портальный рендерер по типу того, что был в Duke Nukem 3D).

В процессе существования J2ME любая компания могла внести предложение по необязательному расширению мобильной платформы: это называетсяJCP(Java Community Process), а спецификации в ней —JSR. Таким образом, появилось множество разных расширений: AWT, GLES, M3G, PIM, Bluetooth API и примерно к 2005 году, M3G появился на большинстве кнопочных телефонов. Но мы ведь не одним M3G ограничены! Давайте глянем, какие ещё GAPI существовали на мобилках.

Под J2ME телефоны существовало сразу три стандартизированных графических API для отрисовки трёхмерной графики, которые были описаны в виде JSR. Вероятно, были ещё какие-то особенные API для телефонов из Азии (где традиционно телефоны акцентировались на играх с крутой 3D-графикой), однако они не поддерживались на обычных устройствах и информации о них очень мало.

Рассмотрим основные GAPI, которые использовались на большинстве телефонов:

M3G JSR184: Mobile 3D Graphics — самый популярный графический API, который поддерживался на большинстве Java-телефонов. Известен своей открытостью, функционалом и довольно неплохой производительностью. Строго говоря, M3G — это не только Immediate API для отрисовки треугольников в духе OpenGL или D3D как мы привыкли, но и уже готовый граф сцены (а-ля Unity), формат моделей, система материалов, обработки столкновений, освещения и т. д. Был достаточно хорошо оптимизирован и имел низкий порог вхождения, благодаря чему стал стандартом на мобилках.
Mascot Capsule: графический движок, разработанный японской компанией Hi Corp. Использовался в основном на телефонах для азиатского рынка и выдавал очень хороший на момент выхода уровень графики. Во многих аспектах лучше, чем M3G, однако порог вхождения в него несколько выше. Несколько напоминает D3D/OpenGL. Поддерживался на Sony Ericsson и на Motorola.
OpenGL ES JSR239: поддерживался только на некоторых моделях и вышел достаточно поздно (в контексте Java-телефонов), из-за чего популярности на простых телефонах не получил, зато активно использовался в смартфонах (стоит взглянуть на игры для iPhone 2G для сравнения). Является самым «тяжелым» и функциональным графическим API из перечисленных. Что интересно: изначально Google полностью перенесли JSR239 на Android, дабы поспособствовать портированию игр с Java-телефонов на смартфоны с зеленым роботом. По первой это, скорее всего, даже помогало.

Большинство читателей застали игры, использующие именно платформу M3G, которая, помимо отрисовки 3D-графики, предоставляла ещё много самых разных фишек: например, уже упомянутый граф сцены с собственным форматом файлов. Поскольку плагины для импорта и экспорта в 3d max были доступны каждому, а сам M3G плохо располагает к тому, чтобы использовать собственные форматы файлов, вскоре на некоторые игры начали повально появляться моды. Пожалуй, одним из рекордсменов по числу модов является игра Left 2 Die, которую как только не переделывали: и под Half-Life, и под Quake, и под обычную Left 4 Dead закос делали… чего только не было!

Другой игрой, на которую часто делали моды — это Comcraft, написанная студентом в начале 2010-х годов. Там, в основном, моды имели чисто характер ретекстура а-ля «новые типы блоков». Всё это было возможно благодаря наличию на Java-телефонах различных Zip-архиваторов, благодаря чему молодые моддеры могли перепаковывать ресурсы игр как им угодно.

Ну и третья легендарная игра, которую расковыряли через пару лет после выхода — это, конечно-же, Galaxy on Fire 2. Изначально, она была рассчитана для запуска на мощных устройствах уровня Symbian-смартфонов и телефонов Sony Ericsson. Однако умельцы урезали звуки, музыку и игра запускалась даже на s40!

А вот с глобальными модами, меняющими геймплей игры, не задалось. Несмотря на то, что программы на Java легко декомпилируются, большинство разработчиков обфусцировали код при публикации игры. По каким-то причинам никто не хотел копаться и деобфусцировать чужой код (хотя это явно гораздо проще, чем копаться в нативном коде в IDA Pro) и хотя бы попытаться сделать некоторое подобие «SDK для модов». Увы :(

Характеристики типичного кнопочного телефона тех лет были не особо впечатляющими:

Процессор: 104-200МГц, ARM926EJ-S ядро, иногда с поддержкой нативного выполнения Java-байткода. Без сопроцессора для чисел с плавающей точкой (FPU), без какого-либо видеоускорителя (за некоторыми исключениями) — вся нагрузка ложилась на процессор и иногда вспомогательный DSP.
ОЗУ: 8-16Мб SDRAM-памяти. Java-приложениям не доставалась вся память, а лишь её небольшой кусок, называемый кучей (Heap). Обычно размер Heap был от 800Кб до 2Мб. Умельцы даже патчили Java-машины некоторых телефонах, дабы выделить программам больше памяти. От размера кучи зависела работа тяжелый игр и программ: когда heap заканчивался, приложение падало в OutOfMemoryException.
Память: 10Мб-8Гб Flash-памяти.
Дисплей: CSTN, TN или AMOLED (редко) матрица с разрешением от 128x128, до 480x320 (возможно бывало и выше).

Очевидно, что на устройстве с такими характеристиками классические техники отрисовки 3D-графики не будут работать из-за малого количества памяти. Поэтому в ход шли некоторые интересные хаки, знакомые нам со времен PlayStation 1 и даже более старых консолей!

Начнём с сортировки примитивов. Представим, что у нас есть машинка и домик позади неё. Если мы отрисуем сначала машинку, а затем домик — то домик окажется перед машинкой, что полностью сломает эффект погружения и какую либо проекцию:

Пример такого эффекта можно найти в большинстве игр для PlayStation 1 — вот тут, например, лапки обезьяны видны поверх камня, чего быть не должно.

В современных приложениях, для сортировки геометрии по удаленности от наблюдателя используется screen-space техника Z-buffering, которая позволяет «дешево» отсекать невидимую глазу часть геометрии. Принцип её прост: по размерам окна приложения создаётся буфер, где каждый пиксель содержит информацию не о цветности, а о дальности фрагмента в этой конкретной точке. По итогу, во время отрисовки машинки, в Z-буфер будет записана глубина (дальность) конкретного фрагмента (участка геометрии), а когда будет нарисована домик, то видеочип сравнит значение глубины фрагмента машинки с машинкой и если значение глубины, хранящееся в буфере окажется меньше (или больше — зависит от реализации) прошлого значения — тогда часть машинки будет нарисована там, где нужно. Думаю, такое объяснение более чем понятное :)

Однако, Z-буфер требует драгоценную память (минимум ширина экрана * высота экрана * 2 — число байт в half float — т. е. 153 килобайта для экрана 240х320 как минимум) и наличие FPU для достаточной точности буфера глубины. Если же попробовать использовать обычные числа для этого, то вскоре мы столкнемся с проблемами точности, из-за чего будем видеть depth-fighting и от техники будет больше проблем, чем пользы.

В телефонах используется точно такая же техника, как и в PS1: сортировка отдельных полигонов. На PS1 с этим помогал отдельный векторный сопроцессор, который управлял трансформацией геометрии, освещением и мог эффективно сортировать треугольники, не нагружая основной процессор. А вот на телефонах этим занят основной процессор, вместе с растеризацией, обработкой игровой логики, звука и радиомодуля. Поэтому для корректной сортировки, вся отрисовка в GAPI на телефонах делится на «батчи», где программист отсылает набор нужных ему команд (отрисовать такую-то модельку с такой-то текстурой и такой-то трансформацией), а API затем уже трансформирует и сортирует вершины наиболее эффективным способом.

Второй интересный момент — это система координат. Как я уже говорил ранее, аппаратной поддержки float-чисел в телефонах зачастую не было. Однако j2me-машина и компилятор C (в те годы для прошивок чаще использовали ADS, чем GCC) предоставляли программную реализацию float-чисел, которая была ощутимо медленнее аппаратного FPU. Поэтому даже такие операции, как вычисление синуса и косинуса могли стать относительно тяжелыми для телефона, чего уж говорить о перемножении матриц.Для обхода этого ограничения использовалось две техники: fixed-point числа, где число с дробной частью представлено в виде обычного целого чисел, с которым умеет работать процессор (M3G) и обычные целые числа, которые представляют нормализованные числа 0.0… 1.0 (Mascot Capsule). Оба способа имеют ограниченную точность и в некоторых моментах могут давать артефакты, но здесь всё сильно зависит от самой игры. Например, из-за низкой точности при движении персонажа мир может «трясти».

И третий момент — это текстурирование и освещение. Сама концепция идентична той, которая используется в большинстве современных игр, однако из неё исключается важный этап: перспективно-корректное наложение текстур. Если говорить простыми словами, то при линейном наложении текстуры на геометрию «как есть», если подойти к модельке домика слишком близко — мы увидим искажения текстуры на его поверхности. Другой пример — шахматная доска, которая при приближении будет не идеально ровной, а если подойти совсем близко — то мы получим серьезные артефакты, которые полностью исказят визуальное представление. Для перспективной коррекции нужен тоже нужен FPU: это не бесплатная операция, поэтому от неё обычно отказываются (исключение — M3G), потому игры под J2ME иногда выглядят весьма странно:

Один из «универсальных» советов: желательно на этапе проектирования уровня и геймплея не ставить слишком близко друг к другу разные объекты и не давать камере игрока «смотреть» слишком близко на большие объекты.

В процессе подготовки статьи, я декомпилировал и изучил несколько 2.5D-игр из нулевых а-ля Wolfenstein 3D. Многие из них для лучшей производительности использовали пакет Nokia UI с DirectGraphics, который предоставлял некоторые плюшки для 2D-игр и возможность блиттинга произвольных изображений напрямую в экранный буфер. Там разработчики на что только не шли: и классический рейкастинг, и портальный рендерер — и всё это работало довольно шустро :)

Но вы ведь сюда не учебник по «матану» и не OpenGL Red Book пришли читать, верно? Поэтому давайте напишем свою 3D-бродилку под Java-телефоны с нуля! Да, это не совсем игра, но даст явное представление о том, как писали игры в те годы.

А напишем мы не просто что-то совсем примитивное, а основу для 3D-шутера от первого лица! Да, вот так сразу :) Конечно, не уровень Crysis, графика из 90-х, но для кнопочных девайсов вполне неплохо. Более того, эту игрушку я написал за полтора дня: основной рендерер за полдня и ещё какую-то базовую часть геймплея за день.

В качестве графического API я решил использовать Mascot Capsule. Материала о нём в сети относительно мало и для многих вообще остается загадкой, как он работает «под капотом». Про M3G писал немного aNNiMON, да и некоторая информация в сети есть, а про JSR239 особо из-за плохой поддержки на реальных девайсах. Тут важно понимать, что M3G и Mascot Capsule — это не DX11 и не Vulkan, порог вхождения у них достаточно низкий и понять их довольно легко, если иметь базовые представления о том, как работает 3D-графика. Поэтому создаём проект, мидлет (приложение в терминологии J2ME) и погнали!

Начинаем, конечно же, с инициализации контекста.В J2ME принято наследоваться от GameCanvas и реализовывать игровой цикл именно в нём. Для начала работы с MascotCapsule и M3G достаточно лишь создать объект Graphics3D (в случае M3G — получить ссылку на синглтон), а также выделить необходимые ресурсы — в нашем случае, это матрицы, которые здесь называютсяAffineTrans.

super(false); setFullScreenMode(true); display = Display.getDisplay(midlet); display.setCurrent(this); log("Initializing renderer"); g3d = new Graphics3D(); g = super.getGraphics(); viewWidth = getWidth(); viewHeight = getHeight(); affineRotationY = new AffineTrans(); affineTranslate = new AffineTrans(); affineMatrix = new AffineTrans();

Самый примитивный игровой цикл будет выглядеть так. Сначала мы заливаем экран цветом для предотвращения эффекта Hall of mirrors и биндим объект Graphics к Mascot Capsule, затем рисуем сцену и освобождаем контекст, а потом вызываем flushGraphics для вывода изображения на экран:

public void startGameLoop() { while(true) { Game.current.update(); g.setColor(0, 0, 255); g.fillRect(0, 0, viewWidth, viewHeight); g3d.bind(g); Game.current.draw(); g3d.release(g); flushGraphics(); } }

Результат: синий экран.

Давайте что-нибудь нарисуем. Mascot Capsule может использовать как собственный формат моделей mbac и формат анимаций с ActionTable, так и произвольную геометрию. Юзать готовые форматы слишком просто, да и накатывать 3ds Max с плагинами не очень хочется, поэтому мы будем генерировать геометрию сами. Начнем с отрисовки треугольника и трансформации геометрии.

Effect3D — это материал в терминологии Mascot Capsule. Данный объект позволяет задавать визуальные параметры для геометрии: освещение и источник света, Toon-shading для придания эффекта мультяшности, настройки альфа-блендинга и некоторых других эффектов.

Далее идёт трансформация геометрии: процесс преобразования треугольников из локальной системы координат в мировую, экранную и затем уже Clip-space.Где affineMatrix — основная матрица, хранящая в себе результат перемножения viewProj матриц, а affineRotationY и affineTranslate — матрицы трансформации сначала для камеры, а затем уже для преобразования модели в мировые координаты. При этом проекция — тоже часть AffineTrans. Вот такая вот путаница.

В FOV (512) задается значение в радианах, где 0 — это 0, 4096 — это 3.14 * 2 (360 градусов). Это же касается и углов в поворотах.

affineMatrix.setIdentity(); // View transformation affineRotationY.setRotationY(CameraRotation + (2048)); affineTranslate.lookAt(new Vector3D(-CameraX, 0, -CameraZ), new Vector3D(0, 0, -4096), new Vector3D(0, -4096, 0)); affineMatrix.mul(affineRotationY); affineMatrix.mul(affineTranslate); // Model matrix calculation affineRotationY.setRotationY(ry); affineTranslate.lookAt(new Vector3D(x, y, -z), new Vector3D(0, 0, -1), new Vector3D(0, 4096, 0)); affineMatrix.mul(affineTranslate); affineMatrix.mul(affineRotationY); // Final transformation matrix.setAffineTrans(affineMatrix); matrix.setCenter(getWidth() / 2, getHeight() / 2); matrix.setPerspective(1, 4096, 512);

Обратите внимание — матрицы имеют размерность 3x3, а не 4x4, как это принято в «больших» системах. translate здесь нет — только lookAt.

Идём дальше — к фактической отрисовке треугольников. Геометрия может иметь текстурные координаты, цвета и нормали. Формат вершины можно задавать динамически — необязательно передавать сразу все аттрибуты вершин. Из-за особенностей Mascot Capsule, геометрия не будет отрисована, если не переданы текстурные координаты или цвет.

UV-координаты указываются в абсолютных координатах текстуры. т. е. не 0..255, как на 3dfx Voodoo, например, а 0… ширина текстуры и 0… высота текстуры. Учитывая, что класс текстуры не позволяет даже её размер узнать… решение так себе.

int[] verts = { 0, 0, 128, 128, 0, 128, 128, 128, 128 }; int[] uv = { 0, 255, 255, 255, 255, 0 }; int[] empty = new int[verts.length]; g3d.renderPrimitives(tex, 0, 0, matrix, ef, vertFormat, 1, verts, empty, uv, empty); g3d.flush();

Результат:

Добавляем второй треугольник, дабы нарисовать квад:

На этом, половина рендерера написана. Я не шучу :)

Теперь генерируем геометрию для кубика. Для наглядности я написал простенький класс для генерации геометрии на лету. Отдельный формат для моделей нам пока не нужен, поэтому я «запеку» геометрию в отдельный массив вершин.

public static Mesh makeCube(int size, int texSize) { Mesh mesh = new Mesh(36); // Front mesh.addVertex(0, 0, 0, 0, texSize); mesh.addVertex(size, 0, 0, texSize, texSize); mesh.addVertex(size, size, 0, texSize, 0); mesh.addVertex(0, 0, 0, 0, texSize); mesh.addVertex(0, size, 0, 0, 0); mesh.addVertex(size, size, 0, texSize, 0); // Back mesh.addVertex(0, 0, size, 0, texSize); mesh.addVertex(size, 0, size, texSize, texSize); mesh.addVertex(size, size, size, texSize, 0); mesh.addVertex(0, 0, size, 0, texSize); mesh.addVertex(0, size, size, 0, 0); mesh.addVertex(size, size, size, texSize, 0); // Left mesh.addVertex(0, 0, 0, 0, texSize); mesh.addVertex(0, 0, size, texSize, texSize); mesh.addVertex(0, size, size, texSize, 0); mesh.addVertex(0, 0, 0, 0, texSize); mesh.addVertex(0, size, 0, 0, 0); mesh.addVertex(0, size, size, texSize, 0); // Right mesh.addVertex(size, 0, 0, 0, texSize); mesh.addVertex(size, 0, size, texSize, texSize); mesh.addVertex(size, size, size, texSize, 0); mesh.addVertex(size, 0, 0, 0, texSize); mesh.addVertex(size, size, 0, 0, 0); mesh.addVertex(size, size, size, texSize, 0); return mesh; }

Результат:

Текстурированные кубики рисовать умеем, камера у нас тоже есть: уже можно реализовать бродилку :)

Уровни делать мы будем… прямо в IDE. Каким образом? Уровень будет храниться классическим для подобных игр способом: сетка x на x, где каждое число указывает ID-текстуры (и в оставшихся битах можно разместить какие-нибудь атрибуты), где 0 — блок отсутствует. Все блоки предполагаются твердыми.

private int[] tiles = { 1, 2, 2, 2, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 2, 4, 0, 4, 0, 4, 4, 2, 4, 4, 4, 0, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 1, 1, 0, 1, 1, 0, 0, 2, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 1, 1, 2, 2, 2, 0, 0, 0, 0, 1, 0, 0, 1, 0, 0, 0, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, };

Отрисовка подобного уровня в самом простом случае очень простая: мы просто проходимся по всей сетке и рисуем каждый куб, если ему назначена текстура. Однако, это не очень эффективный метод: в случае больших уровней с множеством перекрытых комнат, на GAPI ложится лишняя работа по сортировке геометрии, а также страдает филлрейт. Лучше всего разделить такие уровни на комнаты и рисовать только видимые участки уровня.

public void render(Renderer renderer) { renderer.drawSky(skyTexture); for(int i = 0; i < worldHeight; i++) { for(int j = 0; j < worldWidth; j++) { int tex = tiles[i * worldWidth + j]; if(tex != 0) renderer.drawMesh(cubeMesh, textureBank[tex - 1], j * CUBE_SIZE, CUBE_SIZE / 2, i * CUBE_SIZE, 0); } } }

Результат:

Теперь нам необходимо реализовать возможность ходьбы по уровню. Для этого мы будем поворачивать камеру по координате Y при нажатии кнопок вправо и влево, а для движения вперед и назад вычислять forward-вектор, указывающий на направление персонажа относительно угла поворота, который представляет из себя синус и косинус угла поворота персонажа в радианах.

Напомню, что углы хранятся в виде 4096 = 360гр. = 3.14 * 2.

int vInput = Game.current.renderer.VerticalInput; float rad = ((float)Rotation / 4096) * (3.14f * 2); float prevX = X; float prevZ = Z; boolean isMoved = vInput != 0; X -= -Math.sin(rad) * (vInput * MOVEMENT_SPEED); Z -= Math.cos(rad) * (vInput * MOVEMENT_SPEED);

Теперь наш персонаж умеет ходить!

Однако без пола и потолка игра выглядит не особо привлекательно. Самое время их добавить! Настоящий вертикальный потолок реализовать будет затруднительно из-за отсутствия коррекции текстур — пол будет постоянно «плыть», что не очень красиво. Поэтому мы воспользуется дедовскими методами и закрасим нижнюю часть экрана серым, а потолок сделаем фоновой картинкой! Таким образом, каким бы большим не был уровень, в центре экрана всегда будет какая-то стенка, из-за чего мы не сломаем нашу перспективную проекцию!

Смешивать Graphics и Graphics3D одновременно нельзя — сильно падает производительность. А вот использовать Graphics для отрисовки интерфейса поверх Graphics3D после отрисовки кадра — можно! Суть хака простая: рисуем с ортографической (параллельной) матрицей половинку экрана с текстурой неба, а вторую половинку — просто серый квад. Всё очень легко и просто!

int[] verts = { 0, 0, 0, viewWidth, 0, 0, viewWidth, viewHeight / 2, 0, 0, 0, 0, 0, viewHeight / 2, 0, viewWidth, viewHeight / 2, 0 }; int[] uv = { 0, 0, 255, 0, 255, 255, 0, 0, 0, 255, 255, 255 }; int color = ((128 << 16) | (128 << 8) | 128); int[] colors = { color, color, color }; Effect3D ef = new Effect3D(); affineMatrix.setIdentity(); matrix.setAffineTrans(affineMatrix); matrix.setCenter(0, 0); matrix.setParallelSize(viewWidth, viewHeight); g3d.renderPrimitives(tex.nativeHandle, 0, 0, matrix, ef, Graphics3D.PRIMITVE_TRIANGLES | Graphics3D.PDATA_TEXURE_COORD, 2, verts, verts, uv, verts); g3d.flush(); affineMatrix.setIdentity(); matrix.setAffineTrans(affineMatrix); matrix.setCenter(0, viewHeight / 2); matrix.setParallelSize(viewWidth, viewHeight); g3d.renderPrimitives(tex.nativeHandle, 0, 0, matrix, ef, Graphics3D.PRIMITVE_TRIANGLES | Graphics3D.PDATA_COLOR_PER_FACE, 2, verts, verts, uv, colors); g3d.flush();

Рисуем оружие поверх экрана и получаем некое подобие 3D-шутера.

Game.current.renderer.getGraphics().drawImage(weapon, Game.current.renderer.getWidth() - weapon.getWidth() + (int)viewBobFactor, Game.current.renderer.getHeight() - weapon.getHeight(), Graphics.LEFT | Graphics.TOP);

Результат:

Обратите внимание на все артефакты, о которых я рассказывал в разделе оптимизации игр. И текстуры плывут, и мир дребезжит — всё это результаты оптимизаций со стороны разработчиков GAPI. Зато работает шустро!

В любом шутере нужна обработка столкновений. Даже в космическом скроллшутере :)Тут я чуток наговнокодил, поскольку нет необходимости проверять столкновение игрока с вообще всеми кубами на сцене: достаточно сделать выборку из ближайших восьми блоков, но для наглядности оставил так.

Принцип прост: обычная проверка AABB, весь резолвинг — это откидывание игрока обратно, если после последнего движения он «врезался в стену».

float prevX = X; float prevZ = Z; boolean isMoved = vInput != 0; X -= -Math.sin(rad) * (vInput * MOVEMENT_SPEED); Z -= Math.cos(rad) * (vInput * MOVEMENT_SPEED); if(collideTest()) { X = prevX; Z = prevZ; isMoved = false; } public boolean collideTest(int x, int y, int size) { final int collideMargin = 64; for(int i = 0; i < worldHeight; i++) { for(int j = 0; j < worldWidth; j++) { if(tiles[i * worldWidth + j] != 0 && aabbTest(x, y, (j * CUBE_SIZE) - CUBE_SIZE, i * CUBE_SIZE, CUBE_SIZE + collideMargin, CUBE_SIZE + collideMargin)) { return true; } } } return false; }

Можно считать, что основа игры уже готова.

J2ME предоставляет довольно расширяемое API для воспроизведение звуков: никаких внешних JSR для этого не нужно. Из коробки обычно поддерживаются midi и wav.

Загружаем звук:

boolean isWave = fileName.indexOf(".wav") > 0; try { player = javax.microedition.media.Manager.createPlayer(getClass().getResourceAsStream("/sound/" + fileName), isWave ? "audio/x-wav" : "audio/midi"); player.realize(); } catch (IOException ex) { Renderer.log("Failed to open audio stream " + fileName); ex.printStackTrace(); } catch (MediaException ex) { Renderer.log("MediaException occured on audio stream " + fileName); ex.printStackTrace(); }

Проигрывание:

public void play() { try { if(!isPlaying()) player.start(); } catch (MediaException ex) { ex.printStackTrace(); } }

Корректируем код управления персонажем:

Давайте посмотрим. Для тестов у меня есть SE W200i, W610i и J10i2!Все поддерживают Mascot Capsule, так что с тестами проблем не будет. Начнем с самого слабенького — W200i:

Переходим к девайсу на той же платформе, но с чуть более высоким разрешением экрана:

А как себя ведет игра на одном из последних кнопочных девайсов Sony Ericsson, с разрешением 240х320?

Вот как-то так в нулевых и писали 3D-игры для кнопочных телефонов. Да, мы практически не затронули тему 3D-игр на Symbian-смартфонах (ранее я писал статью о разработке игры под WinMobile), но обсудили множество тонкостей и написали собственный Proof of Concept бродилки для подобных Java-мобилок. Исходным кодом бродилки я делюсь, кто угодно может использовать его как основу для своей игры или что-то типа такого. По крайней мере, видел пару лет назад несколько Java-игр, которые кто-то всё ещё делает.

Пишите свой опыт с Java-играми в комментариях :)

P. S.: Друзья! Время от времени я пишу пост о поиске различных китайских девайсов (подделок, реплик, закосов на айфоны, самсунги, сони, HTC и т. п.) для будущих статей. Однако очень часто читатели пишут «где ж ты был месяц назад, мешок таких выбросил!», поэтому я решил в заключение каждой статьи вставлять объявление о поиске девайсов для контента. Есть желание что-то выкинуть или отправить в чермет? Даже нерабочую «невключайку» или полурабочую? А может, у этих девайсов есть шанс на более интересное существование! Смотрите в соответствующем посте, что я делаю с китайскими подделками на айфоны, самсунги, макбуки и айпады!

Понравился материал? У меня есть канал в Телеге, куда я публикую бэкстейдж со статей, всякие мысли и советы касательно ремонта и программирования под различные девайсы, а также вовремя публикую ссылки на свои новые статьи. 1-2 поста в день, никакого мусора!

Понравился материал?

Да. Это балдеж.

Нет. Статья гамно.

Ты сегодня идешь на почту? Покажи ей эту статью.

Всё ли вам было понятно?

Да, всё.

Не совсем, но это не вина автора.

Не совсем и это вина автора.

Да я вообще пришел побалдеть и повспоминать Java-игры. Пустил скупую слезу, хоть и понял не всё!

Постарайся писать такие статьи в более научно-популярном стиле. Лучше проще и понятнее, чем сложно и дроп на середине статьи.

Материал подготовлен при поддержке TimeWeb Cloud. Подписывайтесь на меня и @TimeWeb.Cloud, дабы не пропускать новые статьи каждую неделю! Ну а если кто-то хочет, может помочь кнопкой доната в комментах. Спасибо!

#monobogdan_ништячки #девайсы #гаджеты #телефоны #java #java_игры #j2me #sony #sony_ericsson #nokia #nokia_s40 #мобильные_игры #портатив #портативные_игры #wap #геймдев #gamedev #3d_графика #opengl #gles #d3d #direct3d #mascot_capsule

47 комментариев

М.R.Т.

25 янв

люблю богдана. нихуя не понимаю че он пишет, но читать прикольно

Ответить

Аккаунт удален

Комментарий недоступен

monobogdan Мобилкин-консолькин

Автор

На следующей неделе вас ждёт довольно интересный материал про аппаратный ретро-моддинг устройств. Думаю, у многих моих читателей был такой крутой коммуникатор, как QTek S100. Я свой экземпляр купил два года назад за сто рублей в неизвестном состоянии и мне удалось его включить, смастерив аккумулятор "из того что было". И свежая WM2003 на борту, и шустрый PXA272 с частотой 400МГц, да вот только всего 64Мб ОЗУ (не на всех рынках) портили малину!

Около года назад я узнал о том, что некоторые особо ушлые мастерские практиковали такую процедуру, как увеличение объёма ОЗУ на коммуникаторах, путём физической замены банок ОЗУ. Я изучил вопрос подробнее, изучил дш на модули памяти и проапгрейдил свой S100, превратив его в S110 с 128Мб ОЗУ! А поскольку информации по этой теме очень мало, в следующей статье вы узнаете: где достать SDRAM в BGA-корпусе повышенного объёма, что необходимо сделать, дабы бутлоадер увидел дополнительную ОЗУ, на каких коммуникаторах это можно делать и собственно сам процесс выпаивания старых банок и установки новых, а также тесты.

Интересен такой материал о ретромоддинге?