Hands-on Rust 学习之旅(3)—— 游戏基本流程

玖柒的小窝

修改于 2021-10-20 10:14:24

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修改于 2021-10-20 10:14:24

文章被收录于专栏：各类技术文章~各类技术文章~

第三章开始我们就进入真正的 Game 学习阶段，在整个第三章我们能学到的知识主要有：

game loop,
basic program flow with a state machine,
add a player,
simulate gravity,
and make the player's dragon flap its wings.
Finally, add obstaches and scorekeeping to the game.

这也是基本的游戏框架了。

Game Loop

关于这个 game loop，我们参考作者给的流程图，再结合自己的理解。

截图来自文中，版权作者所有

游戏主要流程在于：

初始化(Configure App, Window & Graphics)，这个好理解，就是渲染游戏的最初状态和界面。
Poll OS for Input State. 我理解的就是游戏都需要有一个触发机制去改变状态 (state)的，比如，一个事件、一个动作等等；
Call Tick Function. 这个我的理解就好比每个游戏的游戏引擎，帮助我们把所有的事件、动作转化为游戏理解的逻辑，去修改状态，本文主要使用 bracket-lib 引擎。
Update Screen. 状态的改变，就需要去实时更新界面了。

周而复始，就能把游戏运行起来了。

文中介绍了 bracket-lib 引擎。下面我们就来看看如何使用这个。

Bracket-Lib 使用

引入插件：

[dependencies]
bracket-lib="~0.8.1"
复制代码

关于插件的版本号说明，可以看第一章介绍的：

=0.8.1 只能使用该版本； ^0.8.1 可以使用大于等于该版本，但是只能局限在0.x 版本，比如：1.x 就不能使用； ~0.8.1 则可以使用任何大于等于该版本，即使未来的一些版本有 bug。

具体代码：

use bracket_lib::prelude::*;

struct State {}

impl GameState for State {
    fn tick(&mut self, ctx: &mut BTerm) {
        ctx.cls();
        ctx.print(1, 1, "Hello, Bracket Terminal!");
    }
}

fn main() ->BError {
    println!("Hello, world!");

    let context = BTermBuilder::simple80x50()
        .with_title("Flappy Dragon")
        .build()?;
    
    main_loop(context, State{})
}
复制代码

先看运行效果：

简简单单的就可以在终端屏幕打印出文字：Hello, Bracket Terminal!。

Creating Different Game Modes

我觉得这个更像是游戏的状态描述，在这个游戏 demo 中，需要有三个 modes：

Menu: The player is waiting at the main menu.
Playing: Game play is in progress.
End: The game is over.

显然这个 modes 可以用一个 enum 表示：

enum GameMode {
    Menu,
    Playing,
    End,
}
复制代码

这就需要在我们定义的 State 加上：

struct State {
    mode: GameMode,
}

// 并 new 时初始化
impl State {
    fn new() -> Self {
        State {
            mode: GameMode::Menu,
        }
    }
}

// main 函数同时修改
main_loop(context, State::new())
复制代码

有了状态描述了，接下来就是需要通过不同的状态下，执行不同的动作，以达到游戏的效果：

impl GameState for State {
    fn tick(&mut self, ctx: &mut BTerm) {
        // ctx.cls();
        // ctx.print(1, 1, "Hello, Bracket Terminal!");
        match self.mode {
            GameMode::Menu => self.main_menu(ctx),
            GameMode::End => self.dead(ctx),
            GameMode::Playing => self.play(ctx),
        }
    }
}
复制代码

在这个 tick 函数里，“实时”监听所有的状态变化，执行不同的动作，如：在 Playing 状态下，执行 self.play(ctx) 函数：

fn play(&mut self, ctx: &mut BTerm) {
    // TODO: Fill in this stub later
    ctx.cls();
    ctx.print_centered(5, "Playing Flappy Dragon");
    ctx.print_centered(8, "(E) Play End");
    ctx.print_centered(9, "(Q) Quit Game");

    if let Some(key) = ctx.key {
        match key {
            VirtualKeyCode::E => self.mode = GameMode::End,
            VirtualKeyCode::Q => ctx.quitting = true,
            _ => {}
        }
    }

    // 直接状态改变
    // self.mode = GameMode::End;
}
复制代码

在 play 函数里，根据监听不同的按键，决定状态的改变，这就把游戏运转起来了。

执行效果如下：

完整的代码：

use bracket_lib::prelude::*;

enum GameMode {
    Menu,
    Playing,
    End,
}

struct State {
    mode: GameMode,
}

impl State {
    fn new() -> Self {
        State {
            mode: GameMode::Menu,
        }
    }

    fn restart(&mut self) {
        self.mode = GameMode::Playing;
    }

    fn main_menu(&mut self, ctx: &mut BTerm) {
        ctx.cls();
        ctx.print_centered(5, "Welcome to Flappy Dragon");
        ctx.print_centered(8, "(P) Play Game");
        ctx.print_centered(9, "(Q) Quit Game");

        if let Some(key) = ctx.key {
            match key {
                VirtualKeyCode::P => self.restart(),
                VirtualKeyCode::Q => ctx.quitting = true,
                _ => {}
            }
        }
    }

    fn dead(&mut self, ctx: &mut BTerm) {
        ctx.cls();
        ctx.print_centered(5, "You are dead!");
        ctx.print_centered(8, "(P) Play Again");
        ctx.print_centered(9, "(Q) Quit Game");

        if let Some(key) = ctx.key {
            match key {
                VirtualKeyCode::P => self.restart(),
                VirtualKeyCode::Q => ctx.quitting = true,
                _ => {}
            }
        }
    }

    fn play(&mut self, ctx: &mut BTerm) {
        // TODO: Fill in this stub later
        ctx.cls();
        ctx.print_centered(5, "Playing Flappy Dragon");
        ctx.print_centered(8, "(E) Play End");
        ctx.print_centered(9, "(Q) Quit Game");

        if let Some(key) = ctx.key {
            match key {
                VirtualKeyCode::E => self.mode = GameMode::End,
                VirtualKeyCode::Q => ctx.quitting = true,
                _ => {}
            }
        }

        // 直接状态改变
        // self.mode = GameMode::End;
    }
}

impl GameState for State {
    fn tick(&mut self, ctx: &mut BTerm) {
        // ctx.cls();
        // ctx.print(1, 1, "Hello, Bracket Terminal!");
        match self.mode {
            GameMode::Menu => self.main_menu(ctx),
            GameMode::End => self.dead(ctx),
            GameMode::Playing => self.play(ctx),
        }
    }
}

fn main() ->BError {
    println!("Hello, world!");

    let context = BTermBuilder::simple80x50()
        .with_title("Flappy Dragon")
        .build()?;
    
    main_loop(context, State::new())
}
复制代码

今天临时安排其他工作，跟着书中流程，顺出代码，通过 bracket-lib 引擎实时监听 State 的变化，执行不同的游戏动作，虽然简单的利用虚拟按键，响应状态的变化来模拟游戏的推进，但基本也就构成了游戏的逻辑。

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