lunes, 27 de mayo de 2019

Creando videojuegos en Rust lang (Parte 28)

En esta entrada agregaremos la segunda parte de la lógica para que la serpiente crezca al comer. Agregaremos el movimiento del cuerpo de la serpiente. Con esto básicamente igualamos las funcionalidades en un juego de Snake. Aunque el ejemplo del juego en Rust usando ggez que encontré en Github también agrega la funcionalidad de movimiento circular al moverse al extremo de la pantalla. Esta funcionalidad de conectar lados opuestos de la pantalla no será implementada en nuestro ejemplo, en vez de esto terminará el juego si se tocan los lados de la ventana.

Construiremos esta versión terminada usando como base la entrada anterior "hello_ggez09". En esta entrada trabajaremos con "cargo new hello_ggez10". Usaremos el archivo TOML de la entrada anterior:

[package]
name = "hello_ggez10"
version = "0.1.0"
authors = ["MiUsuario <micorreo@correo.com>"]
edition = "2018"

[dependencies]
ggez = "0.5.0-rc.1"
rand = "0.6.5"

Para agregar las funcionalidades de mover el cuerpo de la serpiente tenemos que agregar algunos bloques nuevos de código:
  • Primero actualizamos nuestro código en "Update". Dentro de "Update" se encuentra nuestro código que determina el GameOver que se basa según la dirección en la que viaja la serpiente. El código realiza el movimiento y luego determina las colisiones. El código en un inicio sólo consideraba si el jugador se sale del tablero, lo que debemos de agregar es una condición en donde si está dentro del tablero entonces iteramos sobre todas las partes del cuerpo de la serpiente para ver si chocó con alguna de ellas. Iteramos de la misma forma que iteramos en la entrada anterior para determinar donde colocar la comida nueva, es decir, usamos "for .. in ... iter()". Y si hay colisión entonces ponemos el estado del juego en GameOver y regresamos al jugador a su posición antes de chocar según la dirección en la que chocó:
    • match self.direccion {
              Direccion::Arriba => {
              self.jugador_y = self.jugador_y - 1;
              if self.jugador_y < 0 {
                  self.estado = Estado::GameOver;
                  self.jugador_y = self.jugador_y + 1;
              } else {
                  for parte in self.cuerpo.iter() {
                      if parte.0 == self.jugador_x &&
                         parte.1 == self.jugador_y {
                          self.estado = Estado::GameOver;
                          self.jugador_y = self.jugador_y + 1;
                          break;
                      }
                  }
              }},
              Direccion::Abajo => {
              self.jugador_y = self.jugador_y + 1;
              if self.jugador_y > DIMENSION_DEL_TABLERO.1 - 1 {
                  self.estado = Estado::GameOver;
                  self.jugador_y = self.jugador_y - 1;
              } else {
                  for parte in self.cuerpo.iter() {
                      if parte.0 == self.jugador_x &&
                         parte.1 == self.jugador_y {
                          self.estado = Estado::GameOver;
                          self.jugador_y = self.jugador_y - 1;
                          break;
                      }
                  }
              }},
              Direccion::Izquierda => {
              self.jugador_x = self.jugador_x - 1;
              if self.jugador_x < 0 {
                  self.estado = Estado::GameOver;
                  self.jugador_x = self.jugador_x + 1;
              } else {
                  for parte in self.cuerpo.iter() {
                      if parte.0 == self.jugador_x &&
                         parte.1 == self.jugador_y {
                          self.estado = Estado::GameOver;
                          self.jugador_x = self.jugador_x + 1;
                          break;
                      }
                  }
              }},
              Direccion::Derecha => {
              self.jugador_x = self.jugador_x + 1;
              if self.jugador_x > DIMENSION_DEL_TABLERO.0 - 1 {
                  self.estado = Estado::GameOver;
                  self.jugador_x = self.jugador_x - 1;
              } else {
                  for parte in self.cuerpo.iter() {
                      if parte.0 == self.jugador_x &&
                         parte.1 == self.jugador_y {
                          self.estado = Estado::GameOver;
                          self.jugador_x = self.jugador_x - 1;
                          break;
                      }
                  }
              }}
          }
      
  • Finalmente agregamos la lógica para que se muevan las piezas dentro de "Update". El efecto neto de un movimiento de la serpiente es que la cola de la serpiente tiene que ser eliminada ("pop") ya que la serpiente avanza. Por otra parte la posición del jugador pasa a formar parte del cuerpo ("push"). Es la combinación de estos dos eventos de push y pop lo que da la ilusión de que el cuerpo de la serpiente se mueve. En la entrada anterior vimos que cuando come la comida debemos de hacer un "push", en esta situación cuando acaba de comer algo no realizamos el "pop" para que el efecto neto sea que la serpiente "crezca". Es decir tenemos que agregar dos líneas de código, una para nuestro "pop" y otra para el "push" y ponemos estas líneas dentro de un "else" en el caso de que no coma la comida:
    • if self.jugador_x == self.comida_x &&
         self.jugador_y == self.comida_y {
          // Código de la entrada anterior
          // donde actualizamos el lugar de 
          // la comida generando ini_comida_x y
          // ini_comida_y
          self.comida_x = ini_comida_x;
          self.comida_y = ini_comida_y;
          self.cuerpo.push_front((self.jugador_x, self.jugador_y));
      } else {
          self.cuerpo.pop_back();
          self.cuerpo.push_front((self.jugador_x, self.jugador_y));
      }
      
Con lo anterior queda completo nuestro ejemplo de "hola mundo" usando ggez y Rust. Con esto hemos creado un juego de Snake en menos de 290 líneas de código. Así es como se ve el código completo:


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use ggez::{conf, ContextBuilder, Context, 
           event, graphics, GameResult};
use std::time::{Duration, Instant};

use rand::prelude::*;

use std::collections::VecDeque;

const DIMENSION_DEL_TABLERO: (i16, i16) = (10, 10);
const DIMENSION_DE_CELDAS_DEL_TABLERO: (i16, i16) = (32, 32);
const DIMENSION_DE_VENTANA: (f32, f32) = (
    DIMENSION_DEL_TABLERO.0 as f32 * 
    DIMENSION_DE_CELDAS_DEL_TABLERO.0 as f32,
    DIMENSION_DEL_TABLERO.1 as f32 * 
    DIMENSION_DE_CELDAS_DEL_TABLERO.1 as f32,
);

const ACTUALIZACIONES_POR_SEGUNDO: f32 = 8.0;
const MILISEG_POR_ACTUALIZACION: u64 = (
    (1.0 / ACTUALIZACIONES_POR_SEGUNDO) * 1000.0) as u64;

#[derive(PartialEq)]
enum Direccion {
    Arriba,
    Abajo,
    Izquierda,
    Derecha,
}

#[derive(PartialEq)]
enum Estado {
    Jugando,
    GameOver
}

struct EstadoDelJuego {
    jugador_x: i16,
    jugador_y: i16,
    cuerpo: VecDeque<(i16, i16)>,
    direccion: Direccion,
    estado: Estado,
    comida_x: i16,
    comida_y: i16,
    ultima_actualizacion: std::time::Instant
}

impl ggez::event::EventHandler for EstadoDelJuego {
    fn update(&mut self, 
            _contexto: &mut Context) -> GameResult<()> {
        if (Instant::now() - 
            self.ultima_actualizacion >= 
            Duration::from_millis(MILISEG_POR_ACTUALIZACION)) &
           (self.estado == Estado::Jugando) {
            match self.direccion {
                Direccion::Arriba => {
                self.jugador_y = self.jugador_y - 1;
                if self.jugador_y < 0 {
                    self.estado = Estado::GameOver;
                    self.jugador_y = self.jugador_y + 1;
                } else {
                    for parte in self.cuerpo.iter() {
                        if parte.0 == self.jugador_x &&
                           parte.1 == self.jugador_y {
                            self.estado = Estado::GameOver;
                            self.jugador_y = self.jugador_y + 1;
                            break;
                        }
                    }
                }},
                Direccion::Abajo => {
                self.jugador_y = self.jugador_y + 1;
                if self.jugador_y > DIMENSION_DEL_TABLERO.1 - 1 {
                    self.estado = Estado::GameOver;
                    self.jugador_y = self.jugador_y - 1;
                } else {
                    for parte in self.cuerpo.iter() {
                        if parte.0 == self.jugador_x &&
                           parte.1 == self.jugador_y {
                            self.estado = Estado::GameOver;
                            self.jugador_y = self.jugador_y - 1;
                            break;
                        }
                    }
                }},
                Direccion::Izquierda => {
                self.jugador_x = self.jugador_x - 1;
                if self.jugador_x < 0 {
                    self.estado = Estado::GameOver;
                    self.jugador_x = self.jugador_x + 1;
                } else {
                    for parte in self.cuerpo.iter() {
                        if parte.0 == self.jugador_x &&
                           parte.1 == self.jugador_y {
                            self.estado = Estado::GameOver;
                            self.jugador_x = self.jugador_x + 1;
                            break;
                        }
                    }
                }},
                Direccion::Derecha => {
                self.jugador_x = self.jugador_x + 1;
                if self.jugador_x > DIMENSION_DEL_TABLERO.0 - 1 {
                    self.estado = Estado::GameOver;
                    self.jugador_x = self.jugador_x - 1;
                } else {
                    for parte in self.cuerpo.iter() {
                        if parte.0 == self.jugador_x &&
                           parte.1 == self.jugador_y {
                            self.estado = Estado::GameOver;
                            self.jugador_x = self.jugador_x - 1;
                            break;
                        }
                    }
                }}
            }
            if self.jugador_x == self.comida_x &&
               self.jugador_y == self.comida_y {
                let mut rng = rand::thread_rng();
                let mut ini_comida_x = rng.gen_range::<i16, i16, i16>(0, 
                    DIMENSION_DEL_TABLERO.0);
                let mut ini_comida_y = rng.gen_range::<i16, i16, i16>(0, 
                    DIMENSION_DEL_TABLERO.1);
                loop {
                    if self.jugador_x != ini_comida_x &&
                       self.jugador_y != ini_comida_y {
                        let mut ocupado = false;
                        for parte_de_cuerpo in self.cuerpo.iter() {
                            if parte_de_cuerpo.0 == ini_comida_x &&
                               parte_de_cuerpo.1 == ini_comida_y {
                                ocupado = true;
                                break;
                            }
                        }
                        if ocupado == false {
                            break;
                        }
                    }
                    ini_comida_x = rng.gen_range::<i16, i16, i16>(0, 
                        DIMENSION_DEL_TABLERO.0);
                    ini_comida_y = rng.gen_range::<i16, i16, i16>(0, 
                        DIMENSION_DEL_TABLERO.1);
                }
                self.comida_x = ini_comida_x;
                self.comida_y = ini_comida_y;
                self.cuerpo.push_front((self.jugador_x, self.jugador_y));
            } else {
                self.cuerpo.pop_back();
                self.cuerpo.push_front((self.jugador_x, self.jugador_y));
            }
            self.ultima_actualizacion = Instant::now();
        }
        Ok(())
    }
    
    fn draw(&mut self, 
            contexto: &mut Context) -> GameResult<()> {
        graphics::clear(contexto, [0.0, 1.0, 0.0, 1.0].into());
        // Dibujar el cuerpo de la serpiente
        for parte_del_cuerpo in self.cuerpo.iter() {
            let rectangulo_cuerpo = ggez::graphics::Rect::new(
                (parte_del_cuerpo.0 *
                 DIMENSION_DE_CELDAS_DEL_TABLERO.0) as f32, 
                (parte_del_cuerpo.1 *
                 DIMENSION_DE_CELDAS_DEL_TABLERO.1) as f32,
                DIMENSION_DE_CELDAS_DEL_TABLERO.0 as f32,
                DIMENSION_DE_CELDAS_DEL_TABLERO.1 as f32);
            let grafico_de_cuerpo = graphics::Mesh::new_rectangle(
                contexto,
                graphics::DrawMode::fill(),
                rectangulo_cuerpo,
                [9.0, 0.1, 0.0, 1.0].into())?;
            graphics::draw(contexto, 
                &grafico_de_cuerpo, 
                (ggez::mint::Point2 { x: 0.0, y: 0.0 },))?;
        }
        // Dibujar el jugador
        let rectangulo_jugador = ggez::graphics::Rect::new(
            (self.jugador_x *
             DIMENSION_DE_CELDAS_DEL_TABLERO.0) as f32, 
            (self.jugador_y *
             DIMENSION_DE_CELDAS_DEL_TABLERO.1) as f32,
            DIMENSION_DE_CELDAS_DEL_TABLERO.0 as f32,
            DIMENSION_DE_CELDAS_DEL_TABLERO.1 as f32);
        let grafico_de_jugador = graphics::Mesh::new_rectangle(
            contexto,
            graphics::DrawMode::fill(),
            rectangulo_jugador,
            [0.3, 0.3, 0.0, 1.0].into())?;
        graphics::draw(contexto, 
            &grafico_de_jugador, 
            (ggez::mint::Point2 { x: 0.0, y: 0.0 },))?;
        // Dibujar la comida
        let rectangulo_comida = ggez::graphics::Rect::new(
            (self.comida_x *
             DIMENSION_DE_CELDAS_DEL_TABLERO.0) as f32, 
            (self.comida_y *
             DIMENSION_DE_CELDAS_DEL_TABLERO.1) as f32,
            DIMENSION_DE_CELDAS_DEL_TABLERO.0 as f32,
            DIMENSION_DE_CELDAS_DEL_TABLERO.1 as f32);
        let grafico_de_comida = graphics::Mesh::new_rectangle(
            contexto,
            graphics::DrawMode::fill(),
            rectangulo_comida,
            [0.0, 0.0, 1.0, 1.0].into())?;
        graphics::draw(contexto, 
            &grafico_de_comida, 
            (ggez::mint::Point2 { x: 0.0, y: 0.0 },))?;
        // Mandando al generador de gráficos
        graphics::present(contexto)?;
        ggez::timer::yield_now();
        Ok(())
    }
    
    fn key_down_event(
        &mut self,
        _ctx: &mut Context,
        keycode: ggez::event::KeyCode,
        _keymod: ggez::event::KeyMods,
        _repeat: bool,
    ) {
        match keycode {
            ggez::event::KeyCode::Up => {
                if self.direccion != Direccion::Abajo {
                    self.direccion = Direccion::Arriba
                }
            },
            ggez::event::KeyCode::Down => {
                if self.direccion != Direccion::Arriba {
                    self.direccion = Direccion::Abajo
                }
            },
            ggez::event::KeyCode::Left => {
                if self.direccion != Direccion::Derecha {
                    self.direccion = Direccion::Izquierda
                }
            },
            ggez::event::KeyCode::Right => {
                if self.direccion != Direccion::Izquierda {
                    self.direccion = Direccion::Derecha
                }
            },
            _ => (),
        }
        ()
    }
}

fn main() {
    let mut rng = rand::thread_rng();
    let mut ini_comida_x = rng.gen_range::<i16, i16, i16>(0, 
        DIMENSION_DEL_TABLERO.0);
    let mut ini_comida_y = rng.gen_range::<i16, i16, i16>(0, 
        DIMENSION_DEL_TABLERO.1);
    loop {
        if DIMENSION_DEL_TABLERO.0 / 4 != ini_comida_x &&
           DIMENSION_DEL_TABLERO.1 / 2 != ini_comida_y {
            break;
        }
        ini_comida_x = rng.gen_range::<i16, i16, i16>(0, 
            DIMENSION_DEL_TABLERO.0);
        ini_comida_y = rng.gen_range::<i16, i16, i16>(0, 
            DIMENSION_DEL_TABLERO.1);
    }
    let estado_del_juego = &mut EstadoDelJuego {
        jugador_x: DIMENSION_DEL_TABLERO.0 / 4,
        jugador_y: DIMENSION_DEL_TABLERO.1 / 2,
        cuerpo: VecDeque::new(),
        direccion: Direccion::Derecha,
        estado: Estado::Jugando,
        comida_x: ini_comida_x,
        comida_y: ini_comida_y,
        ultima_actualizacion: Instant::now()
    };
    let mut configuracion = conf::Conf::new();
    configuracion.window_setup = conf::WindowSetup::default()
        .title("Snake");
    configuracion.window_mode = conf::WindowMode::default()
        .dimensions(DIMENSION_DE_VENTANA.0, 
                    DIMENSION_DE_VENTANA.1);
    let (ref mut contexto, 
         ref mut bucle_de_juego) = ContextBuilder::new(
            "hello_ggez", "autor")
        .conf(configuracion).build().unwrap();
    event::run(contexto, bucle_de_juego, 
               estado_del_juego).unwrap();
}

En la siguiente captura pueden ver el juego corriendo usando "cargo run". Recordemos que si queremos que corra más rápido hay que compilarlo en modo "release" usando "cargo run --release". Nuestro juego corriendo se ve muy similar a un juego de Snake:


Con esto concluye este ejemplo de Snake simple. Todavía hay mejoras que se le pueden realizar al código. Por ejemplo se pueden generar rutinas y métodos para los procesos más repetitivos. Pero por ahora queda concluido este ejemplo. En futuras entradas podemos regresar a este ejemplo para ver que mejoras o variaciones podemos implementar. De la misma forma podemos explorar las otras herramientas que nos ofrece ggez para hacer otros juegos o mejorar este ejemplo. También podemos explorar otros motor de juegos como Amethyst. 

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Fuentes (inglés):

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