Автор: Zakus
Наша задача, быстро ввести вас в курс дела, — что такое XNA, как его использовать. Статья рассчитана на людей уже имеющих определённый опыт программирования (но не знакомых собственно с XNA), и желающих кратко ознакомиться с платформой.
Так что же такое XNA?
Почему XNA?
C чего начать?
Минимальный проект
Ближе к делу
Загрузка контента
Вывод графики
Вывод 2D графики и текста при помощи SpriteBatch
Вывод 3D графики
Управление
Аудио
Запуск игры на машине пользователя
Ccылки
Само название шутливый рекурсивный акроним «не являющийся акронимом». XNA — XNA's Not Acronymed.
В целом, это набор из нескольких .NET сборок, который включает в себя:
При помощи XNA на данный момент можно разрабатывать игры для Windows (XP, Vista, 7), XBOX360, а также ZUNE (но только 2D, так как текущие модели ZUNE не поддерживают 3D).
Как видно, XNA не просто оболочка над DirectX, но в то же время и не готовый «двиг». В целом, XNA — это платформа, которая следует «философии» языка C# и платформы .NET — серьёзный упор на ООП и эффективность разработки.
XNA хороший выбор для вас:
Вам нужно иметь уже установленную Microsoft Visual Studio 2008 или же бесплатную версию – Microsoft Visual C# 2008. Должна быть в наличии видеокарта с поддержкой DirectX 9.0c и как минимум шейдеров версии 1.1. (разработчики XNA отказались от фиксированного графического конвейера, в связи с чем минимальная версия шейдеров 1.1 является обязательным требованием). В добавок желательно иметь свежую версию DirectX, например за ноябрь 2008 года вполне подходит. Если эти условия выполнены, можете наконец перейти к установке XNA Game Studio (в конце статьи приведены ссылки на актуальные версии).
После установки в обоих студиях появляются проекты нового типа:
Собственно, минимальные проекты игр для разных платформ и минимальные проекты библиотек, с уже подключёнными референсами на сборки библиотек XNA. Кроме того, в зависимости от версии XNA Game Studio в типах проектов будут также доступны «starter-kits» — маленькие примеры готовых игр.
Как уже было сказано, XNA включает готовый каркас игрового приложения. Минимальный проект XNA игры в самом начале уже умеет инициализировать окно приложения и инициализировать устройства.
Основа каркаса – это класс Game, который используется как базовый в основе каждой игры. Класс Game содержит абстрактные методы типа – Draw, Update, LoadContent, UnloadContent, Initialize и так далее. То есть, каждая конкретная игра наследуется от этого класса и переопределяет важные методы (события сущности Game) своим кодом. Кроме того свойствами базового класса Game выступают такие класы как GameWindow, GraphicDevice и другие.
Минимальный проект обычно уже умеет крутить игровой цикл, производить очистку экрана заливая приятным цветом, а также закрываться при нажатии определённой кнопки. Далее вам лишь необходимо заполнить методы Update и Draw своим кодом. И осуществить загрузку контента на LoadContent.
using System; using System.Collections.Generic; using System.Linq; using Microsoft.Xna.Framework; using Microsoft.Xna.Framework.Audio; using Microsoft.Xna.Framework.Content; using Microsoft.Xna.Framework.GamerServices; using Microsoft.Xna.Framework.Graphics; using Microsoft.Xna.Framework.Input; using Microsoft.Xna.Framework.Media; using Microsoft.Xna.Framework.Net; using Microsoft.Xna.Framework.Storage; namespace WindowsGame1 { public class Game1 : Microsoft.Xna.Framework.Game { GraphicsDeviceManager graphics; SpriteBatch spriteBatch; public Game1() { graphics = new GraphicsDeviceManager( this); Content.RootDirectory = "Content"; } protected override void Initialize( ) { // TODO: Add your initialization logic here base.Initialize( ); } protected override void LoadContent( ) { // Create a new SpriteBatch, which can be used to draw textures. spriteBatch = new SpriteBatch( GraphicsDevice); // TODO: use this.Content to load your game content here } protected override void UnloadContent( ) { // TODO: Unload any non ContentManager content here } protected override void Update( GameTime gameTime) { // Allows the game to exit if ( GamePad.GetState( PlayerIndex.One).Buttons.Back == ButtonState.Pressed) this.Exit( ); // TODO: Add your update logic here base.Update( gameTime); } protected override void Draw( GameTime gameTime) { GraphicsDevice.Clear( Color.CornflowerBlue); // TODO: Add your drawing code here base.Draw( gameTime); } } }
Несложные игры обычно состоят из таких частей:
Будем разбирать по порядку.
Одна из главных особенностей XNA — специфическая система работы с контентом.
Заключается она в наборе специальных «контент процессоров» и «контент импортеров» (кроме использования стандартных вы можете добавлять и свои).
Задача контент импортеров — превращение (на этапе компиляции) контента из внешнего поддерживаемого формата во внутреннее привычное для XNA представление.
Проще говоря, к примеру добавленные в проект текстуры в формате dds, bmp и png в момент компиляции будут все переведены в один общий для текстур внутренний формат. Такой подход позволяет не зависеть от того в каком виде изначально представлен контент, скажем если вам вдруг понадобилось использовать модели формата Quake3 (.md3), вам нужно будет только написать дополнительный контент импортер, а в конечном виде модели не будут иметь ничего общего с изначальным форматом.
Задача контент процессоров — преобразование контента из внутреннего представления (файлов), в объекты управляемого (managed) кода. То есть, по сути сама загрузка контента в память на этапе исполнения.
Если вам это кажется излишни сложным для начала — не стоит беспокоится, XNA уже содержит готовые импортеры и процессоры для основных типов контента.
Обычно контент добавляется в проект через Solution Explorer студии, в специальную папку “Content”. Там же для каждого файла назначается (панель Properties при выборе конкретного файла) тот или иной процессор и импортер. Таки образом студия берёт на себя автоматизацию процесса компиляции контента.
Со стороны управляемого кода контент уже представлен классами Texture, Texture2D, Model, ModelMesh, Effect и другими.
Саму загрузку в коде следует осуществлять при помощи класса ContentManager (уже представленый полем Content класса Game), и советуют её осуществлять в методе LoadContent класса Game (точнее вашего класса — предка Game).
Texture2D myCoolPlayerSprite; //декларация объекта - текстуры Model myCoolModel; //декларация объекта - модели protected override void LoadContent() { spriteBatch = new SpriteBatch( GraphicsDevice); //загружаем текстуру с именем SomeTexture в объект myCoolPlayerSprite myCoolPlayerSprite = Content.Load<Texture2D>( "SomeTexture"); //загружаем модель myCoolModel = Content.Load<Model>( "plane"); }
В то же время, если вы испытываете желание работать по старинке, вы можете воспользоваться стандартными средствами .NET для работы с файлами и грузить всё самостоятельно.
Стандартные импортеры XNA изначально поддерживают такие форматы:
Стандартные процессоры:
Особняком стоит также система аудио контента на базе Microsoft XACT, но начиная с версии XNA 3.0 кроме этого подхода также обеспечивается параллельно стандартный (такой же как для текстур и моделей) способ работы со звуками.
Помимо того, что вам доступен GraphicsDevice — по сути то же Direct3D устройство, доступное «любителям попрограммировать на DirectX под с++», у нас также есть несколько готовых инструментов от XNA.
Для 3D — это группа состоящая из классов: ModelMesh, Model и Effect. А для 2D это специальный класс SpriteBatch.
Далее коротко обо всём.
При каждом проходе метода Draw:
В качестве параметров SpriteBatch.Draw() может принимать позицию на экране, где будет выведена текстура, поворот, наклон, масштаб. Также класс SpriteBatch поддерживает автоматическую сортировку по Z координате. Сама текстура передаётся в метод SpriteBatch.Draw() в виде референса на класс Texture2D которые вы предварительно должны были получить, в результате загрузки контента.
protected override void Draw(GameTime gameTime) { GraphicsDevice.Clear( Color.CornflowerBlue); spriteBatch.Begin( ); spriteBatch.Draw( myCoolPlayerSprite, new Vector2( 10f, 10f), Color.White); spriteBatch.End( ); base.Draw( gameTime); }
SpriteBatch также содержит метод DrawString(), который аналогичен методу Draw(), за исключением того, что вместо текстуры он принимает как параметр растровый шрифт (объект класса SpriteFont), а также строчку текста, которую необходимо вывести.
Разработчики XNA решили избавиться от фиксированного графического конвейера, который широко использовался в MDX и MDX2. В XNA используется программируемый графический конвейер, то есть в основе процесса рендеринга — шейдер (по правде говоря, и в середине SpriteBatch лежит надстройка над конвейером и свой специальный шейдер). Как результат, если вы знакомы с данным подходом, работа с 3Д в XNA для вас не будет сложна.
Итак, за рендеринг у нас должен отвечать шейдер. К счастью в XNA уже реализован простой шейдер BasicEffect (практически обеспечивает тот минимум, что был доступен с фиксированным конвейером).
Предварительно добавив модель в контент, и загрузив её, вы уже должны иметь объект класса Model. Такая модель в свою очередь содержит набор мешей (класс ModelMesh).
Всё, что нам нужно сделать, это перебрать все объекты класса ModelMesh в нашей модели, назначить (обычно он уже назначен) в качестве шейдера — BasicEffect. Далее, передать в шейдер необходимые параметры (в обязательном порядке — матрицы View, Projection и World). И в конце вызвать у каждого ModelMesh'а метод Draw.
protected override void Draw(GameTime gameTime) { GraphicsDevice.Clear( Color.CornflowerBlue); foreach ( ModelMesh mesh in myCoolModel.Meshes) { foreach ( BasicEffect effect in mesh.Effects) { effect.View = ViewMatrix; effect.Projection = ProjectionMatrix; effect.World = WorldMatrix; } mesh.Draw( ); } base.Draw( gameTime); }
Тут всё предельно просто. Набор классов со статическими методами, и несколько перечислений. А именно — классы Keyboard, Mouse, GamePad, каждый их них отвечает за своё устройство. У каждого из них есть метод GetState(), который возвращает соответственно KeyboardState, MouseState, GamePadState, содержащие информацию о состоянии устройств ( к примеру позиция Х, Y курсора мыши, или состояние кнопки клавиатуры в текущий момент).
protected override void Update(GameTime gameTime) { if ( Keyboard.GetState( ).IsKeyDown( Keys.Escape)) this.Exit( ); if ( Keyboard.GetState( ).IsKeyDown( Keys.Up)) PlayerPosition.Y -= 10f; if ( Keyboard.GetState( ).IsKeyDown( Keys.Down)) PlayerPosition.Y += 10f; if ( Keyboard.GetState( ).IsKeyDown( Keys.Left)) PlayerPosition.X -= 10f; if ( Keyboard.GetState( ).IsKeyDown( Keys.Down)) PlayerPosition.X += 10f; base.Update( gameTime); }
Всё, что вам нужно — в Update проверять состояние устройства, и соотвественно работать с игровой моделью.
Тут у нас хитрая история. Изначально звук в XNA (1.0-2.0) был возможен только при помощи XACT проектов.
Они создавались в отдельном редакторе, идущем вместе с XNA Game Studio. Такой проект содержал набор аудио файлов(точнее относительных ссылок на них, на диске), набор поименованных сущностей – звуков, каждый соответствовал тому или иному аудио файлу, а то и нескольким (случайный выбор конечного звука по таблице с вероятностями). Привязка звуков к группам (например, «Музыка» и «Эффекты», с отдельной регулировкой громкости на каждую). Ну, и так далее.
После чего XACT проект добавлялся в игру через специальный процессор и импортер, и работа дальше шла через специальный класс XNA – AudioEngine.
В версии XNA 3.0 появились новые классы: Song, SoundEffect. Новый контент процессор и импортер к ним (за одно и поддержка mp3 как внешнего формата). Появился класс MediaPlayer для воспроизведения музыки (с поддержкой очереди песен).
Работа со звуком упростилась, и в принципе стала на уровень с текстурами и моделями. Всё, что нужно – добавить звук в контент, установить нужный контент процессор/импортер, установить нужное имя (asset name), в коде загрузить в объект нужного типа, когда нужно – воспроизвести.
SoundEffect myCoolSfx; Song mySuperSong; protected override void LoadContent(){ Content.RootDirectory = "Content"; myCoolSfx= Content.Load<SoundEffect >( "sfx2"); mySuperSong= Content.Load<Song>( "song1"); }
На этом с основными частями всё, конечно, каждый пункт можно раскрыть подробней, что возможно и будет сделано в будущем.
Напоследок ещё пару важных пунктов.
Для запуска на машине (Windows/PC) конечного пользователя, предварительно нужно установить:
Кроме того, пользователь должен обладать видео-картой с поддержкой шейдеров 1.1 минимум.
Последняя версия XNA Game Studio на данный момент, а именно 3.1, доступна тут.
XNA 3.1 Redistrubutable — необходимый конечному пользователю, тут.
Также работает официальный ресурс (от Microsoft, помимо раздела в MSDN) посвящённый XNA: http://creators.xna.com, где вас ждёт множество примеров и уроков по XNA.
#C#, #tutorial, #XNA Game Studio, #основы
27 июля 2009 (Обновление: 11 авг 2009)