Ambiente Visual para o Desenvolvimento de Jogos Eletrônicos

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1 Ambiente Visual para o Desenvolvimento de Jogos Eletrônicos Diego Cordeiro Barboza 1, Júlio César da Silva 2 1 UNIFESO, Centro de Ciências e Tecnologia, Curso de Ciência da Computação, diego.cbarboza@gmail.com 2 UNIFESO, Centro de Ciências e Tecnologia, Curso de Ciência da Computação; PUC-Rio, Departamento de Engenharia Civil, jcesarop@gmail.com Resumo. Este artigo apresenta o desenvolvimento de um software para auxílio ao desenvolvimento de jogos eletrônicos, no qual é possível definir a lógica do jogo utilizando apenas componentes gráficos reutilizáveis, sem necessidade de codificação. O trabalho trata do desenvolvimento de um wrapper para a biblioteca gráfica utilizada, um framework para o desenvolvimento de jogos em geral e a ferramenta gráfica em si em conjunto com um gerador de código responsável por traduzir as ações do usuário em código-fonte em uma linguagem de programação. 1 Introdução Há um crescente interesse pelo desenvolvimento de jogos eletrônicos, tanto no mercado quanto no meio acadêmico. A indústria de jogos eletrônicos tem obtido lucros cada vez maiores nos últimos anos, atingindo cerca de US$ 9,5 bilhões somente nos Estados Unidos no ano de 2007 [WIKIPEDIA 2009]. Estes jogos são desenvolvidos para diversas plataformas, entre elas aparelhos de videogame domésticos, dispositivos móveis, aparelhos celulares e computadores pessoais. Além dos jogos comerciais, vendidos em lojas ou por serviços de venda digital, existem outras modalidades como advergames, voltados à publicidade de marcas e produtos; business games, desenvolvidos para o treinamento e aprendizado; e casual games, jogos menores, mais simples e com uma menor curva de aprendizado. No meio acadêmico, os jogos eletrônicos são utilizados como ferramentas educativas e o processo de desenvolvimento pode ser aplicado em diversas disciplinas de cursos de Ciência da Computação e similares. O desenvolvimento de jogos pode ser utilizado para exemplificar conceitos de engenharia de software, matemática, física, computação gráfica, programação, inteligência artificial, comunicação em redes, entre outros. Nos últimos anos houve um considerável aumento na quantidade de cursos voltados ao desenvolvimento de jogos eletrônicos no Brasil, distribuídos entre cursos de graduação, pós-graduação, cursos livres, de extensão e especialização [ABRAGAMES 2008]. Existem também eventos, como o SBGames [SBGAMES 2008], voltados à promoção da área no meio acadêmico. O desenvolvimento de jogos não é, no entanto, uma tarefa trivial. Há uma alta complexidade relacionada à elaboração de conteúdo e estilo do jogo, criação de enredos, escolha e desenvolvimento de tecnologias, criação de interfaces etc. Na área de programação, um desenvolvedor iniciante pode encontrar dificuldades em escrever códigos para manipulação de recursos, testes de colisão, gerenciamento de memória e 2

2 diversas outras tarefas comuns ao desenvolvimento de jogos. E mesmo um programador experiente está sujeito a erros de codificação, que podem ser difíceis e custosos de se identificar e corrigir. Este trabalho tem como objetivo apresentar uma ferramenta que possibilite o desenvolvimento de jogos eletrônicos utilizando-se de um ambiente gráfico, onde o usuário possa definir a lógica do jogo através de componentes visuais, sem necessidade de codificação. A ferramenta, chamada Visual Game, propicia um maior nível de abstração no desenvolvimento, ainda que reduza a liberdade do desenvolvedor, que passa a estar limitado pelos recursos oferecidos pelo ambiente. 2 Ambiente Visual O Visual Game é um ambiente que tem por finalidade simplificar o desenvolvimento de jogos, tornando o processo mais acessível através da utilização de componentes visuais e da geração de código-fonte automática. Desta forma, o usuário tem que se preocupar somente com a lógica do jogo, deixando de lado questões relacionadas à sintaxe da linguagem de programação e ao gerenciamento de recursos e memória. Este ambiente tem como público alvo: Professores - que podem utilizá-lo como ferramenta de auxílio no ensino de desenvolvimento de jogos e lógica de programação; Estudantes - que podem direcionar o estudo para questões específicas e deixar a codificação de lado momentaneamente; Desenvolvedores de um modo geral - que podem utilizar o ambiente para desenvolver jogos completos, se beneficiando da maior abstração, ou protótipos que podem ser finalizados posteriormente, graças à possibilidade de exportar o código-fonte gerado automaticamente pela ferramenta. O desenvolvimento do Visual Game foi feito com a linguagem de programação C# e o ambiente Microsoft.Net [WIHLIDAL 2006], em conjunto com as bibliotecas Allegro (para a parte gráfica) e IrrKlang (para os efeitos sonoros). O ambiente visual é a parte central do projeto. Nele são construídos os jogos que posteriormente têm seu código-fonte gerado automaticamente por um componente do ambiente. Este código é gerado de acordo com uma estrutura definida no Visual Game Framework, um framework voltado para o desenvolvimento de jogos em geral, que se utiliza do Allegro e do IrrKlang para desenhar os gráficos do jogo, tocar efeitos sonoros e tratar entradas do usuário, através do mouse e teclado. O código-fonte do jogo é compilado através do MSBuild, um utilitário que facilita a compilação de projetos na plataforma.net e acompanha o ambiente de execução desta plataforma, de forma que um software adicional para a compilação não é necessário. Uma vez que o código-fonte é gerado no ambiente, ele é repassado ao MSBuild que chama o compilador equivalente (neste caso o C# Compiler) e o arquivo executável é gerado, conforme a Figura 1, que mostra a integração dos componentes do sistema. 3

3 2.1 Allegro.Net Figura 1 - Estrutura dos componentes do trabalho. O Allegro.Net é uma versão da biblioteca gráfica Allegro [ALLEGRO 2009] desenvolvida como parte deste trabalho para possibilitar que esta biblioteca possa ser empregada no ambiente.net. O desenvolvimento foi feito utilizando um serviço do.net, o Platform Invocation Service, que permite ao código gerenciado escrito em uma linguagem como o C#, por exemplo, acessar o código nativo de uma biblioteca escrita em C, como é o caso do Allegro. 2.2 Visual Game Framework Para a construção de jogos com o ambiente, foi desenvolvido um framework, chamado Visual Game Framework, que pode ser utilizado para a criação de jogos em geral. Este framework provê ao desenvolvedor um conjunto de classes para tratar tarefas comuns no desenvolvimento de jogos, como gerenciamento de recursos e testes de colisão, e um modelo de aplicação, que representa uma estrutura básica de um jogo completo, cabendo ao desenvolvedor preencher suas lacunas para criar seus jogos. O framework é utilizado pelo ambiente no processo de geração do código-fonte dos jogos. O código é gerado utilizando as classes e métodos do Visual Game Framework, tornando o processo mais simples e reduzindo a quantidade de códigofonte que deve ser gerado. Paralelamente, neste código não é necessário definir em quais pontos os métodos serão invocados, isto é feito de maneira automática pelo modelo de aplicação do framework, em tempo de execução. 4

4 2.3 Visual Game O Visual Game tem como objetivo possibilitar o desenvolvimento de jogos de maneira visual, através de uma interface gráfica onde todas as configurações do jogo podem ser feitas de forma simples e clara. Com este ambiente, o desenvolvedor pode definir diversas configurações do jogo, como as dimensões da tela, título da janela, modo de execução em tela cheia, entre outros. É possível, ainda, carregar e configurar recursos (imagens, efeitos sonoros e fontes), criar entidades (objetos) e seus eventos (de teclado, mouse e colisão) e ações (animar o objeto, movê-lo, criar ou destruir instâncias, tocar efeitos sonoros etc.), montar palcos (formas de dividir o jogo em fases), gerar o código-fonte criado e utilizar um compilador para criar um arquivo executável. A Figura 2 mostra a tela de carregamento de imagens, onde é possível selecionar uma imagem e configurar a quantidade de quadros em que ela se subdivide. A Figura 3 exemplifica a atribuição de um evento de teclado e uma ação de movimento a uma entidade. Por fim, a Figura 4 exibe a tela de criação de palcos, onde as entidades podem ser adicionadas ao jogo. Figura 2 - Tela de carregamento e configuração de imagens. 5

5 Figura 3 - Lista de eventos e ações. Figura 4 - Tela de criação de palcos. Todas as definições do usuário são traduzidas em classes no momento da geração do código-fonte. Estas classes herdam das classes definidas no Visual Game Framework e podem ser de um entre três tipos: Entidade - representa um objeto dentro do jogo (o personagem principal, os inimigos e os itens de bônus, por exemplo); Palco - define as partes lógicas do jogo e especifica onde as entidades devem ser alocadas; Jogo - define a lógica central do jogo e é utilizada aqui para iniciar os palcos e definir as configurações. 6

6 Estas classes são armazenadas em um formato XML e posteriormente são traduzidas em código-fonte na linguagem C# de acordo com um conjunto de regras definido pelo gerador de código. Assim, o gerador parte de um código estruturado (Quadro 1) e gera o trecho equivalente em uma linguagem de programação (Quadro 2). Quadro 1 - Exemplo de evento de teclado. Quadro 2 - Trecho de código-fonte equivalente ao evento do Quadro 1. Depois que o código-fonte é gerado, um arquivo de descrição do projeto (contendo os parâmetros de compilação, os arquivos-fonte e os arquivos de recursos utilizados no projeto) é gerado e passado ao MSBuild, uma ferramenta que acompanha o ambiente de execução da plataforma.net e possibilita a compilação do jogo e geração do arquivo executável. Alternativamente, este mesmo arquivo pode ser aberto em um ambiente de desenvolvimento (como o Visual Studio) para que o desenvolvedor possa fazer eventuais edições no código do jogo. 3 Conclusão A utilização de ferramentas de desenvolvimento rápido no desenvolvimento de jogos eletrônicos é uma alternativa viável e torna o processo mais acessível para desenvolvedores iniciantes e estudantes, ao mesmo tempo em que facilita o trabalho de profissionais da área, uma vez que a geração automática de código-fonte elimina a possibilidade de erros de codificação. A ferramenta proposta neste trabalho permite a criação de jogos completos, ainda que haja uma perda de liberdade e o desenvolvedor fique limitado às opções oferecidas pelo ambiente para a criação de seus jogos. Desta forma, é importante que o ambiente ofereça uma ampla variedade de ferramentas a serem utilizadas durante o desenvolvimento, de forma a reduzir estas limitações. O ambiente desenvolvido pode ser aprimorado de várias formas em trabalhos futuros. Seguem algumas propostas: término das funções propostas e acréscimo de novas funções dando mais liberdade ao desenvolvedor; possibilidade de exportação e importação de entidades para aumentar a reutilização; possibilidade de criar relações de herança entre as entidades criadas nos jogos; opção de criação de ações por parte dos usuários, a fim de eliminar as restrições do ambiente; e possibilidade de utilização de scripts em uma linguagem de programação. Referências Bibliográficas ABRAGAMES. Cursos de Games no Brasil. [S.L.], Disponível em: Acesso em 29 de janeiro de

7 ALLEGRO. ALLEGRO A Game Programming Library. [S.L.], Disponível em: Acesso em 29 de janeiro de SBGAMES. SBGames. [S.L.], Disponível em: Acesso em 29 de janeiro de WIHLIDAL, Graham. Game Engine Toolset Development. 1. ed. Boston: Thomson Course Technology, WIKIPEDIA. Video Game Industry. [S.L.], Disponível em: Acesso em 29 de janeiro de