Алгоритм 13.7. Путь наружу.

do {

Двигайтесь вдоль правой стены

если встретился проход,

поверните направо

если попали в тупик,

развернитесь на 180 градусов

}пока не выйдете из лабиринта

Этот алгоритм работает безупречно: попробуйте его у себя дома. Стартуйте из любого угла вашей квартиры и следуйте алгоритму. Возможно, при известных обстоятельствах вы даже найдете путь к каждой двери.

Так как нас интересуют видеоигры, попытаемся использовать этот алгоритм, чтобы помочь созданиям в игре выследить игрока, не тыкаясь в стены (если мы, конечно, не хотим обманывать игрока, позволив созданиям беспрепятственно проходить сквозь стены). Использование этого алгоритма может привести к затруднениям, если надо обходить объекты круглой формы. Однако мы можем или избегать такой ситуации, или добавить в программу дополнительный алгоритм для предотвращения ходьбы по кругу.

Теория игр

Следующая тема не слишком тесно связана с видеоиграми, а, скорее, относится к стратегическим играм типа шахмат. Тем не менее, я хочу осветить ее, чтобы сообщить вам некоторые интересные идеи.

Теория игр является разделом математики, слишком трудным и слишком абстрактным, для того чтобы применять ее в видеоиграх. Она оперирует набором правил для вычисления оптимального решения или алгоритма, позволяющего игроку победить. Обычно это делается с помощью множества матриц, вероятностей и линейного программирования. Тем не менее, мы можем извлечь из теории игр немало полезного.

Как правило, требуется решить проблему путем оценки текущего положения или игровой ситуации, подразумевая, что игрок точно оценивает свои действия в данной точке в данный момент времени и далее старается улучшить свою позицию. Чтобы выполнить это на компьютере, нам надо:

§ Во-первых, мы создаем несколько видов целевых функций, которые могли бы оценивать нашу текущую позицию;

§ Далее мы пробуем применить новую тактику или изменить позицию с тем, чтобы посмотреть, улучшит ли это наше положение;

§ Если это достигается, мы выполняем это действие;

§ Если нет, испытываем следующую тактику.

Именно по такой схеме работают шахматные программы. Компьютер постоянно ведет подсчет своих собственных очков и очков противника, зависящих от текущего расположения фигур, и пытается найти наиболее оптимальный ход. Этот «мыслительный процесс» может в действительности идти на многих уровнях. Компьютер будет проверять каждую из возможностей: если я сделаю так, то мой противник мог бы предпринять то-то..., а если я поступлю эдак, соперник сделает следующее... Так может продолжаться до бесконечности, хотя человек может проиграть даже в том случае, если компьютер будет делать только два шага «проверка-действие».

В видеоиграх эта тактика может быть использована как самое высокоуровневое управление всеми остальными функциями. К примеру, каждую минуту или около этого, компьютер мог бы просчитывать ходы и оценивать, как он действует. Если все его ходы удачны, он мог бы действовать так и дальше. Однако, если какая-то попытка оказалась неудачной, значит, пришло время для пересмотра тактики.

Итог

В этой главе мы затронули массу интересных тем и даже создали небольшой "мозг", способный имитировать многие функции, присущие живым объектам. Используя комбинации различных алгоритмов, описанных в этой главе, вы сможете создать «виртуальный мозг» достаточно мощный для того, чтобы ваши издания смогли бороться за выживание. Однако, я хочу вам дать пару советов:

§ Старайтесь не усложнять «мозг» без необходимости;

§ Не пытайтесь сразу создать суперкомпьютер. Вначале пусть ваше первое произведение будет больше похоже на «Денди».

Мы обсудили большинство методов управления поведением, применяемых в сегодняшних видеоиграх. Если вы смогли в них разобраться, вы сможете создавать игры не хуже, а то и лучше чем те, которые существуют сегодня. Индустрия компьютерных игр движется семимильными шагами по пути улучшения графических и звуковых возможностей, часто забывая о такой маленькой детали как интеллект. К счастью, теперь вы имеете возможность привнести «мозги» и стратегию в следующее поколение компьютерных игр.

Связь

Так же, как единственная клетка мозга не могла бы сделать больших успехов в шахматах, играть с компьютером в одиночестве не очень интересно. В связи с последними достижениями в области телекоммуникаций, видеоигры для нескольких игроков становятся все более распространенными. В настоящее время многие программы поддерживают игру двух человек через модем. В этой главе мы начнем изучать системы связи между ПК и приемы, необходимые для создания видеоигр, рассчитанных на нескольких игроков.

В этой главе будут изучены следующие темы:

§ Средства связи видеоигр;

§ Последовательный интерфейс ПК;

§ Функции поддержки последовательного порта ROM BIOS;

§ Соединение через нуль-модем;

§ Создание коммуникационных библиотек;

§ Стратегия коммуникационных видеоигр;

§ Синхронизация вектора состояния;

§ Синхронизация состояния порта ввода/вывода;

§ Синхронизация по времени;

§ Модем;

§ Написание игры Net-Tank (Сетевой танк) для двух игроков в замкнутом пространстве.

В этой главе мы сконцентрируем внимание на проблемах дизайна игр для нескольких игроков, по возможности не вдаваясь в управление коммуникациями как таковыми. К сожалению, у нас нет времени на изучение методов осуществления связи через модем в полном объеме. Однако мы научимся управлять связью через последовательный порт с помощью нуль-модема. С этими знаниями, потратив дополнительно несколько ночей, вы научитесь связываться через модем. У вас будут все элементы, достаточные для того, чтобы получить нечто работающее. Мы хотим научиться писать видеоигры для двух и более игроков сидящих за своими компьютерами и играющими одновременно без потери синхронизации и прочих проблем. Поэтому нас больше будет интересовать тактика коммуникации в архитектуре видеоигр, а не физическая коммуникация сама по себе.

Средства связи видеоигр

К этому моменту вы уже должны быть готовы писать видеоигры. Вы от начала и до конца научились тому, что для этого необходимо знать. Однако мы до сих пор упускали один важный момент: как написать игру, чтобы в нее могли играть сразу несколько человек? Это нам покуда совершенно неизвестно.

Существуют видеоигры, поддерживающие модемное соединение, но большинство людей или не пользуются этой возможностью, или чувствуют, что она слишком сложна, чтобы к ней прибегать. В любом случае, вопрос в этой области все еще остается открытым и вам предстоит проделать немало работы, если действительно займетесь программированием игр.

Поскольку нас первоначально интересует написание видеоигр для потребителей, мы будем концентрировать наши усилия на использовании серийных портов как средства коммуникации (а не сетевые коммуникации типа IPX/SPX или NETBIOS). Я выбираю параллельный порт в отличие от использования нескольких Ethernet плат по следующим причинам:

§ Во-первых, у каждого компьютера есть свой параллельный порт;

§ Во-вторых, у многих людей есть свои модемы, с помощью которых они обладают основным средством для игры вдвоем.

Если мы собираемся писать видеоигры для двух или более игроков, то должны рассчитывать на это с самого начала. Вы не можете написать сложную игру и только потом вдруг решить, что делаете ее как игру для нескольких игроков. Необходимо помнить, что разработка двух независимых игр, которые запускаются и синхронно работают на двух различных ПК, требует приличных трудовых затрат и предварительного планирования.

Последовательный интерфейс ПК

Последовательный порт в ПК сконструирован так, что представляет собой систему охватывающую много различных компонентов. Нам, как программистам не обязательно вдаваться в подробности его устройства с точки зрения аппаратуры. Однако полезно иметь представление, как он работает, даже если это никогда не понадобится.

Перед тем как мы погрузимся в описание системы последовательных коммуникаций ПК, давайте рассмотрим основу тех ее возможностей, которые интересуют нас как разработчиков видеоигр. ПК могут поддерживать до семи последовательных портов, несмотря на то, что большинство ПК имеют всего очин или два последовательных порта. Мы можем сконфигурировать их для связи так, что скорость передачи может достигать 115200 бод. Мы можем также выбрать тип четности, количество стоп-битов и битов данных, а также типы прерываний, которые мы хотим задействовать. Если вы не знаете, о чем идет речь, то задержитесь здесь чуть подольше и постарайтесь понять, о чем я буду говорить.

Прежде всего, нужно сконфигурировать порт, через который мы сможем общаться с другими компьютерами или устройствами, читая или записывая данные в последовательный порт. Аппаратное обеспечение ПК заботится о многих деталях передачи и приема данных. Все, что нам необходимо сделать, это послать в последовательный порт символ для передачи или обработать символ, который вы ожидаете. Для видеоигр важно, что мы посылаем пакеты информации, которые описывают состояние игры на другой машине и наоборот. Эти пакеты состоят из стандартных символов длиной 8 бит.

Единственное, что нам нужно знать, это как открыть последовательный порт, записать в него символы и прочитать ответную информацию. Перейдем ближе к делу и посмотрим, что ПК могут для этого предложить (между прочим, значение некоторых терминов объяснялось чуть ранее).

Универсальный асинхронный приемопередатчик

ПК оборудованы универсальным асинхронным приемопередатчиком (UART) - чипом, который принимает и передает последовательные данные. Существуют Два наиболее популярных UART для ПК:

§ Модель 8250;

§ Модель 16550.

Можете считать, что они полностью совместимы друг с другом и нам не нужно выяснять, какой из них используется. Единственным их важным отличием является только то, что модель 16550 имеет внутренний FIFO (First In, First Out - "первый вошел - первый вышел") буфер, который располагает входящие - данные так, что они не могут потеряться вследствие задержки обработки. Теперь взглянем на каждый из регистров UART и на то, как получить к ним доступ. После того как мы обязались написать полную библиотеку для связи, необходимо уяснить, как открыть последовательный порт, а также как осуществлять чтение и запись. Написав однажды,соответствующие функции, мы можем сконцентрироваться на целях игры.

Установки и статус UART

Установки и статус UART управляются через набор внутренних регистров доступных как порты ввода/вывода, адреса которых начинаются от некоторого базового адреса. Базовый адрес определяется номером последовательного порта через который вы хотите связаться. Рассмотрим таблицу 14.1, в которой указаны базовые адреса управляющих регистров UART.

Таблица 14.1. Базовые адреса управляющего регистра UART.

Дата добавления: 2015-07-12