Анимация

Этот параграф можно опустить. Рассмотрим один из возможных подходов к реализации известной игры Arconoid, в которой пользователь (клавишами или мышью) управляет движением ракетки, расположенной внизу окна. Последняя отбивает (или пропускает) летающий мяч, который упруго отражается от них (как от абсолютно твердых тел). В полете мяч разрушает различные препятствия. Цель игры — выбить все препятствия и заработать максимальное число очков, которые даются за пойманные призы. Мы наметим лишь основную схему игры, в которой реализовано раздельное перемещение мяча и ракетки и отражение мяча от стенок игрового поля. Дальнейшее развитие игры требует значительных усилий и времени, не давая ничего принципиально нового.

Наиболее простым способом включения анимации (реализации движения объектов сцены) является команда glutIdleFunc (OnPaint). Для выключения анимации достаточно дать команду glutIdleFunc (0). Первая команда заставляет Windows периодически вызывать функцию OnPaint. Это происходит в те моменты времени, когда очередь сообщений приложения пуста. Так как система попадает в такое состояние довольно часто, то после исполнения glutIdleFunc (OnPaint) Windows будет непрерывно вызывать функцию OnPaint, то есть непрерывно перерисовывать сцену OpenGL.

Для того, чтобы изображение как-то изменялось (объекты двигались), можно после каждой перерисовки изменять координаты перемещаемых объектов. Для этой цели удобно использовать команды трансформации пространства: glTranslate или glRotate.

Рассмотрим как сделать перемещения ракетки и мяча независимыми. Если команда glTranslate изменяет матрицу моделирования (что способствует изменению координат мяча), то для того, чтобы эта матрица не действовала на кординаты ракетки, после каждой отрисовки мяча следует восстановить искодное (единичное) значение матрицы. Для этой цели обычно используют стек матриц моделирования. Команда glPushMatrix запоминает текущую матрицу в стеке, а команда glPopMatrix ее восстанавливает.

Ниже приведена стандартная двухмерная заготовка glArcanoid.cpp, но в ней уже обозначена логика анимации, рассмотренная выше. Включение анимации производится в реакции на нажатие клавиши «пробел», а выключение — при запуске приложения и при пропуске мяча (это вам надо реализовать самостоятельно). Глобальные переменные хранят парметры игры. Функция Set используется для переустановки параметров при нажатии клавиши пробела. Мировые координаты игрового поля соответствуют установкам окна по умолчанию (-1,1,-1,1).

double

Left=-1., Top=1., Right=1., Bot=-1., // Прямоугольник игрового поля (все окно)

x, y, dx = 0.01, dy = 0.01, r = 0.05, yMin, // Мяч: Координаты, Смещение, Радиус

xc = 0., x1, x2, // Ракетка: Х-координата центра, левый и правый края,

w, h; // Ширина, Высота

 

void Set (double xx, double yy, double c, double ww)

{

x = xx; y = yy; // Переустановка параметров

xc = c; w = ww; h = ww/10.;

x1 = xc - w/2.;

x2 = xc + w/2.;

yMin = Bot + h + r;

}

 

void OnSize (int w, int h) { glViewport (0, 0, w, h); }

 

void DrawScene()

{

glColor3ub (0, 0, 255);

glRectd (x1, Bot, x2, Bot+h); // Ракетка

 

glPushMatrix(); // Запоминаем состояние координатного пространства

glTranslated (x, y, 0); // Изменение координат (сдвиг)

glutSolidSphere (r); // Мяч

glPopMatrix(); // Восстанавливаем состояние пространства

}

 

void OnPaint()

{

glClear (GL_COLOR_BUFFER_BIT);

MoveBall(); // Перемещаем мяч

DrawScene(); // Рисуем сцену

glutSwapBuffers();

}

 

void Init()

{

Set (0., 0.9, 0., 0.4); // Устанавливаем парметры игры

glutIdleFunc(0); // Выключаем анимацию

}

 

void OnSpecialKey (int key, int x, int y)

{

switch (key)

{

case GLUT_KEY_LEFT: MoveRacket (-1); break;

case GLUT_KEY_RIGHT: MoveRacket (1); break;

}

glutPostRedisplay();

}

 

void OnKey (unsigned char ch, int x, int y)

{

switch (ch)

{

case 27: exit(0); break;

case 32: Init(); glutIdleFunc(OnPaint); break; // Включаем анимацию

}

glutPostRedisplay();

}

 

void main()

{

glutInitDisplayMode (GLUT_DOUBLE | GLUT_RGB);

glutInitWindowSize(500, 500);

glutCreateWindow ("Arkanoid:");

 

Init();

 

glutSpecialFunc (OnSpecialKey);

glutKeyboardFunc(OnKey);

glutReshapeFunc(OnSize);

glutDisplayFunc(OnPaint);

glutMainLoop();

}

Осталось создать функции перемщения ракетки MoveRacket и мяча MoveBall. Первая приведена ниже, а вторую разработайте самостоятельно.

void MoveRacket (int dir)

{

double delta = dir * 0.5 * r;

if (Left < x1+delta && x2+delta < Right)

{

xc += delta; x1 += delta; x2 += delta;

}

}

Подсказка. Алгоритм отражения мяча: от боковых стенок может быть реализован примерно так:

x += dx; y += dy;

 

if (x < Left+r || Right-r < x)

{

dx = -dx;

x += 2. * dx;

}

Дополните этот код так, чтобы мяч отражался от верхней границы, а также от ракетки. Анимация должна останавливаться при касании мяча нижней границы поля. Дальнейшее развитие игры зависит от вашей фантазии.