Projeto Conceitual de Jogos Desenvolvendo Jogos em Java

Projeto Conceitual de Jogos Desenvolvendo Jogos em Java ME para celulares Aula 1 Introdução à Java ME Tarcisio Camara tarcisio. camara@meantime. com. br Geber Ramalho glr@cin. ufpe. br Novembro, 2007 1

Sobre quem vos fala. . . Meantime Mobile Creations – Empresa incubada no C. E. S. A. R focado no desenvolvimento de jogos e aplicativos, baseados em dispositivos móveis, para usuários finais n n Um dos pioneiros mundiais (desde 2001) na tecnologia J 2 ME n Várias tecnologias wireless: J 2 ME, BREW, WAP, SMS e MMS n Atualmente, distribui jogos para EUA, Europa e alguns países da América Latina e Ásia n Parceria com diversos fabricantes, publishers e operadoras n Produzimos mais de 40 jogos para celulares (alguns para a Motorola, Sony Ericsson, etc) n Atua como publisher no Brasil, com parceria com todas as operadoras Novembro, 2007 2

Agenda n n n n Mercado de jogos wireless Principais tecnologias Introdução a Java ME Wireless Game Design Criando nosso Jogo Sugestão de Melhorias Dicas de performance / redução de código Novembro, 2007 3

Mercado: Cadeia de Valor Fluxo de produção >>> Brands Developer Publisher Technology Mobile Portal Carrier End-user <<< Fluxo de receita (R$) n Ciclo de desenvolvimento deve ser rápido (<6 meses) n Retorno do investimento lento Novembro, 2007 4

Mercado: Visão geral n Principais Players: EA Mobile (Jamdat), Gameloft (Ubi Software), Glu Mobile, Digital Chocolate, Hands On e IPlay. – Empresas com atuação mundial – Faturamentos crescentes e superiores a 60 milhões de dólares por ano n n Modelo de negócios padrão: revenue share em cima das vendas operadoras para os usuários finais Mercando em processo de consolidação Novembro, 2007 5

Principais Tecnologias n SMS/MMS – Jogos baseados na troca de mensagens (forca, quiz, penalty, etc. ) n WAP/x. HTML/i. MODE – Jogos baseados em páginas estáticas (velha, pedra papel tesoura, etc. ) n Brew (Binary Runtime Environment for Windows) – Ambiente de execução para chipset Qualcomm – C++ e API definida pela Qualcomm (animações, som, recursos – n de rede, etc. . . ) Principal mercado: EUA Java ME – – Java otimizado para dispositivos com limitações Adotado por todos os maiores players do mercado API’s especificadas pela comunidade JCP Padrão do mercado Novembro, 2007 6

Telefones Java (>650 dispositivos) http: //developers. sun. com/techtopics/mobility/device/pub/device/list. do 20 dispositivos por página Novembro, 2007 7

Introdução a plataforma J 2 ME SERVIDOR DESKTOP CELULARES Novembro, 2007 SMARTCARDS 8

Arquitetura Java ME Application Profiles Configuration: Libraries KVM Host Operating System Device Hardware Novembro, 2007 9

Universo Java ME Hoje… n n Java Community Process (JCP) Java Specification Request (JSR) http: //java. sun. com/javame/technology/jcp. jsp Novembro, 2007 10

Configurações n Uma especificação que define o ambiente de software para uma família de dispositivos, geralmente: – Os tipos e quantidade de memória disponível – Tipos de processadores e velocidade – Tipo de conexão de rede n n n Inclui um conjunto básico de classes Java É especificada pela JCP Connected Device Configuration (CDC) – High end consumer devices · PDA, TV set-top boxes, etc n Connected, Limited Device Configuration (CLDC) – Low end consumer devices · Cell phones, limited PDAs, etc Novembro, 2007 11

CLDC 1. 0 n CLDC - Connected Limited, Device Configuration – Dispositivos limitados com poucos recursos – Processador de, no mínimo 8 Mhz – A partir de 160 K de memória heap reservada pra Java – Acesso a rede com pouca largura de banda n Target Devices – Celulares – Two Way Pagers – Personal Organizers – etc. Novembro, 2007 12

Escopo do CLDC n Define: n Não define: – Linguagem Java e características da VM – I/O – Networking framework – Segurança – Internacionalização – Gerenciamento do ciclo de vida da aplicação (instalação, – – – execução, deleção) Interface com o usuário Tratamento de eventos Interação entre usuário e aplicação (comandos, etc…) Novembro, 2007 13

Limitação do CLDC n CLDC 1. 0 possui algumas limitações: – Ausência de ponto flutuante – Ausência de Weak References – Ausência de Finalização – – – · Não existe o método finalize() no CLDC Não possui suporte a JNI. Não possui a API de Reflection. Ausência de daemon-threads e thread groups. Limitação no suporte a Internacionalização · Permite a conversão de byte stream para Unicode e vice-versa Limitação no tratamento de Erros · Apenas duas classes: java. lang. Virtual. Machine. Error, java. lang. Out. Of. Memory. Error Novembro, 2007 14

Limitação do CLDC n CLDC 1. 1 adiciona alguns recursos ao CLDC 1. 0: – Adição de ponto flutuante – Adição de Weak Reference – Adição de suporte a nomes de Threads – Memória mínima de 162 para 192 kbytes Novembro, 2007 15

Pacotes do CLDC n Herdados do J 2 SE n Específicos do CLDC – java. lang – java. io – java. util – javax. microedition. io Novembro, 2007 16

Profiles n n Um profile ou “perfil” é uma coleção de API´s em Java que complementa uma configuração a fim de prover habilidades para uma família de dispositivos É especificada pela JCP O principal objetivo é garantir a interoperabilidade entre uma família de dispositivos. MIDP (Mobile Information Device Profile): Principal e presente na maioria absoluta dos dispositivos – MIDP 1. 0 – MIDP 2. 1 – MIDP 3. 0 (em breve) Novembro, 2007 17

MIDP Mobile Information Device Profile (MIDP). n. MIDP define: n –Interface com o Usuário –Persistência (usando um modelo simples orientado a registros) –Networking (estende o Generic Connection framework do CLDC) –Ciclo de vida da Aplicação –Tratamento de eventos (teclas, interrupção, etc. ) n Requisitos de Hardware Memória não volátil Memória volátil Tela Entrada Conectividade Som Novembro, 2007 MIDP 1. 0 MIDP 2. 0 128 Kb 256 Kb 32 Kb 128 Kb 96 x 54 - 2 cores Teclado e/ou touch screen HTTP 1. 1 Não exigido Tons, WAV, MIDI 18

Pacotes do MIDP 1. 0 n MIDP Packages: –javax. microedition. midlet ·javax. microedition. midlet. MIDlet –javax. microedition. lcdui –javax. microedition. rms ·javax. microedition. rms. Record. Store Novembro, 2007 19

Pacotes adicionais do MIDP 2. 0 n MIDP 2. 0 Packages: –javax. microedition. media ·javax. microedition. media. Player ·javax. microedition. media. Control –javax. microedition. media. control ·javax. microedition. media. control. Volume. Control –javax. microedition. lcdui. game lcdui Layer * Tiled. Layer Sprite Layer. Manager Displayable Game. Canvas –javax. microedition. io ·javax. microedition. io. Push. Registry Novembro, 2007 20

O que é um MIDlet n É uma aplicação MIDP: – Possui uma classe Java que estende da classe MIDlet e implementa os seguintes métodos: · start. App() · pause. App() · destroy. App() – Possui um modelo de ciclo de vida similar aos Applets (explicado adiante). Novembro, 2007 21

O que é um MIDlet (cont. ) n Gerenciado pelo “Java Application Manager” (JAM) – Uma aplicação que deve vir acompanhando a – – implementação do MIDP e que controla a instalação, execução e remoção dos MIDlets Provê o ambiente de execução dos MIDlets Trata todos os erros ocorridos durante a instalação e execução dos aplicativos sem “derrubar” o dispositivo Novembro, 2007 22

Ciclo de vida dos MIDlets Novembro, 2007 23

MIDlet Suites e Descritores (JAD) n Uma MIDlet Suite é um conjunto de MIDlets (e seus arquivos) empacotados em um JAR – Uma suite deve possuir pelo menos um MIDlet – JAR contém: Arquivos. class , arquivos de recursos (imagem – – n . png, sons. midi, etc) e um manifest. MIDLets numa mesma suite podem compartilhar classes, recursos contidos no JAR e memória persistent. MIDlets de suites diferentes não podem interagir (MIDP 1 e 2) JAD (Java Application Descriptor) – Pequeno arquivo texto que descreve uma Suite – Usado pela JAM para fazer verificações antes de baixar a Suite – Pode ser usado para guardar propriedades da aplicação MIDlet-1: Alo. Mundo, , org. cesar. j 2 me. Alo. MIDlet-Name: Alô Mundo! MIDlet-Vendor: C. E. S. A. R MIDlet-Version: 1. 0 MIDlet-Jar-Size: 7808 MIDlet-Jar-URL: Hello. Examples. jar n O par JAR/JAD representa o executável da aplicação Novembro, 2007 24

Passos para o desenvolvimento Novembro, 2007 1 2 3 4 5 6 25

Ambiente de Desenvolvimento n Editor texto + Sun Wireless Toolkit (WTK) (free) n Net. Beans Mobility + WTK (free) n Eclipse + Eclipse. ME + WTK (free) n SDK´s dos fabricantes (Nokia, Motorola, Sony. Ericsson, Siemens, …) – http: //java. sun. com/products/sjwtoolkit/ – http: //www. netbeans. org/products/mobility/ – http: //www. eclipse. org/downloads/index. php – http: //eclipseme. org/docs/installation. html – http: //developer. motorola. com/docstools/sdks/ – http: //forum. nokia. com/ – http: //developer. sonyericsson. com/site/global/home/p_home. jsp n Borland JBuilder ($400 individual) – http: //www. borland. com/us/products/jbuilder/index. html Novembro, 2007 26

Nosso ambiente. . . n Eclipse Europa (3. 3) for Java Developers n Eclipseme plugin 1. 7. 6 n Sun Java Wireless Toolkit for CLDC (WTK) 2. 5. 2 Novembro, 2007 27

Exercício 1 - Criar o famigerado “Alô mundo!” - Conceitos de Display - Criação e exibição de um High-Level Displayable - Conceitos de adição e tratamento de Comandos Novembro, 2007 28

Dica: Esteja com a API ao alcance. . . n http: //java. sun. com/javame/reference/apis/jsr 118/ Novembro, 2007 29

Exercício 2 - Incrementar o “Alô Mundo” - Conceitos de Graphics e suas funções Fontes Criação e exibição de um Low-Level Displayable Tratamento de teclas Criação e renderização de Imagens Novembro, 2007 30

Agora que vocês já estão craques… n n Vamos ao nosso Jogo!!! Etapas na concepção de um Jogo – Planejando um Jogo – Projetando um Jogo – Desenvolvendo um Jogo – Emulando um Jogo (testes) – Deploy do Jogo (testes reais) n Dicas de performance / Redução de código Novembro, 2007 31

Projeto Conceitual de Jogos Desenvolvendo Jogos em Java ME para celulares Aula 2 Prática de jogos em Java ME Tarcisio Camara tarcisio. camara@meantime. com. br Geber Ramalho glr@cin. ufpe. br Novembro, 2007 32

Planejando um jogo n Fase de game design / concepção – Escolha do mercado – Escolha da categoria (Arcade, Puzzle, Ação, – – – n Esportes, RPG. . . ) Benchmark (atari, mega drive, nintendo 8 bits, etc) Multiplayer / Singleplayer Celulares foco Características de um bom jogo wireless – Rápido e fácil de começar e de navegar (evitar uso de – – – muitas softkeys e pressionamento de teclas). Desafiador mas não impossível. Jogos curtos ou com savegame Sem muitas combinações de teclas e regras Novembro, 2007 33

Planejando um jogo (cont. ) n Equipe – Entre 4 e 7 pessoas – Interdisciplinar: artitas gráficos, músicos, game designers, engenheiros de software, engenheiro de testes, etc… n n n Grana – Em torno de R$ 120. 000 Exigências do mercado (desafios extra) – Ciclo de desenvolvimento curto: 3 a 6 meses – Porte e localização – Otimização e qualidade Distribuição – Portais de conteúdo – Escravos das operadoras – Número de dispositivos é barreira de entrada Novembro, 2007 34

Planejando um jogo (cont. ) n Limitações: – Tamanho das telas – Memória heap – Número de cores – Som – Tamanho do JAR – Latência da rede – Custo final do jogo deve ficar entre R$ 5, 00 e R$ 10, 00 – Custo alto no uso da rede (~1 centavo por kbyte – R$ 1, 00 a mais no custo de um jogo de 100 kb, só pra fazer o download) Novembro, 2007 35

Nosso Jogo! Analisamos tudo que foi falado e… n Shot´em up game simplificadíiiiiissimo!! n“ Star Hero é um jogo singleplayer, no estilo shoot’em up. O jogo consiste em uma espaçonave controlada pelo jogador que trafega pelas galáxias, atirando em inimigos. Essas ações resultam em pontos para o jogador. O objetivo do jogo é acumular o máximo de pontos possíveis. ” n Novembro, 2007 36

Já Temos as Características. . . Work! n Projetando as classes. Precisamos de: – Um MIDlet (óbvio!) – Uma classe que trata os comandos alto-nível e possui o – – – looping básico do jogo (lê entrada, atualiza estado e pinta a tela) Uma classe que representa um elemento do jogo (Game. Object) Uma classe representando a nave Uma classe representando os inimigos Uma classe representando as balas Uma classe representando a tela principal com a lógica principal do jogo Uma classe com todas as constantes (facilitar o acesso) Novembro, 2007 37

Sprite Projeto de classes <<extends>> Game. Object MIDlet <<extends>> Command. Listener Enemy Ship. Midlet start. App() pause. App() destroy. App() update() draw() apply. Speed() intersects() update() <<extends>> Ship update() draw() Fire * Runnable update() draw() <<implements>> * <<implements>> Ship. Controller Ship. Game. Screen run() set. Paused() set. Game. Over() command. Action() load. Game. Objects() update() paint() key. Pressed() Novembro, 2007 Constants 38

Antes de codificar, vamos ver… n Recursos de jogos do MIDP 2. 0 – Fazer nosso Game. Object herdar do Sprite de MIDP 2. 0 – Usar colisão do sprite de MIDP 2. 0 – Usar Game. Canvas · Usar tratamento de teclas usando get. Key. States() · Usar back buffer usando get. Graphics() · Usar full screen – Adição de som (sugestão MIDI) Novembro, 2007 39

Pacote Jogos MIDP 2. 0 n MIDP 2. 0 Packages: – javax. microedition. lcdui. game lcdui Layer * Tiled. Layer Sprite Layer. Manager Displayable Game. Canvas Game. Object – Vide API · http: //java. sun. com/javame/reference/apis/jsr 118/ Novembro, 2007 40

Sprite s. set. Frame. Sequence(new int[]{0, 1, 2, … , 1, 1}); Sprite s = new Sprite(image, frame. Width, frame. Height); s. move(10, 0); s. next. Frame(); Novembro, 2007 41

Constants n Comandos do jogo Características dos objetos –Declarar frame sequences (exercício) Características do aparelho (largura e altura da tela) Imagens usadas pelos objetos n Método para carregar as imagens (load. Images()) n n n Novembro, 2007 42

Ship. Midlet n n n Possui referência para a tela principal do jogo Possui referência para o controlador do jogo Inicializa os objetos acima no start. App() Inicializa o looping do jogo no controlador Mostra a tela do jogo Novembro, 2007 43

Ship. Controller n n n Thread que contêm o looping do jogo Trata todos os comandos “alto nível”do jogo Controla o estado de pause/resume do jogo (lembrar que não tem relação com o pause. App()) Novembro, 2007 44

Game. Object n Herda de javax. microedition. lcdui. game. Sprite – – – Posição x e y na tela Altura e largura Frame sequence para controlar as animações Representação gráfica (método paint()) Detecção de colisão n Estende com n Responsabilidades das subclasses: Ship, Enemy e Fire – Velocidades horizontal e vertical – Método abstrato update() – Inicializar frame sequences nos construtores e nas mudanças de – estado das classes Fazendo isso, não é necessário especializar o método paint(), ou seja, a lógica de renderização é reusada. Novembro, 2007 45

Ship n n n É um Game. Object Array de balas Indicação se a nave está explodindo Inicializar frame sequences nos construtores e nas mudanças de estado das classes Métodos para mover a nave Método pra disparar balas Novembro, 2007 46

Fire n n n É um Game. Object Tratamento ao sair da tela Atualiza a posição, dada a velocidade Novembro, 2007 47

Enemy n n É um Game. Object Possui um comportamento ingênuo (randômico) Indicação se a nave está explodindo Inicializa os frame sequences nos construtores e nas mudanças de estado das classes (exercício) Novembro, 2007 48

Ship. Game. Screen n n n Inicializa e possui todos os objetos do jogo (Nave, Inimigos e Balas) (exercício) Centraliza a atualização dos estados objetos (exercício) Controla colisão de balas com inimigos Controla colisão de inimigos com a nave (exercício) Renderiza todos os objetos (exercício) Controla e pinta informações do jogo (pontuação, level e vidas) Trata pressionamento das teclas (esquerda, direita e fire) (exercício) Novembro, 2007 49

BUILD & RUN! Novembro, 2007 50

Deploy n n n “Over the Air” (OTA) Cabo serial Infra vermelho MIDLet server descoberta JAR remoção jad Atualização instalação jad’ JAR checagem confirmação Novembro, 2007 execução 51

Melhorias n n n n n Adição de splash screen Adição de menu Melhorar tela de game over Tabela com recordes (RMS) Background com scrolling Chefe de fase Coleta de itens (campo de força, diferentes tiros, etc) Tipos diferentes de inimigos I. A dos inimigos Upload de pontuação Novembro, 2007 52

Melhorias no uso de MIDP 2. 0 n Outros recursos de jogos do MIDP 2. 0 – Usar Game. Canvas · Usar tratamento de teclas usando get. Key. States() · Usar back buffer usando get. Graphics() · Usar full screen – Adição de som (sugestão MIDI) Novembro, 2007 53

Otimize, se necessário n Obfuscadores para diminuir tamanho de código – Proguard, Retroguard, etc. n n n n Cautela no uso de herança e excesso de classes Evite usar classes anônimas ou aninhadas Acessos a variáveis estáticas e métodos estáticos é mais rápido Arrays no lugar de Vectors Loops de trás pra frente (comparação com 0, null e false é mais rápida) Reuse objetos Cuidado no uso de Strings Novembro, 2007 54

Otimização (cont. ) n Combine várias imagens em uma só 1 PNG 0. 7 k 4 PNG 1. 6 k n n n Número de cores das imagens Uso do Clip pra pintura Preocupações – Tamanho do Jar (64 k ~ 150 k) – Memória (200 k ~ 1 Mb) – Processamento (5 fps ~ 12 fps) Novembro, 2007 55

Um pouco mais sobre porte n n n Importância do porte – Boa parte do desenvolvimento (~ 40%) – Pensar no porte desde o projeto do jogo Exemplos de variações – Tamanho de tela – API de som – Versão API (MIDP 1. 0 ou 2. 0, etc) – Bugs do celular – Vários idiomas – Funcionalidades do jogo – etc… Escala – Chega-se a gerar +2000 versões de uma aplicação Novembro, 2007 56

Boas práticas para o porte n Manter código único – Pré-processamento //#ifdef <symbol> · http: //antenna. sourceforge. net/ · http: //eclipseme. org/index. html – Aspectos · Pesquisa acadêmica n Sistemas de build – Responsável por gerar as várias versões da aplicação – Pré-processa código antes de compilar – Gerencia resources: seleciona arquivos (imagens, sons, – etc) por versão Empacota tudo gerando executáveis (jar e jad) – http: //ant. apache. org/manual/ Novembro, 2007 57

Dicas finais n Sites interessantes – http: //www. forum. nokia. com – http: //www. motocoder. com – http: //wireless. java. sun. com – http: //www. microjava. com – http: //www. midlet-review. com n Listas de discussão – kvm-interest – j 2 me-brasil Novembro, 2007 58

Obrigado! Dúvidas, questionamentos ou aflições. . . tarcisio. camara@meantime. com. br Novembro, 2007 59