Pelimoottorin toteutus C++-kiewlkel

Abstract

Opinnäytetyössä perehdytään pelimoottorin rakentamiseen. Tavoitteena työssä oli määritellä, suunnitella ja rakentaa toiminnallinen pelimoottori, jonka avulla voidaan jatkokehitysvaiheessa rakentaa erilaisia pelejä. Toisena tavoitteena oli oppiminen pelinkehityksen mahdollisuuksista ilman jonkin ulkoisen tahon tarjoamaa valmista pelimoottoria. Pelimoottori rajattiin tukemaan vain 2D-pelinkehitystä.

Työ toteutettiin C++-ohjelmointikielellä. Kieli valittiin sen prosessoinnin nopeuden sekä tekijän osaamisen perusteella. Työssä vältettiin ulkoisten ohjelmistokehyksien käyttämistä, mutta päädyttiin kuitenkin käyttämään SDL Simple DirectMedia Layer -kirjastoa kehityksen nopeuttamiseksi. SDL-kirjasto soveltui hyvin C++-kehitykseen. Kirjastoa käytetään työssä lähinnä median esitykseen, eli kuvan piirtämiseen ja äänentoistoon.

Työn suunnitteluun käytettiin paljon aikaa. Jo varhaisessa vaiheessa tuli ymmärrys, että moniosainen ja koodirivimäärältään suuri projekti täytyy jäsennellä hyvin, jotta kehitys on sujuvaa. Näin ollen arkkitehtuurisen ratkaisun löytämiseen käytettiin paljon aikaa. Työssä päädyttiin käyttämään pääarkkitehtuurina viestiväyläjärjestelmää, joka välittää muiden järjestelmien viestejä toisillensa. Tämä mahdollisti sen, että järjestelmät, kuten ikkunanhallintajärjestelmä, äänijärjestelmä tai syötejärjestelmä, olivat irrallisia. Järjestelmien välille ei edes voitu aiheuttaa riippuvuuksia, koska järjestelmät eivät tienneet toistensa olemassaolosta. Täten järjestelmiä voitiin kehittää eriaikaisesti ja ohjelmakoodin rakenne saatiin pidettyä selkeänä.

Lopputuloksena työssä saatiin 2D-pelejä pyörittävä pelimoottori. Pelimoottori ei sisällä yhtä monta ominaisuutta kuin kaupalliset ratkaisut, mutta sisältää riittävät toiminnallisuudet monimuotoisten 2D-pelien toteutukseen.

The main goals of the thesis were to develop a game engine capable of running 2D games and learning game development without the use of a commercial engine. The plan for continued development is to create a game on top of the created engine in addition to continuing work on the engine itself.

The language chosen for this project was C++. C++ offers fast processing speed, which is crucial for games. The writer of the thesis was also familiar with the language, which allowed for a faster development time. A decision to avoid the use of third-party libraries was also made, but a library for rendering media was deemed to be required if the project was to be finished. For this purpose SDL Simple DirectMedia Layer library was selected. SDL is used in handling rendering, sound output and input management among other things.

The architecture of the game engine was one of the main focus points in the thesis. A large piece of software with multiple systems had to be carefully planned out before any development could be done. A well-executed planning phase was crucial in the success of the thesis. The game engine was split in to different systems, each handling their own focus area. Between these systems a message system was created. The messages system, also known as a message bus, was used in communication from system to system. The systems could this way be developed independently.

As a result of the thesis a game engine capable of running many different kind of 2D games was created. The engine might not implement the same amount of functionalities as other commercial solutions, but it provides a good base to build on. Because of the focus on the software architecture, continued development is also easy to pick up. There are plans create a game on the engine and continue development on the engine.