Greenfoot

Aktuální verze z 18. 5. 2020, 09:08

Co je to Greenfoot?

Greenfoot je framework pro tvorbu jednoduchých 2D her, postavený na programovacích jazycích Java a Stride (my zde využíváme jazyk Java).

Princip funkce

• Vzhled hry popisuje třída, která musí být potomkem třídy World. Předpokládejme, že se bude jmenovat HraWorld, ale název si můžeme vymyslet.
• Na hrací ploše jsou aktéři (actor).
• Chování aktérů je popsáno třídami, které jsou potomky třídy Actor.
• Aktéři jsou vizuálně zastoupeni obrázkem, který vybíráme při vytvoření třídy aktéra.

Průběh hry

1. Vytvoří se instance třídy HraWorld (resp. jak jsme nazvali svého potomka třídy World).
2. Spustí se konstruktor třídy HraWorld.
3. A dále se opakuje:
   1. Zavolá se metoda act() na svět (potomka třídy HraWorld).
   2. Zavolá se metoda act() pro všechny aktéry.

Vytváření aktérů

Příprava instance aktéra

• Prvky ve hře (postavy atd.) jsou třídy, které jsou potomky třídy Actor.
• Jejich instance vytváříme stejně jako vždy v Javě: operátorem new.

Umístění instance aktéra na plochu

• Metoda World.addObject(Actor actor, int x, int y).
• Umístí aktéra na pozici (x, y)

Odstranění aktéra z plochy

• Metoda World.removeObject(Actor actor).

 public class MojeHra extends World {
 ...
 public void MojeHra() {
   ...
   Panacek panacek = new Panacek();
   this.addObject(panacek, 200, 150);
   ...
 }

Nastavení pozice aktéra

Máme dvě varianty ovládání prvku (actora):

Relativní pozicování

• turn(int oKolik) ... otáčí o daný počet stupňů ve směru hodinových ručiček
• move(int delka) ... pokročí vpřed o daný počet dílků ve směru, do kterého je otočen
• setRotation(int uhel) ... natočí prvek do daného směru (0 je směr vpravo, po směru hodinových ručiček)
• turnTowards(int x, int y) ... natočí prvek směrem k zadaným souřadnicím.

Absolutní pozicování

• setLocation(int x, int y)
  • přesune prvek na zadané souřadnice
  • obvykle je třeba uložit si souřadnice.

Příklad

vytvoření metody move(int dx, int dy)

   public void act() 
   {
       this.move(3,-1);
   }
   
   private void move(int dx, int dy) {
       int cilX = this.getX()+dx;
       int cilY = this.getY()+dy;
       this.turnTowards(cilX, cilY);
       this.setLocation(cilX, cilY);
   }

Změna obrázku aktéra

Ke změně obrázku slouží metody:

Actor.setImage(GreenfootImage novyObrazek)
Actor.setImage(String cestaKNovemuObrazku)

Pokud zadáme cestu k obrázku, obrázek se hledá v podsložce images složky s projektem.

Příklad 1) Otočení vlevo či vpravo

class Panacek extends Actor
    GreenfootImage imgVlevo = new GreenfootImage("imgVlevo.png");
    // ...
    public void act() {
        // ...
        if (Greenfoot.isKeyDown("left")) {
            this.setLocation(this.getX()-1, this.getY());
            this.setImage(imgVlevo);
        }
        // ...
    }
}

Aktér s textovým popisem

Pokud chceme místo obrázku aktéra zobrazit text, využijeme alternativní konstruktor třídy GreenfootImage:

    GreenfootImage imgVlevo = new GreenfootImage("Vlevo!", 50, Color.RED, Color.YELLOW);

Zbytek kódu zůstává stejný. Jen potřebujeme navíc do hlavičky (úplně na začátek kódu třídy aktéra) doplnit k importu tříd knihovny Greenfoot i import třídy java.awt.Color:

   import Greenfoot.*;
   import java.awt.Color;
   ...

import Greenfoot.*;
import java.awt.Color;

/** Třída GameOver bude reprezentovat aktéra, který bude fungovat jako 
 * textové hlášení.
 */
public class GameOver {
    public GameOver() {
        GreenfootImage imgGameOver = new GreenfootImage("Vlevo!", 50, Color.YELLOW, Color.BLUE);
        this.setImage(imgGameOver);
    }
}

import Greenfoot.*;

/** Třída Panáček - po srážce s kamenem ukončí hru. */
public class Panacek {
    public void act() {
        if (this.isTouching(Kamen.class)) {
            World svet = this.getWorld();
            // Přidej hlášení "Game over!"
            svet.addObject(new GameOver(), svet.getWidth()/2, svet.getHeight/2);
            // Ukonči hru:
            Greenfoot.stop();
        }
    }
}

Reakce na klávesy

Stisk klávesy (napsání písmenka)

String Greenfoot.getKey()

• Vrací null, když nebyla stisknuta žádná klávesa.
• Odpovídá tomu, jak píše písmenka textový editor.
• Pokud uživatel drží stisknutou klávesu déle, pak:
  1. Pošle se jedno písmeno,
  2. nějakou dobu se počká a neposílá se nic,
  3. pak se začne opakovaně vysílat písmeno, dokud uživatel klávesu nepustí, nebo
• Speciální klávesy:
  • "space" ... mezerník
  • "up", "down", "right", "left" ... šipky
  • "F1",... funkční klávesy

Příklad

Pohyb podle kláves

String vstup = Greenfoot.getKey();
if (vstup != null) {
   if (vstup.equals("right")) {
      this.setRotation(0);
   } else if (vstup.equals("left")) {
      this.setRotation(180);
   } else if (vstup.equals("up")) {
      this.setRotation(-90);
   } else if (vstup.equals("down")) {
      this.setRotation(90);
   }
   this.move(1);
}

Detekce, zda uživatel drží klávesu

boolean Greenfoot.isKeyDown(String klavesa)

• Pokud uživatel drží klávesu delší dobu, zůstane platná pořád.
• Takto lze detekovat stisk více kláves zároveň, nemusí to však být tak spolehlivé.

Funkční klávesy

• Tímto způsobem můžeme detekovat i stisk funkčních kláves Control a Shift.
• Kódy pro tyto klávesy jsou "control" a "shift".
• Pokud tedy chceme detekovat kombinaci <Ctrl>+<Shift>+<S>, pak píšeme:

String pismeno = Greenfoot.getKey();
if (Greenfoot.isKeyDown("control") && Greenfoot.isKeyDown("shift") && "s".equals(pismeno)) {
   ... co se má stát ... 
}

Jak detekovat pouze písmena a čísla?

• Občas bychom chtěli reagovat pouze na alfanumerické znaky (písmena a čísla).
• K tomu můžete použít jednoduchý trik — většina funkčních kláves má totiž kódy z více písmen. Můžeme tedy využít toho, že když je funkční kód klávesy jen jedno písmeno, považujeme ho za alfanumerický znak:

String pismeno = Greenfoot.getKey();
if (pismeno.lenght() == 1) {
   ... co se má stát ... 
}

Zjištění pozice myši

MouseInfo Greenfoot.getMouseInfo()

• Vrací instanci třídy MouseInfo.
• MouseInfo nese informace o:
  • Pozici X a Y kurzoru: int MouseInfo.getX(), int MouseInfo.getY()
  • Stisku tlačítek,...

Příklad

Pohyb aktéra za myší

public void act() {
    MouseInfo mi = Greenfoot.getMouseInfo();
    int x = mi.getX();
    int y = mi.getY();
    int vzdalenost = (int) Math.sqrt(Math.pow(x-this.getX(),2)+Math.pow(y-this.getY(),2));
    
    if (vzdalenost > 0) {
        this.turnTowards(x, y);
        this.move(Math.min(vzdalenost, 5));
        this.setRotation(0);
    }
}

Další tipy

Náhodná čísla

Standardní řešení Javy

• Math.random() ... vrací čísla z intervalu <0, 1)

Řešení Greenfootu

• Pro hry je často potřeba generovat celá čísla. Pro zjednodušení je tedy v Greenfootu metoda:
• Greenfoot.getRandomNumber(int limit)
  • Vrací čísla z množiny {0, 1, ..., limit-1}.

Okraj obrazovky

• Pro detekci, zda je aktér na okraji obrazovky, můžeme použít metodu isAtEdge().

if (this.isAtEdge()) {
    this.turn(180);
}

Objekty mimo obrazovku

• Pokud v konstruktoru světa (třída World) použijete volitelný parametr, můžete povolit umístění objektů mimo obrazovku.

public class MyWorld extends World
{
    public MyWorld()
    {
        super(600, 400, 1, false); 
    }
}

Zjištění kolize aktérů ve hře

• Ke zjištění kolizí slouží metody ve třídě Actor, které se jmenují getXXXObjectYYY.
• Metod je hodně, ale chovají se podobně:

getOneIntersectingObject(class)

• Vrátí jeden kolidující objekt.
• Řeší kolizi jen objektů té třídy, kterou zadáme jako parametr.
• Pokud chceme, aby řešil kolize s objekty libovolné třídy, zadáme jako parametr null.

getIntersectingObjects(class)

• Vrátí seznam všech objektů, kolidujících s aktérem.

getOneObjectAtOffset(int dx, int dy, class)

• Vrátí jednoho aktéra z aktérů vzdálených nejvýše (dx, dy)(viz dále).

...

Výběr třídy objektů

• Pokud zadáte parametr typu class, bere v potaz pouze objekty zadaného typu. Pokud zadáme null, berou se v potaz všechny objekty.

Příklad:

List<Actor> seznam = this.getIntersectingObjects(null); 

• Bere v potaz všechny typy aktérů. Může se jednat o aktéry různých typů (instance různých tříd).

List<Jablko> seznam = this.getIntersectingObjects(Jablko.class);

• Detekuje pouze kolidující aktéry třídy Jablko, všechny ostatní objekty ignoruje!

Návratová hodnota

Tyto metody vrací buď:

• první kolidující objekt daného typu nebo null když nekoliduje žádný objekt daného typu:

private void vyresKolidujici() {
   Predmet predmet = (Predmet) this.getOneIntersectingObject(Predmet.class); 
   if (predmet != null) {
      ... Co se má dít, třeba: ...
      this.getWorld().removeObject(predmet);
   }
}

• nebo seznam (může být prázdný) všech kolidujících objektů daného typu:

private void vyresKolidujici() {
   List<Actor> seznam = this.getIntersectingObjects(null); 
   for (Actor prvek : seznam) {
      prvek.aplikuj(this);
   }
}

import java.util.List;

Filtr

• intersecting objects ... objekty, které se prolínají se stávajícím (došlo ke kolizi)
• objects at offset ... objekty, které jsou v dané vzdálenosti (dx, dy) od stávajícího objektu

Práce s prostředím hry (World)

Nastavení pozadí hrací plochy

• Obrázek na pozadí prostředí/světa změníme metodou:

World.setBackground(GreenfootImage obrazek)

• Tuto metodu můžeme zavolat například v konstruktoru našeho potomka třídy World.

Přepínání prostředí/světů v Greenfootu

• Pokud potřebujete přepnout hru do jiného prostředí (světa), máte k dispozici metodu:

Greenfoot.setWorld(World novySvet)

public class MyWorld extends World 
{
	int citac = 0;
	int konec = 300;
	public MyWorld()
	{
		super(600, 400, 1); 
	}
	public void act() {
		System.out.println("Zbývá: "+(this.konec-this.citac));
		this.citac++;
		if (this.citac > this.konec) 
		{
			Greenfoot.setWorld(new DruhySvet());
		}
	}
}

public class DruhySvet extends World 
{
	public MyWorld()
	{
		super(600, 400, 1); 
	} 
}

Úkol: Zkuste si vytvořit hru!

• Vytvořte hru, na které ukážete ty prvky práce v Greenfootu, které jsme si ukázali výše.

Související stránky

• Greenfoot: Řešení častých úloh
• Máte-li probém se spouštěním aplikací na webu Greenfoot.org, zkuste: Spouštění appletů.

Zdroje

• Existují velmi rozsáhlá fóra (v angličtině), popisující řešení problémů v Greenfootu. Zkuste ve vyhledávači najít: greenfoot téma-které-hledáte.
• Dokumentaci tříd najdete na adrese Greenfoot.org → Javadoc