PDF de programación - Desarrollo de Videojuegos Multiplataforma. Un enfoque práctico con NME

Título:

Desarrollo de Videojuegos Multiplataforma. Un enfoque
práctico con NME.

Autores: David Vallejo Fernández, Carlos González Morcillo y

David Frutos Talavera

ISBN papel: 978-84-686-4383-0
ISBN digital: 978-84-686-4384-7
Edita:
Diseño:

Bubok Publishing S.L
Carlos González Morcillo
Impreso en España

Este libro fue compuesto con LaTeX a partir de una plantilla de Carlos González Morcillo y
Sergio García Mondaray. La portada y las entradillas fueron diseñadas con GIMP, Blender,
InkScape y OpenOffice.

Creative Commons License: Usted es libre de copiar, distribuir y comunicar
públicamente la obra, bajo las condiciones siguientes: 1. Reconocimiento. Debe
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derivada a partir de esta obra. Más información en:
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/

(2009, Doctor Europeo en

David Vallejo
Informática,
Universidad de Castilla-La Mancha) es Profesor Ayudante
Doctor e imparte docencia en la Escuela de Informática de
Ciudad Real (UCLM) en asignaturas relacionadas con
Informática Gráfica, Programación y Sistemas Operativos
desde 2007. Actualmente, su actividad investigadora gira en
torno a la Vigilancia Inteligente, los Sistemas Multi-Agente y el
Rendering Distribuido.

Carlos González (2007, Doctor Europeo en Informática,
Universidad de Castilla-La Mancha) es Profesor Titular de
Universidad e imparte docencia en la Escuela de Informática
de Ciudad Real (UCLM) en asignaturas relacionadas con
Informática Gráfica, Síntesis de Imagen Realista y Sistemas
Operativos desde 2002. Actualmente,
su actividad
investigadora gira en torno a los Sistemas Multi-Agente, el
Rendering Distribuido y la Realidad Aumentada.

David Frutos (Ingeniero Técnico en Informática de Sistemas,
Universidad de Castilla-La Mancha). Experto en desarrollo de
videojuegos para plataformas móviles con Haxe-NME.
Apasionado del mundo de los videojuegos, obtuvo la máxima
calificación académica como alumno de la primera edición del
Curso de Experto en Desarrollo de Videojuegos de la
Universidad de Castilla-La Mancha.

Prefacio

El desarrollo de videojuegos ha sufrido una evolución vertiginosa en
los últimos años. Prueba de ello es la gran cantidad de entornos y dispo-
sitivos para los cuales se crean videojuegos. Desde redes sociales hasta
plataformas móviles, pasando por las tradicionales consolas de sobre-
mesa y PCs, los videojuegos están presentes en el día a día de cada vez
más personas.

Este libro surge como respuesta al desarrollo multi-plataforma de vi-
deojuegos, especialmente en el ámbito de los dispositivos móviles. Con-
cebido desde una perspectiva esencialmente práctica, este libro te ayu-
dará a programar tu propio videojuego utilizando NME. Gracias a él,
serás capaz de implementar tu propio bucle de juego, integrar recursos
gráficos y física, añadir efectos de sonido e incluso desarrollar módulos
de Inteligencia Artificial y Networking.

NME es un framework open-source multi-plataforma que tiene sopor-
te para Windows, Mac, Linux, iOS, Android, BlackBerry, Flash y HTML5.
En los últimos años, NME ha sufrido una evolución drástica y el poten-
cial que ofrece es enorme debido al gran compromiso de la comunidad
que lo soporta. NME se apoya en el moderno compilador del lengua-
je de programación Haxe, el cual permite generar código para diversas
plataformas sin sacrificar el rendimiento de la aplicación final.

La versión electrónica de este libro, junto con todos los ejemplos de
código fuente, puede descargarse desde http://www.openflbook.com. El
libro «físico» puede adquirirse desde la página web de la editorial online
Bubok en http://www.bubok.es.

Desde aquí también te invitamos a que visites la web oficial del Curso
de Experto en Desarrollo de Videojuegos, http://www.cedv.es, impartido
en la Universidad de Castilla-La Mancha y cuyo material docente tam-
bién está disponible en dicha web.

Programas y código fuente

Debido a que NME y Haxe son herramientas relativamente modernas,
su evolución es constante. En este contexto, todos los ejemplos de código
fuente discutidos en este libro, a fecha de Julio de 2013, se pueden
compilar con la versión 3.5.5 de NME y la versión 2.10 de Haxe.

El código de los ejemplos del libro puede descargarse en la siguiente
página web: http://www.openflbook.com. Salvo que se especifique ex-
plícitamente otra licencia, todos los ejemplos del libro se distribuyen
bajo GPLv3.

Requisitos previos

Este libro tiene un público objetivo con un perfil principalmente téc-
nico. En otras palabras, este libro no está orientado para un público de
perfil artístico (modeladores, animadores, músicos, etc) en el ámbito de
los videojuegos.

Se asume que el lector tiene unos conocimientos de programación
medios. En el libro se realiza una breve introducción al lenguaje de pro-
gramación Haxe, pero no se discuten sus características ni sus diferen-
cias con respecto a otros lenguajes de programación. De igual modo,
se asume que el lector tiene conocimientos de estructuras de datos y
algoritmia.

Agradecimientos

Los autores del libro quieren agradecer a Aula Tegnix y a la Xunta
de Galicia la financiación del curso titulado Programación Multimedia e
Xogos, cuyo material docente fue la base del presente libro. Dicho curso
fue impartido por los profesores Carlos González Morcillo y David Vallejo
Fernández, ambos coautores del mismo y profesores del Departamento
de Tecnologías y Sistemas de Información de la Escuela Superior de
Informática de la Universidad de Castilla-La Mancha.

Este agradecimiento también se hace extensivo a la Escuela de Infor-
matica de Ciudad Real y al Departamento de Tecnologías y Sistema de
Información de la Universidad de Castilla-La Mancha.

Resumen

Año tras año, el desarrollo de videojuegos se ha afianzado hasta con-
vertirse en la industria del entrenimiento más importante, superando a
las industrias cinematográfica y musical. Tanto es así, que la factura-
ción generada en torno al mundo de los videojuegos supera los 30.000
millones de euros anuales. Una de las fracciones más relevantes de es-
ta cifra está representada con el software, es decir, con el procesos de
diseño y desarrollo de videojuegos.

La variedad de dispositivos hardware existentes (consolas, ordena-
dores, smartphones, tablets, ect) tiene como consecuencia directa que
los desarrolladores de videojuegos hagan uso de herramientas o frame-
works que faciliten el desarrollo multi-plataforma. El motivo es claro:
obtener un mayor retorno de la inversión realizada y no depender de
una única tecnología.

En este contexto, el principal objetivo de este libro consiste en estu-
diar, desde una perspectiva práctica, el diseño y desarrollo de un video-
juego completo utilizando un framework multi-plataforma que permita
la generación de ejecutables para distintas plataformas. En concreto, el
framework utilizado es NME, el cual está basado en el popular lenguaje
de programación multi-plataforma Haxe.

Así, el libro plantea una introducción al desarrollo de videojuegos,
mostrando la arquitectura típica de un motor de juegos, y discute có-
mo diseñar y desarrollar un videojuego completo con NME mediante un
tutorial incremental.

III

Índice general

1. Introducción

1.1. El desarrollo de videojuegos . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1.1.1. La industria del videojuego. Presente y futuro . . . .

1.1.2. Estructura típica de un equipo de desarrollo . . . . .

1.1.3. El concepto de juego . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1

1

1

4

7

1.1.4. Motor de juego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

1.1.5. Géneros de juegos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

1.2. Arquitectura del motor. Visión general

. . . . . . . . . . . . 20

1.2.1. Hardware, drivers y sistema operativo . . . . . . . . 20

1.2.2. SDKs y middlewares . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

1.2.3. Capa independiente de la plataforma . . . . . . . . . 23

1.2.4. Subsistemas principales . . . . . . . . . . . . . . . . 24

1.2.5. Gestor de recursos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

1.2.6. Motor de rendering . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

1.2.7. Herramientas de depuración . . . . . . . . . . . . . . 30

1.2.8. Motor de física . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

1.2.9. Interfaces de usuario . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

1.2.10.Networking y multijugador . . . . . . . . . . . . . . . 32

1.2.11.Subsistema de juego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

V

1.2.12.Audio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

1.2.13.Subsistemas específicos de juego . . . . . . . . . . . 36

2. Entorno de Trabajo

37

2.1. NME. Toma de contacto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

2.1.1. ¿Qué es NME? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

2.1.2. El lenguaje de programación Haxe . . . . . . . . . . . 43

2.1.3. Instalación y configuración de NME . . . . . . . . . . 48

2.2. Hello World! con NME . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

3. Tutorial de Desarrollo con NME

61

3.1. El bucle de juego . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62

3.1.1. El bucle de renderizado . . . . . . . . . . . . . . . . . 62

3.1.2. Visión general del bucle de juego . . . . . . . . . . . 63

3.1.3. Arquitecturas típicas del bucle de juego . . . . . . . 64

3.1.4. Gestión de estados de juego con NME . . . . . . . . . 69

3.1.5. BubbleDemo: definición de estados concretos . . . . 75

3.2. Recursos Gráficos y Representación . . . . . . . . . . . . . 83

3.2.1. Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83

3.2.2. Sprites . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88

3.2.3. Capas y Tiles . .