게임 프로그래밍 입문 공부 노트 (2021.11.21)

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파이썬 Python

데코레이터 Decorator

앞으로 함수를 호출할 때, 공통적으로 무언가를 추가적으로 실행하고 싶을 때 사용하는 기능.

예를 들어 앞으로 렌더링과 관련된 모든 함수에 디버깅의 용도로 앞 뒤에:

render starting
# 함수 실행
render ended

이런 식으로 로깅을 한다고 가정. 사실 해결방법은 모든 렌더링 함수에 print 함수를 앞 뒤로 써주면 되겠지만, 이건 너무 귀찮음. 그래서 사용하는게 데코레이터:

from functools import wraps
def debug_render(func: Callable):
    @wraps(func) 
    def run_debug_function(*args, **kwargs):
        print("rendering started")
        result = func(*args, **kwargs)
        print("rendering ended")
        return result
    return run_debug_function

@debug_render
def render():
    print("RENDERING")

이거 말고도 getter/setter도 property로 해줄 수 있음:

class Vector2f:
    def __init__(self, x: float, y: float) -> None:
        assert isinstance(x, float)
        assert isinstance(y, float)

        self.__x: float = x
        self.__y: float = y

    @property
    def x(self) -> float:
        return self.__x

    @property
    def y(self) -> float:
        return self.__y

    @x.setter
    def x(self, x: float) -> None:
        assert isinstance(x, float)

        self.__x = x

    @y.setter
    def y(self, y: float) -> None
        assert isinstance(y, float)

        self.__y = y
        
    @x.deleter
    def x(self) -> None:
        del self.__X

    @y.deleter
    def y(self) -> None:
        del self.__y

map

filter

reduce

이터레이터 Iterator

제너레이터 Generator

충돌

기본 충돌

모서리 충돌

회전

코코스 cocos

기본 개념

장면 Scene

장면(Scene 클래스)이란 어플리케이션 워크플로우를 구성하는 독립적인 개체. 여러 장면이 존재할 수는 있어도, 한 순간에 오로지 하나만 활성화 되어있음.

이 장면을 서로 독립적인 어플리케이션처럼 다뤄줄 수 있음. 이 장면 간의 관계에 어떠한 로직을 넣어줄 수 있음(인트로 끝나면 메뉴로 간다거나 등).

cocos2d에서 장면은 CocosNode로 구성된 트리임. 이때 루트 노드가 Scene 노드가 되는 것. 그 다음 후손을 계층, 즉 Layer라 부름. 계층은 개별적인 요소들을 조직화해주는 역할임.

메인 메뉴 화면의 예시:

메인 메뉴 장면: 모든 메인 메뉴 요소들을 갖고 있는 장면 노드
    애니메이션 있는 뒷배경: 애니메이션이 있는 뒷배경을 그려주는 계층
        정적 배경: 장면을 덮는 그림을 갖는 스프라이트 Sprite
        멀리 있는 나무들: 멀리 있는 나무들을 갖는 계층
            나무1...나무k: k 개의 나무 스프라이트
        새들: 나는 새들을 포함하는 계층
            새1...새k: k 마리의 새 스프라이트
        가까운 나무들: 가까운 나무들을 갖는 계층
            나무1...나무k: k 개의 나무 스프라이트
    메인 메뉴: 계층의 하위 클래스인 메뉴로, cocos에서 기본 제공하며, 메뉴와 관련된 모든 행동을 처리함(키 입력, 하이라이트, 선택 등)
        아이템1: 메뉴 아이템 MenuItem, "게임 시작"
        아이템2: MenuItem, "옵션"
        아이템3: MenuItem, "종료"

장면에도 장면 전환(TransitionScene)과 같은 하위 클래스가 존재하여 장면 간 전환(페이드 인/아웃, 슬라이드 등)을 해줌.

계층 Layer

계층을 통해 장면을 뒤에서 앞으로 구조화해줄 수 있음. 예시:

• 배경: 풍경 그림
• 먼 곳: 미적 용도의 나무, 새 등
• 중간: 플랫폼
• 가까운 곳: 플레이어, 적, 코인 등
• HUD: 게임 스탯 보여주는 곳

계층을 단순화하자면 투명한 셀로판지에 그릴 걸 그려 놓는 거고, 이런 셀로판지 여러 개를 쌓아두면 장면이 되는 것임.

특정 용도를 위한 계층도 있음. Menu 같은 애들.

계층에서 렌더링이나 로직을 짜게 되므로, 제일 많이 코딩을 하게 될 곳임.

여기서 이벤트 처리도 정의함. 이벤트는 장면 내의 계층에게 앞에서 뒤로 전송이 됨. 그 이벤트를 어떤 계층에서 처리한다면, 그 뒤 계층으로 이벤트가 또 가지는 않음.

계층에도 여러 전용 하위 클래스가 존재함:

• MultiplexLayer: 여러 계층이 한 데 묶여있지만, 그 중에서도 하나만 보이는 계층
• ScrollingManager, ScrollableLayer: 스크롤을 제어해주는 로직
• RectMapLayer, HexMapLayer, TmxObjectLayer: 사각형/육각형 타일들이나 TMX 개체들의 집합 출력
• Menu: 간단한 메뉴
• ColorLayer: 단색을 갖는 직사각형
• PythonInterpreterLayer: 디렉터가 이걸 사용해서 장면 안에 있는 개체를 볼 수 있게 해주는 상호작용 콘솔 (단축키: ctrl + l)

애셋 손쉽게 로딩하려면 Layer 상속 받은 클래스에 __init__ 오버라이드해주면 됨.

계층도 CocosNode의 하위클래스이기 때문에 직접 변환을 해주거나 액션을 통해서 변환을 적용시켜줄 수 있음.

스프라이트 Sprite

스프라이트 모르는 흑우 읍제?

스프라이트(Sprite 클래스)는 다른 스프라이트를 자식으로 가질 수도 있음. 부모에 변환이 적용되면 자식들에게도 변환이 적용이 됨.

충돌

CollisionManager

CollisionManager은 누가 충돌의 대상이 되느냐에 대한 정보를 기록해두고 있음. 이걸 통해 충돌 가능한 애들끼리 충돌했는지 여부를 확인할 수 있음.

충돌 가능한 애들 관리법:

• add(obj): 앞으로 CollisionManager 개체는 충돌 가능한 obj에 대한 정보를 기록함
• remove_tricky(obj): obj에 대한 정보 앞으로 기록 안함. 대신 제대로 작동하려면 obj.cshape이 처음 add했을 때랑 같아야 함.
• clear(): 지금까지 기록하던 애들 앞으로 기록 안 함.

현재 CollisionManager은 CollisionManagerBruteForce와 CollisionManagerGrid로 나뉨. 전자는 단순히 그냥 장면에 존재하는 모든 개체에 대해 for문 처리하겠다는거고, 후자는 나름대로 그리드로 화면을 나눠서 좀 더 효율적으로 탐색을 하겠다는 뜻임. 당연히 성능은 후자가 더 좋음.

원과 직사각형 충돌 처리

충돌을 처리하려면 사실 물체의 생김새를 단순화 해야 함. x, y axis에 각 변이 평행한 직사각형으로 퉁치든, 원으로 퉁치든. 결국에 둘 다 공통적으로 갖는 변수는 .cshape.

cocos.collision_model.CircleShape

• 원형
• 중심 좌표와 반지름 정보
• 두 중심 좌표 간의 유클리드 거리 < 두 반지름의 합 => 충돌 발생!!

cocos.collision_model.AARectShape

• 직사각형
• 축 정렬
• 맨해튼 거리

AABB: Axis-Aligned Bounding Box. 모든 물체의 충돌을 직사각형으로 처리하겠다는 의미.

액션

액션이란 CocosNode 개체에게 주어지는 명령.

주로 개체의 속성에 영향을 줌. 위치 변환, 회전 변환, 스케일링 등.

세 가지로 구분:

• InstantAction: 한 스텝에 변환이 이루어짐
• IntervalAction: 주어진 시간만큼 변화가 적용이 됨. MoveBy 등.
• Action: 지속적으로 변화가 적용이 되지만, 따로 기간이 초기화 당시에 주어지는 건 아님. 평생 갈 수도 있음.

InstantAction

시간이 따로 걸리지 않는 액션. 예를 들어 Hide()로 개체를 안보이게 만들어줄 수 있음.

IntervalAction

제일 재미있는 부분. 어떤 변환을 한정된 시간만큼 적용. 예를 들어 MoveBy(얼만큼, 언제동안).

메뉴

• MenuItem(label, callback, *args, **kwargs)
  • 라벨이 있는 메뉴 아이템
• EntryMenuItem(label, callback, value, max_value=0)
  • 값을 입력해줄 수 있는 메뉴 아이템
  • 너 이름이 뭐니?
• ToggleMenuItem(label, callback, value=False)
  • 불리언 값으로 세팅할 수 있는 옵션

      items.append( ToggleMenuItem('Show FPS:', self.on_show_fps, director.show_FPS) )
    

• MultipleMenuItem(label, callback, items, default_item=0)
  • 여러 값 중 고를 수 있게 해주는 것 ```python self.volumes = [‘Mute’,’10’,’20’,’30’,’40’,’50’,’60’,’70’,’80’,’90’,’100’]

  items.append( MultipleMenuItem( ‘SFX volume: ‘, self.on_sfx_volume, self.volumes, 8 ) ) ```

• ImageMenuItem(label, callback, *args, **kwargs)
  • 선택할 수 있는 이미지가 있는 메뉴 아이템
  • 크아에서 맵 고르기 등
• ColorMenuItem(label, callback, items, default_item=0)
  • 색 선택할 수 있는 메뉴 아이템
  • 커마

사운드

cocos는 사운드 출력 못 함. 그래서 pygame에 있는 기능 갖다 써야 함.

import cocos.audio
import cocos.audio.pygame
import cocos.audio.pygame.mixer

이런 식으로 pygame 기능 갖다 써야 함.

pygame.mixer.music.load("background.wav")

# play the music indefinitely
pygame.mixer.music.play(-1)

pygame.mixer.music.stop()

미니맥스

알파베타 가지치기

seek

pursuit

wander

장애물 피하기

3차원

Model, View, Projection``

glMatrixMode()

gluLookAt(어디서, 어디를, 어디가 위쪽 방향인지)