pong게임

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--- raylib:pong게임 [2023/09/22 15:31] – 이거니맨
+++ raylib:pong게임 [2023/11/20 00:29] (현재) – 이거니맨
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 ~~stoggle_buttons~~
+{{:raylib:raylib_chapter4.png?600|Raylib Pong Chapter4}}
 pong 게임을 만들어보자
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 ==== 2. 변수 정의하기 ====
 기존에 하나로 나눴던 speed를 x와 y로 나누자.
+그리고 ball클래스는 screen의 사이즈를 할 방버이 없다. 따라서 game.cpp에서 ball에게 screen size를 넘겨줄 함수를 작성하자.
+마지막으로 컬리젼 체크하는 함수를 선언하자.
 === 가. ball.h ===
@@ 줄 321: / 줄 327: @@
     int x = 400;
     int y = 225;
-    int radius = 40;
+    int radius = 25;
-    int speed_x = 5;
+    int speed_x = 3;
-    int speed_y = 5;
+    int speed_y = 3;
     Ball();
     ~Ball();
     void Update();
-    void CheckCollision();
+    void SetScreenSize(int width, int height);
+    private:
+        int screenWidth = 0, screenHeight = 0;
+        void CheckCollision();
 };
 </file>
@@ 줄 340: / 줄 348: @@
 ball의 x값과 y값이 각각의 벽에 닿으면 방향을 바꾸도록 다음과 같이 코드를 짜자.
+checkcollision 함수는 매 업데이트시마다 확인하도록 불러주자.
+<file raylib ball.cpp>
+#include "ball.h"
+Ball::Ball()
+{
+    x = 400;
+    y = 225;
+    radius = 25;
+    speed_x = 3;
+    speed_y = 3;
+}
+Ball::~Ball()
+{ }
+void Ball::Update()
+{
+    x += speed_x;
+    y += speed_y;
+    CheckCollision();
+}
+void Ball::SetScreenSize(int width, int height)
+{
+    screenWidth = width;
+    screenHeight = height;
+}
+void Ball::CheckCollision()
+{
+    if ((x - radius <= 0) or (x + radius >= screenWidth)) { speed_x *= -1;}
+    if ((y - radius <= 0) or (y + radius >= screenHeight)) {speed_y *= -1;}
+}
+</file>
+=== 다. game.cpp에 추가 ===
+다음과 같이 생성자에서 ball 인스턴스에 현재의 스크린 크기를 알려주는 작업이 필요하다.
+<code raylib>
+Game::Game(int width, int height, std::string title)
+{
+    SetTargetFPS(60);               // Set our game to run at 60 frames-per-second
+    InitWindow(width, height, title.c_str());
+    screenWidth = width;
+    screenHeight = height;
+    ball.SetScreenSize(screenWidth, screenHeight);
+}
+</code>
+===== 페달 클래스 만들기 =====
+==== 1. 목표 ====
+볼을 객체화 하였으니 이번에는 양 페달을 객체화 해보자.
+첫째, 왼쪽 페달은 플레이어 페달로서 키보드로 움직이게 할 것이다.
+둘째, 오른쪽 페달은 AI페달로서 공의 위치에 따라 자동으로 움직이게 할 것이다.
+셋째, 기존에 볼 클래스는 데이타만 저장하고 그리기는 game 클래스에서 구현했다. 이번에는 그리기도 각 페달 클래스 내에서 구현하도록 하겠다.
+==== 2. paddle.h 만들기 ====
+=== 가. 인클루드 하기 ===
+객체 내에서 그리기 함수를 구현할 것이므로 raylib.h 를 인클루드 할 것이다.
+그런데 game.h에서도 이미 한번 raylib를 인클루드 하므로, 다음과 같이 game.h와 paddle.h에 인쿨루드를 한번만 하게 만들어 주자.
+<code raylib>
+#ifndef __RAYLIB__
+#define __RAYLIB__
+#include "raylib.h"
+#endif
+</code>
+=== 나. 구조체 만들기 ===
+페달은 4개의 점이 있으므로 페달을 구성하는 4개의 점을 구조체로 만들 것이다.
+<code raylib>
+typedef struct Rect {
+    float startX;
+    float startY;
+    float width;
+    float height;
+} Rect;
+</code>
+=== 다. 변수와 함수 선언하기 ===
+그 외에 페달에는 스피드가 필요할 것이고, 페달과 벽과의 거리(padding)가 필요할 것이다.
+그리고 꼭 필요한건 아닌데 인간이 생각하기에는 페달의 가장자리부터 생각하는 것보다는 페달의 중심부부터 생각하는게 직관적이므로 페달의 중심부를 x,y라고 하자.
+이런식으로 하여 일단 생성자와 소멸자, 그리고 draw와 update를 선언하기로 하자. 그러면 paddle.h는 다음과 같이 될 것이다.
+<file paddle.h>
+#ifndef __RAYLIB__
+#define __RAYLIB__
+#include "raylib.h"
+#endif
+typedef struct Rect {
+    float startX;
+    float startY;
+    float width;
+    float height;
+} Rect;
+class Paddle
+{
+    protected:
+    Rect rect;
+    int pPadding = 10;
+    float pSpeed = 2;
+    float x, y;
+    public:
+    Paddle();
+    ~Paddle();
+    void Update();
+    void Draw();
+};
+</file>
+==== 3. paddle.cpp 만들기 ====
+=== 가. 생성자 만들기 ===
+생성자에는 네모의 각 좌표 값을 생성할 것이다. 정확한 좌표 값을 대입할 필요는 없고, 너비와 높이만 여기에서 정확하게 생성하면 된다.
+<code raylib>
+Paddle::Paddle()
+{
+    pPadding = 10;
+    pSpeed = 2;
+    rect = {(float)pPadding, 0, 10, 100};
+};
+</code>
+소멸자에는 아주 것도 안 할 것이므로 여기에서는 생략한다.
+=== 나. 좌표값 초기화 하기 ===
+paddle의 정확한 좌표를 알려면 전체 스크린의 사이즈를 알아야 한다.
+그런데 전체 스크린은 game 클래스가 생성되고 나서야 생성되므로
+game에서 전체 스크린을 만든 후 paddle의 좌표를 지정해주는 함수가 필요하다.
+우리는 이를 Paddle::Init()로 만들기로 하자.
+우리가 페들을 움직이게 할 때 y값만 움직이게 할 것이므로, x는 그대로 왼쪽 위로 두되 y값만 페들의 가운데로 만들어두자.
+그러면 다음과 같이 만들 수 있다.
+<code raylib>
+void Paddle::Init()
+{
+    x = (float)pPadding;
+    y = GetScreenHeight() / 2;
+}
+</code>
+=== 다. Draw 만들기 ===
+ball 클래스와 달리 이번에는 paddle 클래스 내에서 raylib를 사용할 것이다. 그러면 다음과 같이 구현할 수 있을 것이다.
+<code raylib>
+void Paddle::Draw()
+{
+    // Draw Player Rectangle
+    DrawRectangle(rect.startX, rect.startY, rect.width, rect.height, BLUE);
+}
+</code>
+=== 라. Update 만들기 ===
+raylib에서 키입력은 IsKeyDown()함수를 이용하면 된다. 위와 아래 키에 따라 y값을 바뀌게 해보자.
+참고로, 직관적인 이해를 위하여 y값을 페들의 중심으로 설정했다. 따라서 y값이 변하면 rect의 startY도 같이 변하게 만들어줘야 하는 것을 잊지 말자.
+<code raylib>
+void Paddle::Update()
+{
+    if (IsKeyDown(KEY_UP)) y -= pSpeed;
+    if (IsKeyDown(KEY_DOWN)) y += pSpeed;
+    rect.startY = y - rect.height;
+};
+</code>
+=== 마. paddle의 이동한계 만들어 보기 ===
+다음과 같이 paddle의 이동 한계선을 설정하자.
+<code raylib>
+void Paddle::CheckPosition()
+{
+    if (y <= rect.height / 2) {y = rect.height / 2;}
+    if (y >= (GetScreenHeight() - rect.height / 2)) {y = GetScreenHeight() - rect.height / 2;}
+}
+</code>
+이 함수는 paddle의 update함수에서 불러줘야 할 것이다.
+=== 비. game에서 구현해 보기 ===
+이제 game.cpp에서 플레이어 페달을 구현하자. 전체 소스는 다음과 같다.
+<file raylib game.cpp>
+#include "game.h"
+#ifndef __RAYLIB__
+#define __RAYLIB__
+#include "raylib.h"
+#endif
+#include "ball.h"
+#include "paddle.h"
+Ball ball = Ball();
+Paddle player = Paddle();
+Game::Game(int width, int height, std::string title)
+{
+    SetTargetFPS(60);               // Set our game to run at 60 frames-per-second
+    InitWindow(width, height, title.c_str());
+    screenWidth = width;
+    screenHeight = height;
+    ball.SetScreenSize(screenWidth, screenHeight);
+    player.Init();
+}
+Game::~Game()
+{
+    CloseWindow();                  // Close window and OpenGL context
+}
+bool Game::GameShouldClose() const
+{
+    return WindowShouldClose();
+}
+void Game::Tick()
+{
+    BeginDrawing();
+    Update();
+    Draw();
+    EndDrawing();
+}
+void Game::Draw()
+{
+        ClearBackground(BLACK);
+        // Center Line
+        DrawLine(screenWidth  / 2, 0, screenWidth / 2, screenHeight, RAYWHITE);
+        // Draw Ball
+        DrawCircle(ball.x, ball.y, ball.radius, RAYWHITE);
+        // Draw Player Rectangle
+        player.Draw();
+}
+void Game::Update()
+{
+    ball.Update();
+    player.Update();
+}
+</file>
+=== 사. 결과 ===
+다음 그림과 같이 나올 것이다.
+{{:raylib:raylibpongplayerpaddle.png?600|Raylib Pong Player Paddle}}
+==== 4. 정리하기 ====
+일단 여기까지 공과 플레이어를 그려봤다.
+지금까지의 소스파일은 다음과 같다.
+{{ :raylib:raylibpong_chap1.zip |raylib pong 제1강 소스파일}}
+===== 에네미 페달 그리기 =====
+==== 1. paddle.h 선언 =====
+에네미 페달은 기존 paddle을 상속할 것이다. 그리고 업데이트 부분만 따로 구현하면 된다.
+다음과 같다.
+<code raylib>
+class CPUPaddle : public Paddle
+{
+    public:
+    void Init();
+    void Update(float ball_x, float ball_y, float ball_radius);
+};
+</code>
+페달은 공의 y좌표에 따라 움직이게 할 것이므로 ball_y변수가 필요하다.
+나머지 입력 변수들은 후에 충돌을 감지하기 위해 미리 선언하였다.
+==== 2. paddle.cpp ====
+=== 가. init() 함수 ===
+에메니 페달의 초기화는 다음과 같다. 즉, x좌표만 화면의 오른쪽으로 해주면 된다.
+<code raylib>
+void CPUPaddle::Init()
+{
+    x = GetScreenWidth() - (float)pPadding - rect.width;
+    y = GetScreenHeight()  / 2;
+    rect.startX = x;
+}
+</code>
+=== 나. update 함수 ===
+공의 y좌표에 따라 페달의 y 값이 변하게 하면된다. 그러면 다음과 같이 될 것이다.
+페달은 y값이 페달의 정중앙을 의미하므로 rect.startY는 정중앙에서 페달의 높이의 2분의1을 빼야한다.
+<code raylib>
+void CPUPaddle::Update(float ball_x, float ball_y, float ball_radius)
+{
+    CheckPosition();
+    if (y > ball_y) {y -= pSpeed;}
+    if (y < ball_y) {y += pSpeed;}
+    rect.startY = y - rect.height / 2;
+}
+</code>
+=== 다. draw함수 ===
+기존 페달 클래스의 draw를 상속받는 것으로 충분하므로 굳이 따로 정의해줄 필요가 없다.
+==== 3. game.cpp에서 구현 ====
+=== 가. 생성 ===
+최상단에 다음과 같이 생성하자.
+<code raylib>
+CPUPaddle AI = CPUPaddle();
+</code>
+=== 나. 초기값 설정 ===
+Game::Game() 함수에 다음과 같이 초기값을 설정하도록 하자.
+<code raylib>
+AI.Init()
+</code>
+=== 다. 기타 ===
+나머지 update()와 draw()에도 각각
+AI.update()와 AI.draw()를 넣어주면 된다.
+그러면 다음 그림과 같이 된다.
+공의 y위치에 따라 에메니 페달이 따라 움직이는 것을 알 수 있다.
+{{:raylib:raylibponenemypaddle.png?600|Raylib Pong Enemy Paddle}}
+==== 4. 정리 ====
+지금까지 작성한 소스는 다음과 같다.
+{{ :raylib:raylibpong_chap2.zip |Raylib Pong Chaper2}}
+===== 페달과 공의 컬리젼 로직 구현하기 =====
+==== 1. 기본 개념 ====
+페달과 공이 부딪히면 공이 반대편으로 튕겨가게 할 것이다. 공과 벽의 컬리젼과 마찬가지로 공의 방향 스피드만 바꿔주면 된다.
+그런데 공과 페달의 부딪힘을 어느 단계에서 할 것인가가 고민된디.
+game.cpp에서는 공과 페달 양자를 모두 불러올 수 있으므로 game.cpp에서 공의 충돌을 판단하는 것이 가장 편할 것이다.
+그래서 다음과 같이 game::update() 함수를 작성했다.
+<code raylib>
+void Game::Update()
+{
+    ball.Update();
+    Vector2 ballPos = {ball.x, ball.y};  // 공의 위치
+    player.Update();
+    Rectangle playerRect = player.getRect(); // 플레이어 위치 가져오기
+    if (CheckCollisionCircleRec(ballPos, ball.radius, playerRect)) {ball.Bounce(1);};  // 플레이어와 공과의 충돌 확인
+    AI.Update(ball.x, ball.y, ball.radius);
+    Rectangle AIRect = AI.getRect();   // AI 이치 가져오기
+    if (CheckCollisionCircleRec(ballPos, ball.radius, AIRect)) {ball.Bounce(0);};  // AI와 공과의 충돌 확인
+}
+</code>
+여기서 Vector2와 Rectangle은 모두 [[https://www.raylib.com/cheatsheet/cheatsheet.html|raylib에서 마련해준 구조체]]이다.
+Vector2는 float 두개의 구조체이고, rectnagle은 float 4개로 구성되어 있다.
+==== 2. paddle클래스에서 getRect() 함수 ====
+raylib에서 rectangle구조체를 만들어두었으므로 사실 우리는 rect구조체를 만들 필요는 없었다.
+그러나 기존에 이미 rect구조체를 만들어서 사용하였으므로 이를 rectangle로 변환하여 리턴하는 함수가 필요하다.
+paddle.h와 paddle.cpp에서 다음과 같이 구현했다.
+<code raylib>
+Rectangle Paddle::getRect()
+{
+    return {rect.startX, rect.startY, rect.width, rect.height};
+}
+</code>
+==== 3. CheckCollisionCircleRec() 함수 =====
+구와 네모상자간의 컬리젼은 raylib의 내장함수인 CheckCollisionCircleRect(Vector2 center, float radius, Rectangle rect)함수를 이용하였다.
+첫 2변수가 구의 값이고, 3번째가 박스의 값이다.
+직접 함수를 만들 수도 있겟지만, 굳이 우리가 컬리젼 알고리즘에 관심 있는 것은 아니므로 여기에서는 패스하도록 하자.
+구와 네모상자가 컬리젼을 하면 ball에서 공을 튕기게 하였다.
+==== 4. ball.bounce(int i) 함수 ====
+다음과 같이 함수를 만들었다.
+아주 간단하지만, 플레이어를 부딪히면 볼의 위치를 +1로 하고, 에네미를 부딪히면 볼의 x위치를 -1로 하였다.
+ball의 x스피드는 3씩 움직이게 하였으므로, ball이 x위치를 바꿔서 업데이트 루프를 돌아서 한번 더 움직인후 충돌 판정을 하여도 또 충돌판정에 걸릴 가능성이 있다.
+그런데 충돌과 동시에 볼의 위치를 1씩 옮기면 볼이 다음 플레임에서는 이미 충돌 판정의 밖에 위치하게 되므로 재차 충돌 판정을 하는 불상사를 막을 수 있다.
+<code raylib>
+void Ball::Bounce(bool dic)
+{
+    speed_x *= -1;
+    if (dic == 1)
+    {
+        x += 2;
+    }else
+    {
+        x -= 2;
+    }
+}
+</code>
+==== 4. 정리 ====
+일단 이렇게 하면 간단하게나마 게임의 모양은 갖추게 된 것을 알 수 있다.
+{{ :raylib:raylibpong_chap3.zip |Raylib Pong Chapter3}}
+===== 게임스코어와 게임 리셋 =====
+==== 1. 게임 스코어 그리기 ====
+=== 가. 변수 설정하기 ===
+플레이어 점수와 에네미 점수를 저장하기로 한다.
+따라서 game.h에 각각 변수를 선언하기로 한다.
+<code raylib>
+        int PlayerScore = 0;
+        int EnemyScore =0;
+</code>
+=== 나. 스코어 텍스트 그리기 ===
+레이라이브에서 텍스트를 그릴때에는 DrawText 함수를 사용한다.
+  // Draw text (using default font)
+  void DrawText(const char *text, int posX, int posY, int fontSize, Color color);
+또한 raylib에서는 TextFormat 함수를 지원하는데, 이는 sprintf와 비슷하다고 보면 된다.
+따라서 위 2개를 조합해서 스코어 점수를 그리면 다음 코드와 같다.
+<code raylib>
+        // Draw Score
+        DrawText(TextFormat("Player : %i", PlayerScore), screenWidth / 8 -  10, 10, 40, DARKGREEN);
+        DrawText(TextFormat("Enemy : %i", EnemyScore), screenWidth / 8 * 5  - 10, 10, 40, DARKPURPLE);
+</code>
+==== 2. 스코어 점수 올리기 ====
+=== 가. 개념 ===
+이제 스코어를 표현하는 것은 했으니 스코어 점수를 올려야 할 것이다.
+플레이어가 왼쪽에 있으므로 오른쪽에 위치한 적이 공을 걷어내지 못하여 오른쪽 벽에 부딪히면 플레이어 점수가 오를 것이고,
+그 반대면 적의 점수가 오를 것이다.
+이러한 왼쪽과 오른쪽 벽에 대한 충돌 판정은 이전에 ball클래스에서 했었다. 따라서 ball클래스에서 왼쪽과 오른쪽 벽의 충돌 판정값을 불러와야 할 것이다.
+=== 나. enum class 작성하기 ===
+공이 어디에 부딪혔는지를 판단해야 하니까, 열거형을 클래스로 만들어서 리턴해줄 값을 구성하자.
+ball.h에 다음과 같이 enum class를 만들자
+<code raylib>
+enum class ColResult
+{
+    None, Player, Enemy
+};
+</code>
+=== 다. 점수 획득 충돌 판정하여 리턴하기 ===
+기존에는 ball이 양옆에 닿으면 x_speed값을 반전시키게 하였지만, 이제는 점수를 획득하는 것으로 바꾸어야 한다.
+따라서 다음과 같이 CheckCollision()함수를 변경하면 될 것이다.
+<code raylib>
+ColResult Ball::CheckCollision()
+{
+    if (x - radius <= 0)
+        return ColResult::Enemy;
+    if (x + radius >= screenWidth)
+        return ColResult::Player;
+    if ((y - radius <= 0) or (y + radius >= screenHeight)) {speed_y *= -1;}
+    return ColResult::None;
+};
+</code>
+이 값은 Update()에서 불러오는 것이므로 Ball::Update()함수도 ColResult를 리턴하게 바꾸는 것을 잊지 말자.
+=== 라. 판정값 가져와서 점수 올리기 ===
+이제 판정 값을 가져왔으므로 game.cpp에서 다음과 같이 각각의 점수를 올리면 된다.
+<code raylib>
+    ColResult ballResult = ball.Update();
+    if (ballResult == ColResult::Player)
+    {
+        PlayerScore++;
+    }else if(ballResult == ColResult::Enemy)
+    {
+        EnemyScore++;
+    };
+</code>
+==== 3. 게임 리셋하기 ====
+=== 가. 개념 ===
+공이 양 옆으로 빠지면 공과 플레이어 위치를 각각 원위치로 다시 세팅해주면 된다. 플레이어와 에네미는 이미 초기화하는 함수를 만들어 두었으므로 어렵지 않다 따라서 공의 Reset 함수를 만들면 된다.
+공은 리셋될때마다 다른 방향으로 튀게 할 것이므로, 랜덤하게 속도를 바꿔줘야 한다.
+=== 나. 공의 리셋함수 ===
+ball.h에 reset()함수를 void로 선언하자.
+이후에 ball.cpp에 다음과 같이 함수를 만든다.
+<code raylib>
+void Ball::Reset()
+{
+    x = screenWidth / 2;
+    y = screenHeight / 2;
+    radius = 20;
+    int speed_choice[2] = {-1, 1};
+    speed_x *= speed_choice[GetRandomValue(0, 1)];
+    speed_y *= speed_choice[GetRandomValue(0, 1)];
+}
+</code>
+GetRandomValue는 레이라이브에서 제공하는 랜더 값 리턴 함수이다. 0부터 1까지 중에서 하나를 고르게 하는 것이다.
+우리는 speed_choice라는 int 배열 중에서 0과 1번째 값을 랜덤하게 고르게 된다.
+따라서 기존의 공의 스피드를 랜덤하게 반전시킬 수 있다.
+=== 다. game.cpp ===
+Update()함수 안에 다음과 같이 수정하면 된다.
+<code raylib>
+    if (ballResult == ColResult::Player)
+    {
+        PlayerScore++;
+        ball.Reset();
+        player.Init();
+        AI.Init();
+    }else if(ballResult == ColResult::Enemy)
+    {
+        EnemyScore++;
+        ball.Reset();
+        player.Init();
+        AI.Init();
+    };
+</code>
+==== 4. 결론 ====
+{{:raylib:raylib_chapter4.png?600|Raylib Pong Chapter4}}
+이제 게임을 완성하였다.
+완성된 소스파일은 다음과 같다.
+{{ :raylib:raylibpong_chap4.zip |Raylib Pong Chapter4}}
+여기까지 만들어봤으면 기본적인 객체지향에 대하여 이해가 되었을 것이다.
+이후에는 [[raylib:flappybird:flappy_bird_만들기|Flappy Bird만들기]]를 만들어 보자.