Пишем игру для приставки, которой почти 50 лет. Часть 1

День добрый :)

Сегодня я хочу поделиться с вами историей о том, как я писал игру для этой консоли: Пост: Ретро-консоли, часть 7. Fairchild Channel F


Предисловие

Как написать статью о программировании так, чтобы она была интересна и понятна широкой публике? Сложный вопрос. Создать подобный материал для профильного ресурса было бы куда проще.  Но не так интересно)

В общем, чтобы упростить материал, я решил не приводить примеры кода и по минимуму использовать специфические технические термины.

Вместо этого я хотел бы показать вам весь процесс пошагово, начиная от идеи и заканчивая итоговым продуктом :)

Идея

Итак, начнем с того, что вообще можно сделать. Технические ограничения у меня очень жесткие:

• Процессор медленный, 8-битный, простенький. Он даже не умеет умножать\вычитать. 
• Оперативной памяти буквально пару десятков байт
• Рисование на экране не просто медленное, а ОЧЕНЬ медленное
• Рисовать можем в область 100x60 пикселей (даже у моего первого мобильного телефона экран был больше) и только тремя цветами
• Размер игры не может превышать 2 килобайт

Да уж, GTA сделать не получится) Даже Марио это недостижимый уровень.
Ну и ладно, тогда буду делать что-то попроще.

Так как это был мой первый опыт с этой системой, то мне хотелось просто сделать какой-то завершенный продукт. После определенных размышлений я решил сделать клон игры про динозаврика из Хрома

План

Теперь нужно определиться с тем, что именно нужно сделать. Я набросал такой вот список задач:

• Фон (небо и земля)
• Динозаврик (с анимацией бега\прыжка)
• Кактусы (и столкновения с ними)
• Очки (в текущей игре и максимальный результат)
• Смена дня и ночи (+ солнце и луна)
• Звуки
• Птеродактили / приседания под ними
  

Создаем небо и землю. 

Небо создать проще всего. Фактически мне нужно просто залить весь экран каким-то цветом. К счастью для этого есть уже готовый код, который вшит в память приставки.

Для отрисовки фона мне доступны три цвета: светло-синий, светло-зеленый и серый. Не сложно догадаться какой из них я выберу :D

Ну, выглядит неплохо)) Кстати, скорость рисования здесь вполне себе реальная. Приставка настолько медленная, что перерисовка всего экрана занимает около секунды. По-этому в будущем придется очень сильно изворачиваться, чтобы добиться хоть какой-то плавности анимации

Такс, теперь земля. Ну вернее трава. Здесь уже не получится схалтурить, и придется писать код отрисовки вручную. Для этого нужно определиться с тем, где у меня будет уровень горизонта и залить всё, что ниже, зеленым цветом

Динозаврик!

Пришло время заняться главным героем (я так и не придумал ему имя). На этом этапе я хотел просто вывести его на экран и подвигать в разные стороны.

Сначала я попробовал сделать его таким же, как в исходной игре. Но сразу обнаружилось две проблемы:

• во-первых, он рисуется очень медленно. К сожалению, он слишком большой (кажется 16x16 пикселей), по этому придется его упростить в будущем
• а во-вторых, честный способ рисования не подходит. Под честным я подразумеваю удаление его со старой позиции и рисование в новой. Из-за такого подхода очень сильно видно мерцание

Для начала я решил побороть вторую проблему. Для этого я использую одну хитрость. По факту, нет необходимости удалять его, а потом рисовать заново. Можно просто рисовать его сразу в новой позиции. Но, в таком случае, на экране остается шлейф.

 А чтобы при движении не оставалось шлейфа, то я просто увеличил ширину "спрайта" на 1 пиксель в каждую из сторон. Именно на такое расстояние может двигаться динозаврик за одно обновление кадра.
Плюс сразу добавил анимацию. Она очень простая, это просто два разных "спрайта", в каждом из которых поднята вверх разная нога)

"Спрайтами" я называю их лишь условно. Потому что, по факту это не спрайты)
Показать как выглядит динозаврик на самом деле? Вот, смотрите: 

Ладно, может не совсем так, но достаточно похоже))

После ходьбы нужно добавить возможность прыгать. В момент прыжка анимация движения выключается.

На данном этапе я окончательно убедился в том, что с такой скоростью это неиграбельно. А это еще даже нет других обьектов, типа кактусов и птиц :( 
В ходе экспериментов пришлось понизить детализацию (хотя казалось бы, куда уж меньше) до размера в 8x9 пикселей.
Также решил поменять ему цвет, чтобы оставить зеленый для кактусов. Плюс так он будет меньше сливаться с травой

Кактусы

С ними всё не очень сложно. Они не имеют анимаций, никуда не прыгают и не требуют какой-то детализации. 
Для начала я создал три разных варианта. Рисуются они по очереди. На данных момент я не придумал как рисовать их случайным образом. Никаких генераторов случайных чисел в приставке нет( 
Но ничего, решу этот вопрос когда-то в будущем) 

Выглядит уже почти как настоящая игра. Но в ней не хватает одной важной детали -- обработки столкновений. На данный момент динозаврик может просто пройти мимо кактуса)

Определение столкновений тут самое простое из всех возможных -- просто проверка на пересечение двух прямоугольников.  

Во, теперь шикарно) Согласен, у меня странное представление о шикарности вещей) 
Но, как бы то ни было, теперь это похоже на полноценную игру. Кстати, весит она уже 826 байт. А это почти половина от максимального размера, который мне доступен.

На этом этапе я завершу первую часть. Надеюсь она была интересной для вас :)
В следующей части я расскажу об оставшихся пунктах. А потом о том, как создать свой картридж и протестировать игру на реальной железке)