Freitag, 25. Dezember 2015

Creating a game with GameMaker - Tetris

As promised, I will show you today the source code of a small game that I programmed. But it is not an original creation, but the reprogramming of a game that has been around a very long time - since 1984. Even today there are many new versions of it and it's still a popular pastime in many ages. Most probably know it from Nintendo consoles, others play it mid way on their smartphones.
It is TETRIS!








This game is liked to be cloned and imitated, and not least because it is so "simple". The programming, however, is perhaps not as trivial as one might think ... depending on how you implement it.
I'd like to
share my version, I made with GameMaker: Studio (version 1.4.1657) and explain a little bit to it.

Download Tetris (.zip file 867KB)



In this archive you will find the entire project, including all images and code.
Overall the game is not necessarily written beginner friendly - we want see how it's done "correctly" for learning, and let's see how it looks like. That is, the code is partly highly optimized and no unnecessary Drag'n'Drop was used. Nevertheless, I have the scripts clearly structured and extensively commented (in English).

Below are listed some individual parts of the game I want to show and explain shortly.


The Rooms:

In order for a game can be started, there must be at least one room. In Tetris, we have three rooms:
room_intro
room_title
room_game

Relevant is only room_game, the others are only prepared for bringing you directly through to the next room, for now.


The Objects:

obj_all Persistent (ubiquitous object), which is to take care of everything that can happen always and in every room.
obj_intro An object that is to take care of an intro at the very beginning of the game.
obj_title This object is to look at the title screen. From there different game modes should be available to be started.
obj_tetris_controller The controller is to look after the in-game happenings. It is the centerpiece of the game.
obj_tetris_stone This embodies a tetris block of any form.
obj_tetris_back Helper object for drawing a background.

The Scripts:

These are just five of ten scripts, which are used in the game. For the rest you can see in the attached archive.

When a new tetris stone is created a random form is passed to it. This script sets a 2D array (matrix) for any of the possible forms that determines which parts of the maximum of 4x4 large stone are set and which are not.
 ↓ tetris_set_stone_parts(form) ↓

The following two scripts are called for the currently falling stone when you press the button for a right or left turn. It assigns the set of tetris parts of the above matrix, so that the entire stone is rotated by 90°.
 ↓ tetris_stone_turn_right() ↓

 ↓ tetris_stone_turn_left() ↓

Once a stone has been moved, you can check with the next script if it collides with another stone. For this all the other stones are checked: do the boundaries of the maximum possible size of 4x4 stone parts overlap? Only if that is the case, the individual stone parts are checked. This approach is very efficient and not necessary with today's computing power... you also can implement this much easier. But as I said - this is supposed to show how make it "right". ;)
 ↓ tetris_check_collision() ↓

If a falling stone finally hit the ground or other stones (collide after moving), it can be tested with this script if lines are completed and can be cleared.
 ↓ tetris_check_for_clearing(clear_y1, clear_y2) ↓



The interaction of items:

So now you have learned about the most important parts of the game, but how do they work together? This I also want to keep short:
The object obj_tetris_controller is assigned to the room room_game in the room editor.
If the game has been started and the room was
reached, the controller will take care of everything. For example i also creates an instance of the obj_tetris_back object which is for handling the background.
The controller will now create an obj_tetris_stone instance at the top of the screen. Always after a certain time, which is set to a half of a second, or 500,000 microseconds (fall_time = 500000) in the create event of the controller, the current stone is moved one square down. This movement takes place in the step event of the controller.
What also happens in this event, is cecking various keystrokes, such as the arrow keys or WASD, to control the stone falling. Depending on what is pressed, the stone is moved to the left, right or down or is rotated by the scripts mentioned above. After each such action it is checked for collision again and if necessary the movement or turning will be reversed, because we do not want overlapping stones.
When a stone strikes down, that means reaching a specific height in the game area, or collides with a stone under it, then its movement is stopped. After this stop it's checked via tetris_check_for_clearing for completely filled rows and then a new stone will be generated at the top of the screen.

However, if fully filled lines were found, they will be removed. This process is probably the most complicated one in this program because the matrices of the stones need to be adapted and maybe stones have to be split into several pieces if the mid part(s) of these stones were cleared...
When a new stone was "thrown" in, it is to be checked if there's enough space for it. If there already a collision takes place, the playing field is full and the game therefore is over.



And so the end result looks like. It should be noted that the background was found in a Google search and the font is not by me, either. Everything else can be used freely (it will be nice to have credits to BadToxic, of course ;) ). But errors are also still included in this version - the finder will be allowed to keep them...

I know this tutorial may not be suitable for beginners, but with it you can see how GameMaker works or learn from it if you are already ready for it. ^^
Also, I would have liked it to be able to show and explain a lot more, but unfortunately I do not have the time. But if you have any questions, please feel free to comment uses this blog's
functionality - I'll try to help. :)

And at this point I will tell you that I continue with this game and will try to make something nice. ;)

Ein Spiel mit GameMaker erstellen - Tetris

Wie versprochen, zeige ich euch heute den Quellcode zu einem kleinen Spiel das ich programmiert habe. Es handelt sich aber nicht um eine Eigenkreation, sondern der Nachprogrammierung eines Spieles das es schon sehr lange Zeit gibt - seit 1984. Noch heute erscheinen neue Versionen davon und es ist bei vielen Altersklassen noch immer ein beliebter Pausenkiller. Die meisten kennen es vermutlich von Nintendo-Konsolen, andere spielen es mittlerweise auf ihren Handys.
Es handelt sich um TETRIS!







Dieses Spiel wird gerne geklont und nachgeahmt und das nicht zuletzt weil es so "simpel" ist. Die Programmierung hingegen, ist vielleicht nicht so trivial, wie man denken mag... je nachdem wie man es umsetzt.
Ich möchte hier meine Version, welche ich mit dem GameMaker: Studio (in der Version 1.4.1657) erstellt habe teilen und ein wenig dazu erklären.

Download Tetris (.zip Datei 867KB)


In diesem Archiv findet ihr das komplette Projekt inklusive Bildern und allem Code.
Insgesamt ist das Spiel nicht unbedingt anfängerfreundlich geschrieben - wir wollen es ja gleich "richtig" lernen, bzw. mal sehen, wie soetwas aussehen kann. Das heißt, der Code ist teilweise stark optimiert und es wurde kein unnötiges Drag'n'Drop verwendet. Trotzdem habe ich die Skripte übersichtlich strukturiert und umfangreich kommentiert (allerdings auf Englisch).

Im Folgenden möchte ich genauer auf die Einzelteile des Spiels eingehen und minimal erläutern.

Die Räume:

Damit ein Spiel gestartet werden kann, muss mindestens ein Raum existieren. In Tetris haben wir drei Räume:
room_intro
room_title
room_game

Relevant ist nur der room_game, die anderen sind nur schon mal vorbereitet und reichen direkt durch zum jeweils nächsten Raum.


Die Objekte:

obj_all Persistentes (allgegenwärtiges Objekt), welches sich um alles kümmern soll, das immer und in jedem Raum passieren kann.
obj_intro Ein Objekt das sich um ein Intro ganz zu Beginn des Spiels kümmern wird.
obj_title Dieses Objekt soll sich um den Titelbildschirm kümmern. Von dort aus sollen z.B. verschiedene Spiel-Modi gestartet werden können.
obj_tetris_controller Der Kontroller soll sich um das in-game Spielgeschehen kümmern. Er ist das Herzstück des Spiels.
obj_tetris_stone Dies verkörpert einen Tetrisstein einer beliebigen Form.
obj_tetris_back Hilfsobjekt zum Zeichnen eines Hintergrundes.

Die Skripte:

Dies sind nur fünf von zehn Skripten, die in dem Spiel Verwendung finden. Für die Restlichen könnt ihr in das angehängte Archiv schauen.

Wenn ein neuer Tetris-Stein erstellt wird, wird ihm eine zufällige Form übergeben. Folgendes Skript legt für eine beliebige der möglichen Formen ein 2D-Array (eine Matrix) an, welches bestimmt, welche Stein-Teile des maximal 4x4 großen Steines gesetzt sind und welche nicht.
 ↓ tetris_set_stone_parts(form) ↓

Die folgenden beiden Skripte werden für den aktuell fallenden Stein aufgerufen, wenn man die Taste für eine Rechts- bzw. Linksdrehung drückt. Sie ordnen die gesetzten Tetris-Teile der oben genannten Matrix so um, dass der gesamte Stein um 90° gedreht wird.
 ↓ tetris_stone_turn_right() ↓

 ↓ tetris_stone_turn_left() ↓

Nachdem ein Stein bewegt wurde, kann mit dem nächsten Skript geprüft werden, ob er mit einem anderen Stein kollidiert. Dabei werden alle anderen Steine betrachtet und zunächst geprüft, ob sich die Bereiche der maximal möglichen Größe von 4x4 Stein-Teilen überlagern. Erst wenn das der Fall ist, werden auch die einzelnen Stein-Teile geprüft. Dieses Vorgehen ist sehr effizient und bei heutiger Rechenleistung nicht nötig... man könnte dies auch sehr viel einfacher umsetzen. Aber wie gesagt - dies soll zeigen wie man es "richtig" macht. ;)
 ↓ tetris_check_collision() ↓

Wenn ein fallender Stein schließlich aufgeschlagen ist, also nach einer Bewegung kollidiert ist, kann mit diesem Skript geprüft werden, ob Zeilen vollständig ausgefüllt sind und somit also aufgelöst werden können.
 ↓ tetris_check_for_clearing(clear_y1, clear_y2) ↓



Das Zusammenspielen der Einzelteile:

So, jetzt habt ihr die wichtigsten Bausteine des Spiels kennengelernt, doch wie hängen diese zusammen? Auch dies möchte ich nur minimalistisch ansprechen:
Der Raum room_game bekommt das Objekt obj_tetris_controller im Raum-Editor zugewiesen.
Wenn das Spiel nun gestartet wurde und man den Raum erreicht hat, wird sich dieser Kontroller um alles kümmern. Er erstellt z.B. auch eine Instanz des obj_tetris_back Objektes, welches sich um den Hintergrund kümmern soll.
Der Kontroller erstellt nun eine obj_tetris_stone Instanz am oberen Bildschirmrand. Immer nach einer bestimmten Zeit, welche im Create-Event des Controllers auf eine halbe Sekunde, bzw. 500000 Mikrosekunden festgelegt wurde (fall_time = 500000), wird der aktuelle Stein ein Feld nach unten bewegt. Diese Bewegung findet im Step-Event des Kontrollers statt.
Was in diesem Event ebenfalls noch passiert, ist die Überprüfung auf verschiedene Tastendrücke, wie etwa den Pfeiltasten oder WASD, zum Steuern des fallenden Steines. Je nachdem, was gedrückt wird, wird der Stein nach links, rechts oder unten verschoben, bzw. mit Hilfe der obigen Skripte gedreht. Nach einer jeden solchen Aktion wird erneut auf Kollision geprüft und die Aktion ggf. rückgängig gemacht, denn wir wollen ja nicht dass Steine sich überlagern.
Wenn ein Stein unten aufschlägt, also eine gewisse Höhe auf dem Spielfeld erreicht hat, oder mit einem Stein unter sich kollidiert, dann wird seine Bewegung gestoppt. Nach diesem Stopp wird via tetris_check_for_clearing auf auflösbare Zeilen geprüft und danach ein neuer Stein am oberen Bildschirmrand generiert. Wurden allerdings voll ausgefüllte Zeilen gefunden, so werden diese entfernt. Dieser Vorgang ist vermutlich der komplizierteste in diesem Programm, da hierfür die Matrizen der Steine angepasst werden müssen und evtl. sogar ein Stein in mehrere Steine gespalten werden muss, weil vielleicht nur seine Mitte aufgelöst wurde...
Wenn ein neuer Stein "eingeworfen" wird, muss geprüft werden, ob er dafür auch genügend Platz hat. Wenn bereits hier eine Kollision stattfindet, ist das Spielfeld voll und das Spiel somit vorbei.



Und so sieht das Endergebnis aus. Dabei bleibt anzumerken, dass der Hintergrund bei einer Google-Suche gefunden wurde und auch die Schriftart nicht von mir ist. Alles andere darf gerne frei verwendet werden (gerne natürlich auch mit Credits an BadToxic ;) ). Aber auch Fehler sind in dieser Version noch enthalten - der Finder darf sie gerne behalten...

Ich weiß, dieses Tutorial ist nicht unbedingt für Einsteiger geeignet, aber man kann damit doch ganz schön sehen, wie der GameMaker funktioniert oder davon lernen wenn man schon dafür bereit ist. ^^
Auch hätte ich noch sehr viel zeigen und erklären können, doch leider fehlt mir dazu die Zeit. Doch wenn ihr Fragen habt, nutzt gerne die Kommentarfunktion dieses Blogs - ich werde versuchen zu helfen. :)

Und an dieser Stelle verrate ich noch, dass ich auch an dem Spiel weiter mache und versuche etwas schönes auf die Beine zu stellen. ;)