24시간 안에 Rust 플레이하기: 개인 개발 경험

이 기사에서는 Rust로 작은 게임을 개발한 개인적인 경험에 대해 이야기하겠습니다. 작업 버전을 만드는 데 약 24시간이 걸렸습니다(주로 저녁이나 주말에 작업했습니다). 게임이 끝나려면 아직 멀었지만 경험해 보면 보람찬 경험이 될 것이라고 생각합니다. 처음부터 게임을 구축하면서 제가 배운 내용과 관찰한 내용을 공유하겠습니다.

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왜 러스트인가?

제가 이 언어를 선택한 이유는 이 언어에 대한 좋은 소식을 많이 들었고 게임 개발에서 이 언어가 점점 더 인기를 얻고 있다고 생각하기 때문입니다. 게임을 작성하기 전에는 Rust로 간단한 애플리케이션을 개발한 경험이 거의 없었습니다. 이것은 게임을 쓰는 동안 나에게 자유로움을 주기에 충분했습니다.

왜 게임이고 어떤 종류의 게임인가?

게임을 만드는 것은 재미있습니다! 더 많은 이유가 있었으면 좋겠지만 "홈" 프로젝트의 경우 정규 작업과 너무 밀접하게 관련되지 않은 주제를 선택합니다. 이건 무슨 게임인가요? 저는 Cities Skylines, Zoo Tycoon, Prison Architect 및 테니스 자체를 결합한 테니스 시뮬레이터 같은 것을 만들고 싶었습니다. 일반적으로 사람들이 놀러 오는 테니스 아카데미에 관한 게임으로 밝혀졌습니다.

기술 교육

저는 Rust를 사용하고 싶었지만 시작하는 데 얼마나 많은 기초 작업이 필요한지 정확히 알지 못했습니다. 저는 픽셀 셰이더를 작성하고 드래그 앤 드롭을 사용하고 싶지 않았기 때문에 가장 유연한 솔루션을 찾고 있었습니다.

다음과 같은 유용한 리소스를 찾았습니다.

• 우리 아직 놀고 있는 중이야? — 게임 개발에 필요한 Rust 요소 목록
• Rust 게임 개발 하위 레딧;
• 무료 픽셀 아트.

저는 여러 Rust 게임 엔진을 살펴보았고 최종적으로 Piston과 ggez를 선택했습니다. 이전 프로젝트를 진행하면서 우연히 만났습니다. 결국 작은 2D 게임을 구현하는데 더 적합할 것 같아서 ggez를 선택했습니다. Piston의 모듈식 구조는 초보 개발자(또는 처음으로 Rust를 사용하는 사람)에게는 너무 복잡합니다.

게임 구조

나는 프로젝트의 아키텍처에 대해 생각하는 데 시간을 보냈습니다. 첫 번째 단계는 "땅", 사람, 테니스 코트를 만드는 것입니다. 사람들은 법원을 돌아다니며 기다려야 합니다. 플레이어는 시간이 지남에 따라 향상되는 기술을 가지고 있어야 합니다. 게다가 새로운 사람과 법원을 추가할 수 있는 편집기가 있어야 하지만 더 이상 무료가 아닙니다.

모든 것을 생각한 후 일을 시작했습니다.

게임 제작

시작: 원과 추상화

ggez에서 예제를 가져왔고 화면에 원이 표시되었습니다. 기이! 이제 몇 가지 추상화를 수행합니다. 게임오브젝트라는 개념에서 벗어나 추상화하면 좋겠다고 생각했습니다. 각 객체는 여기에 설명된 대로 렌더링되고 업데이트되어야 합니다.

// the game object trait
trait GameObject {
    fn update(&mut self, _ctx: &mut Context) -> GameResult<()>;
    fn draw(&mut self, ctx: &mut Context) -> GameResult<()>;
}
 
// a specific game object - Circle
struct Circle {
    position: Point2,
}
 
 impl Circle {
    fn new(position: Point2) -> Circle {
        Circle { position }
    }
}
impl GameObject for Circle {
    fn update(&mut self, _ctx: &mut Context) -> GameResult<()> {
        Ok(())
    }
    fn draw(&mut self, ctx: &mut Context) -> GameResult<()> {
        let circle =
            graphics::Mesh::new_circle(ctx, graphics::DrawMode::Fill, self.position, 100.0, 2.0)?;
 
         graphics::draw(ctx, &circle, na::Point2::new(0.0, 0.0), 0.0)?;
        Ok(())
    }
}

이 코드 조각은 똑같이 멋진 루프에서 업데이트하고 렌더링할 수 있는 멋진 개체 목록을 제공했습니다.

mpl event::EventHandler for MainState {
    fn update(&mut self, context: &mut Context) -> GameResult<()> {
        // Update all objects
        for object in self.objects.iter_mut() {
            object.update(context)?;
        }
 
        Ok(())
    }
 
    fn draw(&mut self, context: &mut Context) -> GameResult<()> {
        graphics::clear(context);
 
        // Draw all objects
        for object in self.objects.iter_mut() {
            object.draw(context)?;
        }
 
        graphics::present(context);
 
        Ok(())
    }
}

main.rs에는 모든 코드 줄이 포함되어 있으므로 필요합니다. 파일을 분리하고 디렉터리 구조를 최적화하는 데 약간의 시간을 보냈습니다. 그 이후의 모습은 이렇습니다.
리소스 -> 모든 자산이 있는 곳입니다(이미지).
SRC
- 엔터티
— game_object.rs
- Circle.rs
— main.rs -> 메인 루프

사람, 층 및 이미지

다음 단계는 Person 게임 개체를 만들고 이미지를 로드하는 것입니다. 모든 것은 32*32 타일을 기준으로 구축되어야 합니다.

테니스 코트

테니스 코트가 어떻게 생겼는지 연구한 후 4*2 타일로 테니스 코트를 만들기로 결정했습니다. 처음에는 이 크기의 이미지를 만들거나 8개의 개별 타일을 합치는 것이 가능했습니다. 하지만 저는 두 개의 고유한 타일만 필요하다는 것을 깨달았고 그 이유는 다음과 같습니다.

전체적으로 1과 2라는 두 개의 타일이 있습니다.

코트의 각 섹션은 타일 1 또는 타일 2로 구성됩니다. 타일은 일반 타일로 배치하거나 180도 뒤집어 놓을 수 있습니다.

기본 구성(조립) 모드

사이트, 사람, 지도를 렌더링한 후에 기본 조립 모드도 필요하다는 것을 깨달았습니다. 저는 이것을 다음과 같이 구현했습니다. 버튼을 누르면 객체가 선택되고 클릭하면 원하는 위치에 배치됩니다. 즉, 버튼 1을 사용하면 코트를 선택할 수 있고, 버튼 2를 사용하면 선수를 선택할 수 있습니다.

하지만 여전히 1과 2가 무엇을 의미하는지 기억해야 하므로 어떤 개체가 선택되었는지 명확하게 보여주기 위해 와이어프레임을 추가했습니다. 이것이 어떻게 생겼는지입니다.

아키텍처 및 리팩토링 질문

이제 사람, 코트, 바닥 등 여러 게임 개체가 생겼습니다. 그러나 와이어프레임이 작동하려면 각 객체 엔터티에 객체 자체가 데모 모드인지 아니면 단순히 프레임이 그려져 있는지 알려주어야 합니다. 이것은 별로 편리하지 않습니다.

제가 보기에는 몇 가지 한계를 드러내는 방식으로 아키텍처를 다시 생각해 볼 필요가 있는 것 같았습니다.

• 자체적으로 렌더링하고 업데이트하는 엔터티를 갖는 것은 문제가 됩니다. 왜냐하면 해당 엔터티는 이미지와 와이어프레임 등 무엇을 렌더링해야 하는지 "알" 수 없기 때문입니다.
• 개별 엔터티 간에 속성과 동작을 교환하기 위한 도구가 부족합니다(예: is_build_mode 속성 또는 동작 렌더링). 상속을 사용하는 것은 가능하지만 Rust에서는 상속을 구현하는 적절한 방법이 없습니다. 나에게 정말 필요한 것은 레이아웃이었습니다.
• 사람들을 법원에 배정하려면 기관 간의 상호 작용을 위한 도구가 필요했습니다.
• 엔터티 자체는 빠르게 통제를 벗어나는 데이터와 논리의 혼합이었습니다.

좀 더 조사를 해보고 아키텍처를 발견했습니다. ECS - 엔터티 구성 요소 시스템, 게임에서 일반적으로 사용되는 것입니다. ECS의 이점은 다음과 같습니다.

• 데이터는 로직과 분리됩니다.
• 상속 대신 구성;
• 데이터 중심 아키텍처.

ECS의 특징은 세 가지 기본 개념입니다.

• 엔터티 - 식별자가 참조하는 개체 유형(선수, 공 또는 기타 항목일 수 있음)
• 구성 요소 - 엔터티는 구성 요소로 구성됩니다. 예 - 렌더링 구성 요소, 위치 및 기타. 이는 데이터웨어 하우스입니다.
• 시스템 - 개체와 구성 요소를 모두 사용하며 이 데이터를 기반으로 하는 동작과 논리도 포함합니다. 예를 들어 렌더링 구성 요소가 있는 모든 엔터티를 반복하고 렌더링을 수행하는 렌더링 시스템이 있습니다.

연구한 결과 ECS가 다음 문제를 해결한다는 것이 분명해졌습니다.

• 상속 대신 레이아웃을 사용하여 엔터티를 체계적으로 구성합니다.
• 제어 시스템을 통해 코드 혼란을 제거합니다.
• is_build_mode와 같은 메소드를 사용하여 와이어프레임 로직을 렌더링 시스템의 동일한 위치에 유지합니다.

ECS를 구현한 후 이런 일이 일어났습니다.

리소스 -> 모든 자산이 있는 곳입니다(이미지).
SRC
- 구성 요소
—position.rs
— person.rs
- Tennis_court.rs
-floor.rs
-wireframe.rs
— mouse_tracked.rs
- 자원
—mouse.rs
- 시스템
— 렌더링.rs
- 상수.rs
- utils.rs
— world_factory.rs -> 세계 공장 기능
— main.rs -> 메인 루프

우리는 사람들을 법원에 배정합니다

ECS는 삶을 더 쉽게 만들어주었습니다. 이제 엔터티에 데이터를 추가하고 해당 데이터를 기반으로 논리를 추가하는 체계적인 방법이 생겼습니다. 그리고 이는 결국 법원 간에 사람들의 분포를 조직하는 것을 가능하게 했습니다.

내가 무슨 짓을 한:

• 할당된 법원에 대한 데이터를 Person에 추가했습니다.
• TennisCourt에 분산된 사람들에 대한 데이터를 추가했습니다.
• 사람과 코트를 분석하고, 사용 가능한 코트를 검색하고, 플레이어를 해당 코트에 배포할 수 있는 CourtChoosingSystem을 추가했습니다.
• 법원에 배정된 사람을 찾아 그 자리에 없으면 필요한 곳으로 사람을 보내는 PersonMovementSystem을 추가했습니다.

합산

저는 이 간단한 게임 작업을 정말 즐겼습니다. 게다가, 나는 Rust를 사용하여 그것을 작성하게 된 것을 기쁘게 생각합니다. 그 이유는 다음과 같습니다:

• Rust는 여러분에게 필요한 것을 제공합니다.
• Rust는 훌륭한 문서를 갖고 있고, Rust는 매우 우아합니다.
• 일관성은 멋지다.
• C++에서 자주 했던 복제, 복사 또는 기타 유사한 작업에 의존할 필요가 없습니다.
• 옵션은 사용하기 매우 쉽고 오류를 매우 잘 처리합니다.
• 프로젝트가 컴파일될 수 있었다면 99%의 시간 동안 정확하게 작동해야 합니다. 나는 컴파일러 오류 메시지가 내가 본 것 중 최고라고 생각합니다.

Rust의 게임 개발은 이제 막 시작되었습니다. 그러나 Rust를 모든 사람에게 공개하기 위해 노력하는 안정적이고 상당히 큰 커뮤니티가 이미 있습니다. 그러므로 나는 우리의 공동 작업의 결과를 기대하면서 낙관적으로 언어의 미래를 바라보고 있습니다.

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출처 : habr.com