Partikelexplosioner

Screenshot

Vi vill inte att fyrkanterna bara ska försvinna i tomma intet när dom träffas av en kula. Därför ska vi nu använda oss av Macroquads partikelsystem för att generera explosioner. Partikelsystemet kan effektivt skapa och rita många små partiklar på skärmen baserat på en grundkonfiguration. I vårt fall kommer partiklarna att åka ut från fyrkantens mittpunkt i alla riktningar. Vi kan senare lägga på en textur för att göra det ännu mer explosionsliknande.

Implementering

Lägg till crate

Koden för Macroquads partikelsystem ligger i en egen crate, därför behöver vi lägga till den i vår Cargo.toml fil. Det kan göras antingen genom att ändra i filen eller att köra följande kommando.

cargo add macroquad-particles

Följande rad kommer att läggas till i filen Cargo.toml under rubriken [dependencies].

[package]
name = "my-game"
version = "0.1.0"
edition = "2021"

# See more keys and their definitions at https://doc.rust-lang.org/cargo/reference/manifest.html

[dependencies]
macroquad = { version = "0.4" }
macroquad-particles = "0.2.2"

Bug

Version 0.2.0 av macroquad-particles stödjer inte senaste versionen av Macroquad. Om du får felet "error[E0574]: expected struct, variant or union type, found enum 'ShaderSource'" måste du använda macroquad och macroquad-particles direkt från git tills detta är åtgärdat.

Importera crate

Överst i main.rs måste vi importera det vi använder från paketet macroquad_particles.

use macroquad_particles::{self as particles, ColorCurve, Emitter, EmitterConfig};

Partikelkonfiguration

Vi kommer använda samma konfiguration för alla explosioner, och kommer bara ändra dess storlek baserat på fyrkantens storlek. Därför skapar vi en funktion som returnerar en EmitterConfig som kan användas för att skapa en Emitter. En Emitter är en punkt utifrån partiklar kan genereras.

fn particle_explosion() -> particles::EmitterConfig {
    particles::EmitterConfig {
        local_coords: false,
        one_shot: true,
        emitting: true,
        lifetime: 0.6,
        lifetime_randomness: 0.3,
        explosiveness: 0.65,
        initial_direction_spread: 2.0 * std::f32::consts::PI,
        initial_velocity: 300.0,
        initial_velocity_randomness: 0.8,
        size: 3.0,
        size_randomness: 0.3,
        colors_curve: ColorCurve {
            start: RED,
            mid: ORANGE,
            end: RED,
        },
        ..Default::default()
    }
}

Info

Det finns en mängd sätt att konfigurera en Emitter. Fälten för EmitterConfig finns beskrivna i dokumentationen för modulen macroquad-particles.

Vektor med explosioner

Vi behöver en vektor för att hålla reda på alla explosioner som inträffar. Den innehåller en tuple med en Emitter och koordinaten som den ska ritas ut på.

    let mut explosions: Vec<(Emitter, Vec2)> = vec![];

När vi startar ett nytt spel behöver vi rensa vektorn med explosioner.

                if is_key_pressed(KeyCode::Space) {
                    squares.clear();
                    bullets.clear();
                    explosions.clear();
                    circle.x = screen_width() / 2.0;
                    circle.y = screen_height() / 2.0;
                    score = 0;
                    game_state = GameState::Playing;
                }

Skapa en explosion

När en fyrkant träffas av en kula så skapar vi en ny Emitter baserat på konfigurationen från particle_explosion() med tillägget att antalet partiklar som ska genereras baseras på fyrkantens storlek. Koordinaten som partiklarna ska genereras ifrån sätts till samma som fyrkantens koordinater.

                for square in squares.iter_mut() {
                    for bullet in bullets.iter_mut() {
                        if bullet.collides_with(square) {
                            bullet.collided = true;
                            square.collided = true;
                            score += square.size.round() as u32;
                            high_score = high_score.max(score);
                            explosions.push((
                                Emitter::new(EmitterConfig {
                                    amount: square.size.round() as u32 * 2,
                                    ..particle_explosion()
                                }),
                                vec2(square.x, square.y),
                            ));
                        }
                    }
                }

Ta bort explosioner

När emittern har ritat färdigt alla partiklar så måste vi ta bort den ur vektorn explosions då vi inte ska rita ut den längre. Lägg till denna kod efter fyrkanterna och kulorna har tagits bort.

                explosions.retain(|(explosion, _)| explosion.config.emitting);

Rita ut explosioner

Efter att fyrkanterna har ritats ut kan vi gå igenom vektorn med explosioner och rita ut dem. Vi behöver bara skicka in vilken koordinat partiklarna ska genereras på, sedan hanterar emittern själv att slumpa fram alla partiklarna och flytta på dem.

                for (explosion, coords) in explosions.iter_mut() {
                    explosion.draw(*coords);
                }

Prova spelet och se om det blir explosioner när fyrkanterna beskjuts.

Utmaning

Läs dokumentationen för EmitterConfig och prova vad som händer om du ändrar olika värden. Kan du lägga till ett partikelsystem som skjuter ut rakt bakåt från cirkeln så att det ser ut som en raketflamma.

Kompletta källkoden

Klicka för att visa hela källkoden

use macroquad::prelude::*;
use macroquad_particles::{self as particles, ColorCurve, Emitter, EmitterConfig};

use std::fs;

const FRAGMENT_SHADER: &str = include_str!("starfield-shader.glsl");

const VERTEX_SHADER: &str = "#version 100
attribute vec3 position;
attribute vec2 texcoord;
attribute vec4 color0;
varying float iTime;

uniform mat4 Model;
uniform mat4 Projection;
uniform vec4 _Time;

void main() {
    gl_Position = Projection * Model * vec4(position, 1);
    iTime = _Time.x;
}
";

struct Shape {
    size: f32,
    speed: f32,
    x: f32,
    y: f32,
    collided: bool,
}

impl Shape {
    fn collides_with(&self, other: &Self) -> bool {
        self.rect().overlaps(&other.rect())
    }

    fn rect(&self) -> Rect {
        Rect {
            x: self.x - self.size / 2.0,
            y: self.y - self.size / 2.0,
            w: self.size,
            h: self.size,
        }
    }
}

enum GameState {
    MainMenu,
    Playing,
    Paused,
    GameOver,
}

fn particle_explosion() -> particles::EmitterConfig {
    particles::EmitterConfig {
        local_coords: false,
        one_shot: true,
        emitting: true,
        lifetime: 0.6,
        lifetime_randomness: 0.3,
        explosiveness: 0.65,
        initial_direction_spread: 2.0 * std::f32::consts::PI,
        initial_velocity: 300.0,
        initial_velocity_randomness: 0.8,
        size: 3.0,
        size_randomness: 0.3,
        colors_curve: ColorCurve {
            start: RED,
            mid: ORANGE,
            end: RED,
        },
        ..Default::default()
    }
}

#[macroquad::main("My game")]
async fn main() {
    const MOVEMENT_SPEED: f32 = 200.0;

    rand::srand(miniquad::date::now() as u64);
    let mut squares = vec![];
    let mut bullets: Vec<Shape> = vec![];
    let mut circle = Shape {
        size: 32.0,
        speed: MOVEMENT_SPEED,
        x: screen_width() / 2.0,
        y: screen_height() / 2.0,
        collided: false,
    };
    let mut score: u32 = 0;
    let mut high_score: u32 = fs::read_to_string("highscore.dat")
        .map_or(Ok(0), |i| i.parse::<u32>())
        .unwrap_or(0);
    let mut game_state = GameState::MainMenu;

    let mut direction_modifier: f32 = 0.0;
    let render_target = render_target(320, 150);
    render_target.texture.set_filter(FilterMode::Nearest);
    let material = load_material(
        ShaderSource::Glsl {
            vertex: VERTEX_SHADER,
            fragment: FRAGMENT_SHADER,
        },
        MaterialParams {
            uniforms: vec![
                ("iResolution".to_owned(), UniformType::Float2),
                ("direction_modifier".to_owned(), UniformType::Float1),
            ],
            ..Default::default()
        },
    )
    .unwrap();

    let mut explosions: Vec<(Emitter, Vec2)> = vec![];

    loop {
        clear_background(BLACK);

        material.set_uniform("iResolution", (screen_width(), screen_height()));
        material.set_uniform("direction_modifier", direction_modifier);
        gl_use_material(&material);
        draw_texture_ex(
            &render_target.texture,
            0.,
            0.,
            WHITE,
            DrawTextureParams {
                dest_size: Some(vec2(screen_width(), screen_height())),
                ..Default::default()
            },
        );
        gl_use_default_material();

        match game_state {
            GameState::MainMenu => {
                if is_key_pressed(KeyCode::Escape) {
                    std::process::exit(0);
                }
                if is_key_pressed(KeyCode::Space) {
                    squares.clear();
                    bullets.clear();
                    explosions.clear();
                    circle.x = screen_width() / 2.0;
                    circle.y = screen_height() / 2.0;
                    score = 0;
                    game_state = GameState::Playing;
                }
                let text = "Press space";
                let text_dimensions = measure_text(text, None, 50, 1.0);
                draw_text(
                    text,
                    screen_width() / 2.0 - text_dimensions.width / 2.0,
                    screen_height() / 2.0,
                    50.0,
                    WHITE,
                );
            }
            GameState::Playing => {
                let delta_time = get_frame_time();
                if is_key_down(KeyCode::Right) {
                    circle.x += MOVEMENT_SPEED * delta_time;
                    direction_modifier += 0.05 * delta_time;
                }
                if is_key_down(KeyCode::Left) {
                    circle.x -= MOVEMENT_SPEED * delta_time;
                    direction_modifier -= 0.05 * delta_time;
                }
                if is_key_down(KeyCode::Down) {
                    circle.y += MOVEMENT_SPEED * delta_time;
                }
                if is_key_down(KeyCode::Up) {
                    circle.y -= MOVEMENT_SPEED * delta_time;
                }
                if is_key_pressed(KeyCode::Space) {
                    bullets.push(Shape {
                        x: circle.x,
                        y: circle.y,
                        speed: circle.speed * 2.0,
                        size: 5.0,
                        collided: false,
                    });
                }
                if is_key_pressed(KeyCode::Escape) {
                    game_state = GameState::Paused;
                }

                // Clamp X and Y to be within the screen
                circle.x = clamp(circle.x, 0.0, screen_width());
                circle.y = clamp(circle.y, 0.0, screen_height());

                // Generate a new square
                if rand::gen_range(0, 99) >= 95 {
                    let size = rand::gen_range(16.0, 64.0);
                    squares.push(Shape {
                        size,
                        speed: rand::gen_range(50.0, 150.0),
                        x: rand::gen_range(size / 2.0, screen_width() - size / 2.0),
                        y: -size,
                        collided: false,
                    });
                }

                // Movement
                for square in &mut squares {
                    square.y += square.speed * delta_time;
                }
                for bullet in &mut bullets {
                    bullet.y -= bullet.speed * delta_time;
                }

                // Remove shapes outside of screen
                squares.retain(|square| square.y < screen_height() + square.size);
                bullets.retain(|bullet| bullet.y > 0.0 - bullet.size / 2.0);

                // Remove collided shapes
                squares.retain(|square| !square.collided);
                bullets.retain(|bullet| !bullet.collided);

                // Remove old explosions
                explosions.retain(|(explosion, _)| explosion.config.emitting);

                // Check for collisions
                if squares.iter().any(|square| circle.collides_with(square)) {
                    if score == high_score {
                        fs::write("highscore.dat", high_score.to_string()).ok();
                    }
                    game_state = GameState::GameOver;
                }
                for square in squares.iter_mut() {
                    for bullet in bullets.iter_mut() {
                        if bullet.collides_with(square) {
                            bullet.collided = true;
                            square.collided = true;
                            score += square.size.round() as u32;
                            high_score = high_score.max(score);
                            explosions.push((
                                Emitter::new(EmitterConfig {
                                    amount: square.size.round() as u32 * 2,
                                    ..particle_explosion()
                                }),
                                vec2(square.x, square.y),
                            ));
                        }
                    }
                }

                // Draw everything
                for bullet in &bullets {
                    draw_circle(bullet.x, bullet.y, bullet.size / 2.0, RED);
                }
                draw_circle(circle.x, circle.y, circle.size / 2.0, YELLOW);
                for square in &squares {
                    draw_rectangle(
                        square.x - square.size / 2.0,
                        square.y - square.size / 2.0,
                        square.size,
                        square.size,
                        GREEN,
                    );
                }
                for (explosion, coords) in explosions.iter_mut() {
                    explosion.draw(*coords);
                }
                draw_text(
                    format!("Score: {}", score).as_str(),
                    10.0,
                    35.0,
                    25.0,
                    WHITE,
                );
                let highscore_text = format!("High score: {}", high_score);
                let text_dimensions = measure_text(highscore_text.as_str(), None, 25, 1.0);
                draw_text(
                    highscore_text.as_str(),
                    screen_width() - text_dimensions.width - 10.0,
                    35.0,
                    25.0,
                    WHITE,
                );
            }
            GameState::Paused => {
                if is_key_pressed(KeyCode::Space) {
                    game_state = GameState::Playing;
                }
                let text = "Paused";
                let text_dimensions = measure_text(text, None, 50, 1.0);
                draw_text(
                    text,
                    screen_width() / 2.0 - text_dimensions.width / 2.0,
                    screen_height() / 2.0,
                    50.0,
                    WHITE,
                );
            }
            GameState::GameOver => {
                if is_key_pressed(KeyCode::Space) {
                    game_state = GameState::MainMenu;
                }
                let text = "GAME OVER!";
                let text_dimensions = measure_text(text, None, 50, 1.0);
                draw_text(
                    text,
                    screen_width() / 2.0 - text_dimensions.width / 2.0,
                    screen_height() / 2.0,
                    50.0,
                    RED,
                );
            }
        }

        next_frame().await
    }
}

Quiz

Testa dina nya kunskaper genom att svara på följande quiz innan du går vidare.

Koda ett spel med Rust och Macroquad