Resurser och felmeddelanden

I detta kapitel kommer vi refaktorisera vår kod utan att lägga någon direkt funktionalitet i spelet. Detta gör vi framförallt för att bygga en grund för att senare kunna lägga till en laddningsskärm som visar att resurserna håller på att laddas in. Dessutom kommer vi kunna refaktorisera alla draw-anrop så att de görs av dom structar som ritas ut. Vi får också fördelen att vi kan flytta bort kod från vår main-funktion som börjar bli svår att överblicka.

Implementering

Resources struct

Till att börja med skapar vi en ny struct som vi kallar Resources som kommer innehålla alla filer vi laddar in från filsystemet. Lägg in den ovanför main-funktionen. Structen har ett fält för varje resurs vi laddar in.

struct Resources {
    ship_texture: Texture2D,
    bullet_texture: Texture2D,
    explosion_texture: Texture2D,
    enemy_small_texture: Texture2D,
    theme_music: Sound,
    sound_explosion: Sound,
    sound_laser: Sound,
    ui_skin: Skin,
}

Resources impl

Direkt under Resources-structen skapar vi ett implementationsblock för den. Till att börja med kommer den bara innehålla en new-funktion som laddar in alla filer och returnerar en instans av structen om allt går bra. Här använder vi i stort sett samma kod som tidigare låg i main-funktionen för att ladda in alla filer.

Vi sparar även hela UI-skinnet som en resurs så vi inte behöver returnera alla separata bilder och fonten. Notera att vi även här har bytt ut unwrap() efter font()-funktionerna till att använda ?-operatorn.

Skillnaden är att vi har bytt ut alla unwrap() och expect() till ?-operatorn. Med hjälp av denna kommer felmeddelandet returneras istället för att avsluta programmet. Det gör att vi kan hantera felmeddelandet på ett ställe i vår main-funktion om vi vill. Felmeddelandet är en enum av typen macroquad::Error.

Info

Vilka felmeddelanden som finns i Macroquad finns beskrivet i dokumentationen för macroquad::Error.

impl Resources {
    async fn new() -> Result<Resources, macroquad::Error> {
        let ship_texture: Texture2D = load_texture("ship.png").await?;
        ship_texture.set_filter(FilterMode::Nearest);
        let bullet_texture: Texture2D = load_texture("laser-bolts.png").await?;
        bullet_texture.set_filter(FilterMode::Nearest);
        let explosion_texture: Texture2D = load_texture("explosion.png").await?;
        explosion_texture.set_filter(FilterMode::Nearest);
        let enemy_small_texture: Texture2D = load_texture("enemy-small.png").await?;
        enemy_small_texture.set_filter(FilterMode::Nearest);
        // build_textures_atlas();

        let theme_music = load_sound("8bit-spaceshooter.ogg").await?;
        let sound_explosion = load_sound("explosion.wav").await?;
        let sound_laser = load_sound("laser.wav").await?;

        let window_background = load_image("window_background.png").await?;
        let button_background = load_image("button_background.png").await?;
        let button_clicked_background = load_image("button_clicked_background.png").await?;
        let font = load_file("atari_games.ttf").await?;

        let window_style = root_ui()
            .style_builder()
            .background(window_background)
            .background_margin(RectOffset::new(32.0, 76.0, 44.0, 20.0))
            .margin(RectOffset::new(0.0, -40.0, 0.0, 0.0))
            .build();
        let button_style = root_ui()
            .style_builder()
            .background(button_background)
            .background_clicked(button_clicked_background)
            .background_margin(RectOffset::new(16.0, 16.0, 16.0, 16.0))
            .margin(RectOffset::new(16.0, 0.0, -8.0, -8.0))
            .font(&font)?
            .text_color(WHITE)
            .font_size(64)
            .build();
        let label_style = root_ui()
            .style_builder()
            .font(&font)?
            .text_color(WHITE)
            .font_size(28)
            .build();
        let ui_skin = Skin {
            window_style,
            button_style,
            label_style,
            ..root_ui().default_skin()
        };

        Ok(Resources {
            ship_texture,
            bullet_texture,
            explosion_texture,
            enemy_small_texture,
            theme_music,
            sound_explosion,
            sound_laser,
            ui_skin,
        })
    }
}

Returnera fel

För enkelhetens skull kommer vi låta vår main-funktion returnera ett resultat som kan vara ett felmeddelande. Det gör att vi kan använda ?-operatorn även i main-funktionen. Om main-funktionen returnerar ett felmeddelande kommer applikationen att avslutas och felmeddelandet skrivas ut på konsollen.

Det vanliga returvärdet i funktionen är () som är Rusts “unit typ” som kan användas om inget värde ska returneras. När funktionen tidigare inte hade något explicit returvärde så returnerades detta istället implicit.

Om det sista uttrycket i en funktion avslutas med ett semikolon ; så slängs dess returvärde bort och () returneras istället.

#[macroquad::main("Mitt spel")]
async fn main() -> Result<(), macroquad::Error> {

Info

Om du undrar hur Rusts unit-typ fungerar så hittar du lite mer information i Rusts dokumentation av unit.

Ta bort unwrap()

Vid inladdningen av materialet för shadern använde vi tidigare metoden unwrap() som vi byter ut mot ?-operatorn för att returnera eventuella fel istället. Ändringen sker på sista raden i kodexemplet.

    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()
        },
    )?;

Ladda resurser

Nu kommer vi till den intressanta biten i detta avsnitt. Det är dags att byta ut all kod som laddar in filresurser till att instantiera vår Resources struct istället. Resultat lägger vi variabeln resources som vi senare kommer använda när vi vill komma åt en resurs.

Notera att den använder sig av await metoden som kör new-metoden som är async. Vi använder oss även här av ?-operatorn för att direkt returnera om vi får ett fel.

    set_pc_assets_folder("assets");
    let resources = Resources::new().await?;

Uppdatera resursanvändningar

Nu när vi har laddat in resurserna med Resources så behöver vi uppdatera alla ställen som använder en resurs så att de läser från resources-variabeln istället för direkt från en variabel. Vi lägger helt enkelt till resources. framför alla resursnamn.

Spelmusik

    play_sound(
        &resources.theme_music,
        PlaySoundParams {
            looped: true,
            volume: 1.,
        },
    );

Gränssnittet

Nu när vi har sparat gränssnittets utssende i vår Resources struct räcker det med att sätta det som aktivt skin med root_ui().push_skin(). Här kan vi alltså ta bort alla rader som bygger upp utseendet med en enda rad.

    root_ui().push_skin(&resources.ui_skin);
    let window_size = vec2(370.0, 320.0);

Laserljud

Laserljudet behöver använda resources-structen.

                if is_key_pressed(KeyCode::Space) {
                    bullets.push(Shape {
                        x: circle.x,
                        y: circle.y - 24.0,
                        speed: circle.speed * 2.0,
                        size: 32.0,
                        collided: false,
                    });
                    play_sound_once(&resources.sound_laser);
                }

Explosioner

För explosionerna måste vi uppdatera referensen till både texturen och explosionsljudet.

                            explosions.push((
                                Emitter::new(EmitterConfig {
                                    amount: square.size.round() as u32 * 4,
                                    texture: Some(resources.explosion_texture.clone()),
                                    ..particle_explosion()
                                }),
                                vec2(square.x, square.y),
                            ));
                            play_sound_once(&resources.sound_explosion);

Kulor

Uppdatera utritningen av kulorna till att använda texturen från resources.

                for bullet in &bullets {
                    draw_texture_ex(
                        &resources.bullet_texture,
                        bullet.x - bullet.size / 2.0,
                        bullet.y - bullet.size / 2.0,
                        WHITE,
                        DrawTextureParams {
                            dest_size: Some(vec2(bullet.size, bullet.size)),
                            source: Some(bullet_frame.source_rect),
                            ..Default::default()
                        },
                    );
                }

Skeppet

Skeppet behöver också använda texturen från resources.

                let ship_frame = ship_sprite.frame();
                draw_texture_ex(
                    &resources.ship_texture,
                    circle.x - ship_frame.dest_size.x,
                    circle.y - ship_frame.dest_size.y,
                    WHITE,
                    DrawTextureParams {
                        dest_size: Some(ship_frame.dest_size * 2.0),
                        source: Some(ship_frame.source_rect),
                        ..Default::default()
                    },
                );

Fiender

När fiendera ritas ut behöver resources läggas till i referensen av texturen.

                for square in &squares {
                    draw_texture_ex(
                        &resources.enemy_small_texture,
                        square.x - square.size / 2.0,
                        square.y - square.size / 2.0,
                        WHITE,
                        DrawTextureParams {
                            dest_size: Some(vec2(square.size, square.size)),
                            source: Some(enemy_frame.source_rect),
                            ..Default::default()
                        },
                    );
                }

Det ska vara allt som behöver ändras den här gången. Vi har nu skapat en struct som innehåller alla resurser som vi kan använda oss av när vi ritar ut texturer och spelar upp ljud.

Utmaning

Istället för att bara avsluta applikationen så kan du pröva att skriva ut felmeddelandet på skärmen med Macroquads draw_text funktion. Tänk på att programmet då måste fortsätta köra utan att göra något annat än att rita ut text.

Prova spelet

Spelet ska se ut precis som förut.

Info

Ibland kan cargo-beroenden hamna ur synk och för vissa användare har det märkts när de gjort ändringarna i just detta kapitel. Symptomen är att knapparna i huvudmenyn börjar ”glappa” och kräver flera klick. Lösningen är att tvinga fran att beroendena byggs om igen, med cargo clean.

Kompletta källkoden

Klicka för att visa hela källkoden
use macroquad::audio::{Sound, load_sound, play_sound, play_sound_once, PlaySoundParams};
use macroquad::experimental::animation::{AnimatedSprite, Animation};
use macroquad::prelude::*;
use macroquad::ui::{hash, root_ui, Skin};
use macroquad_particles::{self as particles, AtlasConfig, 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: 400.0,
        initial_velocity_randomness: 0.8,
        size: 16.0,
        size_randomness: 0.3,
        atlas: Some(AtlasConfig::new(5, 1, 0..)),
        ..Default::default()
    }
}

struct Resources {
    ship_texture: Texture2D,
    bullet_texture: Texture2D,
    explosion_texture: Texture2D,
    enemy_small_texture: Texture2D,
    theme_music: Sound,
    sound_explosion: Sound,
    sound_laser: Sound,
    ui_skin: Skin,
}

impl Resources {
    async fn new() -> Result<Resources, macroquad::Error> {
        let ship_texture: Texture2D = load_texture("ship.png").await?;
        ship_texture.set_filter(FilterMode::Nearest);
        let bullet_texture: Texture2D = load_texture("laser-bolts.png").await?;
        bullet_texture.set_filter(FilterMode::Nearest);
        let explosion_texture: Texture2D = load_texture("explosion.png").await?;
        explosion_texture.set_filter(FilterMode::Nearest);
        let enemy_small_texture: Texture2D = load_texture("enemy-small.png").await?;
        enemy_small_texture.set_filter(FilterMode::Nearest);
        // build_textures_atlas();

        let theme_music = load_sound("8bit-spaceshooter.ogg").await?;
        let sound_explosion = load_sound("explosion.wav").await?;
        let sound_laser = load_sound("laser.wav").await?;

        let window_background = load_image("window_background.png").await?;
        let button_background = load_image("button_background.png").await?;
        let button_clicked_background = load_image("button_clicked_background.png").await?;
        let font = load_file("atari_games.ttf").await?;

        let window_style = root_ui()
            .style_builder()
            .background(window_background)
            .background_margin(RectOffset::new(32.0, 76.0, 44.0, 20.0))
            .margin(RectOffset::new(0.0, -40.0, 0.0, 0.0))
            .build();
        let button_style = root_ui()
            .style_builder()
            .background(button_background)
            .background_clicked(button_clicked_background)
            .background_margin(RectOffset::new(16.0, 16.0, 16.0, 16.0))
            .margin(RectOffset::new(16.0, 0.0, -8.0, -8.0))
            .font(&font)?
            .text_color(WHITE)
            .font_size(64)
            .build();
        let label_style = root_ui()
            .style_builder()
            .font(&font)?
            .text_color(WHITE)
            .font_size(28)
            .build();
        let ui_skin = Skin {
            window_style,
            button_style,
            label_style,
            ..root_ui().default_skin()
        };

        Ok(Resources {
            ship_texture,
            bullet_texture,
            explosion_texture,
            enemy_small_texture,
            theme_music,
            sound_explosion,
            sound_laser,
            ui_skin,
        })
    }
}

#[macroquad::main("Mitt spel")]
async fn main() -> Result<(), macroquad::Error> {
    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()
        },
    )?;

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

    set_pc_assets_folder("assets");
    let resources = Resources::new().await?;

    let mut ship_sprite = AnimatedSprite::new(
        16,
        24,
        &[
            Animation {
                name: "idle".to_string(),
                row: 0,
                frames: 2,
                fps: 12,
            },
            Animation {
                name: "left".to_string(),
                row: 2,
                frames: 2,
                fps: 12,
            },
            Animation {
                name: "right".to_string(),
                row: 4,
                frames: 2,
                fps: 12,
            },
        ],
        true,
    );
    let mut bullet_sprite = AnimatedSprite::new(
        16,
        16,
        &[
            Animation {
                name: "bullet".to_string(),
                row: 0,
                frames: 2,
                fps: 12,
            },
            Animation {
                name: "bolt".to_string(),
                row: 1,
                frames: 2,
                fps: 12,
            },
        ],
        true,
    );
    bullet_sprite.set_animation(1);
    let mut enemy_small_sprite = AnimatedSprite::new(
        17,
        16,
        &[Animation {
            name: "enemy_small".to_string(),
            row: 0,
            frames: 2,
            fps: 12,
        }],
        true,
    );

    play_sound(
        &resources.theme_music,
        PlaySoundParams {
            looped: true,
            volume: 1.,
        },
    );

    root_ui().push_skin(&resources.ui_skin);
    let window_size = vec2(370.0, 320.0);

    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 => {
                root_ui().window(
                    hash!(),
                    vec2(
                        screen_width() / 2.0 - window_size.x / 2.0,
                        screen_height() / 2.0 - window_size.y / 2.0,
                    ),
                    window_size,
                    |ui| {
                        ui.label(vec2(80.0, -34.0), "Huvudmeny");
                        if ui.button(vec2(45.0, 25.0), "Spela") {
                            squares.clear();
                            bullets.clear();
                            explosions.clear();
                            circle.x = screen_width() / 2.0;
                            circle.y = screen_height() / 2.0;
                            score = 0;
                            game_state = GameState::Playing;
                        }
                        if ui.button(vec2(20.0, 125.0), "Avsluta") {
                            std::process::exit(0);
                        }
                    },
                );
            }
            GameState::Playing => {
                let delta_time = get_frame_time();
                ship_sprite.set_animation(0);
                if is_key_down(KeyCode::Right) {
                    circle.x += MOVEMENT_SPEED * delta_time;
                    direction_modifier += 0.05 * delta_time;
                    ship_sprite.set_animation(2);
                }
                if is_key_down(KeyCode::Left) {
                    circle.x -= MOVEMENT_SPEED * delta_time;
                    direction_modifier -= 0.05 * delta_time;
                    ship_sprite.set_animation(1);
                }
                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 - 24.0,
                        speed: circle.speed * 2.0,
                        size: 32.0,
                        collided: false,
                    });
                    play_sound_once(&resources.sound_laser);
                }
                if is_key_pressed(KeyCode::Escape) {
                    game_state = GameState::Paused;
                }

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

                // 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;
                }

                ship_sprite.update();
                bullet_sprite.update();
                enemy_small_sprite.update();

                // 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 * 4,
                                    texture: Some(resources.explosion_texture.clone()),
                                    ..particle_explosion()
                                }),
                                vec2(square.x, square.y),
                            ));
                            play_sound_once(&resources.sound_explosion);
                        }
                    }
                }

                // Draw everything
                let bullet_frame = bullet_sprite.frame();
                for bullet in &bullets {
                    draw_texture_ex(
                        &resources.bullet_texture,
                        bullet.x - bullet.size / 2.0,
                        bullet.y - bullet.size / 2.0,
                        WHITE,
                        DrawTextureParams {
                            dest_size: Some(vec2(bullet.size, bullet.size)),
                            source: Some(bullet_frame.source_rect),
                            ..Default::default()
                        },
                    );
                }
                let ship_frame = ship_sprite.frame();
                draw_texture_ex(
                    &resources.ship_texture,
                    circle.x - ship_frame.dest_size.x,
                    circle.y - ship_frame.dest_size.y,
                    WHITE,
                    DrawTextureParams {
                        dest_size: Some(ship_frame.dest_size * 2.0),
                        source: Some(ship_frame.source_rect),
                        ..Default::default()
                    },
                );
                let enemy_frame = enemy_small_sprite.frame();
                for square in &squares {
                    draw_texture_ex(
                        &resources.enemy_small_texture,
                        square.x - square.size / 2.0,
                        square.y - square.size / 2.0,
                        WHITE,
                        DrawTextureParams {
                            dest_size: Some(vec2(square.size, square.size)),
                            source: Some(enemy_frame.source_rect),
                            ..Default::default()
                        },
                    );
                }
                for (explosion, coords) in explosions.iter_mut() {
                    explosion.draw(*coords);
                }
                draw_text(
                    format!("Poäng: {}", 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::Escape) {
                    game_state = GameState::Playing;
                }
                let text = "Pausad";
                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
    }
}
Agical