A série de artigos que inicia hoje tem por objetivo apresentar as principais técnicas empregadas na construção de jogos em duas dimensões. Resolvi começar a escrever sobre esse assunto porque acredito que muitas pessoas tenham curiosidade em saber como um jogo é elaborado. Também imagino que muitos já tentaram, ou pensam em tentar elaborar seu próprio game.

Apesar de que as técnicas apresentadas nesta série de artigos baseia-se na arquitetura 2D (duas dimensões), ressalto que muitas delas continuam atuais, sendo utilizadas inclusive na criação de jogos em 3D (três dimensões). E, caso o leitor não entenda muito de programação, vale lembrar que existem centenas de ferramentas disponibilizadas na internet que reduzem consideravelmente o trabalho árduo na criação de jogos (algumas inclusive não exigem nenhum conhecimento em programação). Muitas dessas ferramentas – chamadas de “Makers” – são desenvolvidas em software livre, não sendo necessário desembolsar um centavo para criar o game dos seus sonhos.

Ao final da série, a qual possuirá 4 partes, indicarei alguns links de Makers  gratuitos, para que você possa dar início a sua obra-prima. A imaginação é seu limite!

1 – Animação

Muitos programadores de jogos começaram com um simples asterisco na tela, o qual era apagado em sua posição corrente e rapidamente exibido alguns pixels à frente. Com isso, eram obtidos os primeiros efeitos de animação.

Na realidade, a ilusão de animação nada mais é do que a técnica de redesenhar um objeto em uma posição diferente daquela em que se encontrava anteriormente. São criadas seqüências de imagens estáticas, as quais serão reproduzidas uma após a outra, em uma velocidade constante. É o chamado “quadro-a-quadro”.

Os efeitos de movimentos em um jogo são muito semelhantes aos encontrados em desenhos animados, os quais são precursores das técnicas de animação.

2 – Terminologias Utilizadas

O desenvolvimento de jogos é cercado por muitos termos que talvez não sejam familiares ao leitor. Alguns consistem em técnicas que possuem uma importância vital no processo de desenvolvimento, a fim de obter-se um bom trabalho final.

2.1 – Superfícies

Basicamente, uma superfície consiste em uma área da memória onde todos os objetos gráficos são inseridos para que seja gerado um quadro da animação. Podemos classificar as superfícies em dois tipos: Primárias e Secundárias.

A superfície primária pode ser entendia como sendo a imagem visualizada na tela do computador.

A superfície secundária, também chamada de Back Buffer, é uma área na memória onde o quadro de uma animação é construído, para que depois seja exibido na tela.

2.2 – Trocas de Páginas (Page Flipping)

Embora seja possível a construção do quadro diretamente na superfície primária, cabe lembrar que esse processo geraria muita cintilação na tela, resultando em um efeito chamado Flicker, o qual não é nada agradável. É por esse motivo que a superfície secundária existe: todas as imagens são anexadas a ela, formando o quadro de animação. Em seguida, esse quadro será passado para a superfície primária, podendo então ser visualizado na tela do computador. Por fim, a imagem que estava sendo visualizada na tela é enviada ao Back Buffer, para que sofra as alterações necessárias.

Todo esse processo descrito é chamado de Flipping, consistindo em uma infinita troca de quadros entre a superfície primária e secundária. Além disso, é possível manter vários quadros em diferentes superfícies, podendo trocá-los rapidamente em uma seção da tela. Esses locais são chamados de superfícies off-screen.

Relação entre o Back Buffer, Superfície Primária e a Tela

2.3 – Frames por Segundo (FPS)

Para que a ilusão de animação tenha êxito, é necessário que os quadros criados nas superfícies sejam exibidos um após o outro, em uma velocidade adequada. Essa técnica é chamada de Frame Rate, a qual promove a idéia de que a taxa de alternância entre os quadros criados seja suficientemente eficaz a ponto de enganar o olho humano, possibilitando a ilusão de movimento. A medida utilizada para a implementação dessa técnica é chamada de FPS (Frames por Segundo).

Os primeiros desenhos animados criados utilizavam uma taxa de transferência de 15 FPS, a qual não possibilitava movimentos muito suaves. Quando os estúdios de Walt Disney lançaram o primeiro desenho em longa metragem, Branca de Neve e os Sete Anões, uma das preocupações foi a de manter a taxa de transferência em torno de 24 FPS, a mesma encontrada nos cinemas atualmente. Já a televisão exibe suas imagens a 30 FPS, uma taxa mínima indicada para a implementação de jogos.

Os efeitos aplicados na renderização de um quadro influirão diretamente na taxa de alternância. Portanto, pode haver variações de FPS conforme o hardware utilizado.

O próximo artigo falará de “Clock em tempo real”, “Sprites” e “Cores”. Até lá!

Roberto Tadeu Fauri

Veja também:

• Técnicas empregadas no desenvolvimento de jogos – Parte 3
• Técnicas empregadas no desenvolvimento de jogos – Parte 2
• Técnicas empregadas no desenvolvimento de jogos – Parte 4
• Mantenha seu computador livre de problemas – Parte 3: Limpeza do sistema de arquivos
• Mantenha seu computador livre de problemas – Parte 2: Limpeza do registro