Lập trình game 2D với Java cho người mới bắt đầu

Java không chỉ là một ngôn ngữ lập trình hướng đối tượng đơn giản và dễ sử dụng, mà còn đi kèm với một hệ thống thư viện đồ sộ, giúp người phát triển tạo ra giao diện game, ứng dụng đa phương tiện, và nhiều lĩnh vực khác một cách hiệu quả. Đối với những người mới bắt đầu khám phá lập trình game 2D sử dụng Java, bài viết dưới đây sẽ cung cấp hỗ trợ chi tiết và hữu ích.

Tổng quan về ngôn ngữ lập trình Java

Java là một ngôn ngữ lập trình hướng đối tượng với những đặc điểm nâng cao và được tối giản hóa. Ứng dụng được phát triển bằng Java có khả năng chạy trên đa nền tảng, giúp đơn giản hóa quá trình triển khai trên các hệ thống khác nhau. Điều này được thực hiện thông qua một môi trường thực thi, với điều kiện là hệ thống đó có một môi trường thực thi tương ứng để hỗ trợ nền tảng cụ thể.

• Java có thể đồng thời thực hiện nhiều câu lệnh thay vì thực hiện theo tuần tự.
• Dựa trên Class và một ngôn ngữ lập trình hướng đối tượng.
• Ngôn ngữ lập trình độc lập tuân theo logic của “Viết một lần, Chạy mọi nơi” tức là mã được biên dịch có thể chạy trên tất cả các nền tảng hỗ trợ java.
•  Nói một cách đơn giản, nó là một nền tảng điện toán nơi bạn có thể phát triển các ứng dụng.

Một số lĩnh vực sử dụng Java

• Ngân hàng: dùng để giải quyết việc quản lý các giao dịch.
• Bán lẻ: Các ứng dụng thanh toán mà bạn thấy trong cửa hàng / nhà hàng được viết hoàn toàn bằng Java.
• Android: Các ứng dụng được viết bằng Java hoặc sử dụng API Java.
• Dịch vụ tài chính: Nó được sử dụng trong các ứng dụng phía máy chủ.
• Thị trường chứng khoán: Để viết các thuật toán về việc họ nên đầu tư vào công ty nào.
• Big Data: Khung MapReduce của Hadoop được viết bằng Java.
• Cộng đồng khoa học và nghiên cứu: Để đối phó với lượng dữ liệu khổng lồ.

Nếu có ai hỏi tại sao lại chọn Java thì câu trả lời là: “viết một lần, chạy cả đời”. Code Java làm việc lý tưởng trên tất cả các thiết bị và hệ điều hành, miễn là được cài đặt Java Runtime Enviroment.

Ưu điểm của lập trình Java

Học Java rất dễ dàng và mất ít chi phí do cộng đồng người dùng hùng mạnh về cả số lượng và chất lượng. Ngôn ngữ Java có nhiều ưu điểm:

• Java rất dễ tìm hiểu
• Java là một ngôn ngữ lập trình hướng đối tượng
• Số lượng hàm dùng sẵn (API function) của Java hết sức phong phú
• Bộ sưu tập mã nguồn mở phong phú
• Các công cụ phát triển mạnh mẽ như Eclipse, Netbeans
• Java là nền tảng độc lập
• Hỗ trợ tài liệu xuất sắc – Javadocs

Các thành phần để lập trình game 2D với Java

Giao diện trò chơi

Bạn có thể được sử dụng cho các ứng dụng sử dụng tập lệnh XML để xác định bố cục của các chế độ xem như nút, hình ảnh và nhãn.

Đây là một trò chơi có nghĩa là nó không cần phải có cửa sổ trình duyệt, chúng ta muốn hiển thị một bức tranh thay thế.

Bạn có hai lựa chọn:

• Bone-based. Vẽ ra từng khung hình của animation. Đối với điều này, bạn nên sử dụng các sprite sheet với TexturePacker (hoặc nếu bạn đang sử dụng Unity, thì xài Sprite Packer).
• Bone-based. Vẽ từng chi tiết động, sau đó tạo hiệu ứng cho vị trí. Có thể nhanh hơn, dễ dàng hơn và tiết kiệm bộ nhớ. Với việc lập trình game 2D và sử dụng Unity, hãy thử chỉnh sửa các trục sprites hoặc Anima2D.

Tạo luồng (Threads)

Một luồng có thể tưởng tượng như là một nhánh song song tương tự như mã, có khả năng thực thi đồng thời với phần chính của chương trình. Khả năng có nhiều luồng chạy cùng một lúc mang lại khả năng xử lý đồng thời, giúp mọi sự kiện diễn ra mà không phải theo một trình tự cứng nhắc. Trong ngữ cảnh của một trò chơi, điều này trở nên vô cùng quan trọng, bởi vì chúng ta cần đảm bảo rằng trò chơi vẫn chạy mượt mà, ngay cả khi có nhiều sự kiện diễn ra cùng một lúc.

Tạo vòng lặp trò chơi (Loop)

Về cơ bản, đây là một vòng mã đi vòng tròn và kiểm tra các đầu vào và biến trước khi vẽ màn hình. Mục đích của chúng tôi là làm cho điều này nhất quán nhất có thể, để không có sự tắc nghẽn hay trục trặc trong khung hình.

Đồ họa

Đồ họa trong máy tính có 2 loại là đồ họa vector và đồ họa raster. Trong đó đồ họa raster được dựng nên từ tập hợp các điểm ảnh (pixel), còn vector được dựng từ các đối tượng đồ họa cơ sở như điểm, đường thẳng, đường cong… các đối tượng đồ họa này được tính toán bằng các phương trình toán học. Cả hai loại đồ họa này đều có ưu và nhược điểm riêng. Đồ họa vector có các ưu điểm sau:

• Kích thước nhỏ
• Có thể zoom không giới hạn
• Di chuyển, phóng to, xoay hình… không làm giảm chất lượng hình

Thư viện đồ họa 2D của Java hỗ trợ cả đồ họa vector và raster.

Tối ưu hóa

Có nhiều vấn đề cần đi sâu vào đây, từ việc xử lý đầu vào của người chơi, đến thu nhỏ hình ảnh, đến việc quản lý có rất nhiều nhân vật di chuyển xung quanh màn hình cùng một lúc… Xử lý việc này giúp nâng cao trải nghiệm trò chơi nếu có thể giải quyết được càng nhiều vấn đề.

Các loại trò chơi hiện tại lập trình bằng Java

Các trò chơi lớn (“Big” game)

Chẳng hạn như game bắn súng 3D, phiêu lưu hành động / nhập vai hành động quy mô lớn. Danh mục này bao gồm các dự án cấp AAA là tốt. Thông thường chúng là những trò chơi có ngân sách cao được thiết kế cho một lượng lớn khán giả như Red Dead Redemption 2, Assassin Creed Origins, v.v. Loại trò chơi này thường được viết bằng C ++ và các công cụ trò chơi đi kèm.

Java là một vị khách hiếm hoi trong loại phát triển trò chơi này do đặc thù của JVM. Chính xác hơn, nó có thể được sử dụng, ví dụ, để tạo các phần back-end.

Trò chơi điện tử độc lập (Independent video games hay indie games)

Là trò chơi điện tử do những cá nhân hoặc nhóm nhỏ tạo ra mà không có sự hỗ trợ tài chính của các hãng sản xuất trò chơi điện tử. Các tựa game độc lập thường tập trung vào sự đổi mới và dựa trên việc phân phối kỹ thuật số. Game độc lập đã chứng kiến sự gia tăng trong những năm gần đây, chủ yếu là do các công cụ phát triển và phương pháp phân phối trực tuyến mới.

Một ví dụ điển hình của game 2D là Minecraft, được tạo ra bởi Markus Persson.

Trò chơi di động

Thị trường lớn của điện thoại thông minh ngày càng mở rộ, điều này đi đôi với sự gia tăng về số lượng và hiệu suất của các thiết bị này. Gần như tất cả mọi người hiện nay đều tham gia vào trải nghiệm chơi game trên điện thoại di động của mình. Trong bối cảnh này, Java đã chứng minh rằng nó là một lựa chọn xuất sắc cho việc phát triển trò chơi di động.

Với thị phần của hệ điều hành Android chiếm lĩnh đến 80%, Java tỏ ra như một ngôn ngữ lập trình chủ đạo cho nền tảng này. Nhiều trò chơi di động được xây dựng bằng Java, đặc biệt là trên hệ điều hành Android. Sự linh hoạt của Java không chỉ hữu ích trong việc phát triển trò chơi di động mà còn trong lĩnh vực phát triển dự án Indie, vốn có sự giao thoa với thị trường trò chơi di động.

Không chỉ giới hạn ở mảng giải trí di động, Java còn đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển phần máy chủ của các trò chơi trực tuyến với lượng tải cao. Điều này làm cho Java trở thành một lựa chọn đa dụng cho các nhà phát triển muốn tham gia vào nhiều lĩnh vực khác nhau của công nghiệp game.

Đặc biệt, sự tổng quát của Java là một lợi thế lớn. Nhà phát triển sử dụng Java có khả năng dễ dàng chuyển đổi vai trò lập trình của họ, điều này mang lại sự linh hoạt mà không nhiều ngôn ngữ lập trình khác có thể cung cấp. Do đó, Java không chỉ là một công cụ hiệu quả cho phát triển trò chơi di động mà còn là một nền tảng linh hoạt cho những người muốn thách thức bản thân trong nhiều lĩnh vực lập trình khác nhau.