Як зробити гру за допомогою Qt - Урок 3. Взаємодія з іншими об'єктами

QGraphicsScene, написать игру, GameDev, QGraphicsItem, Qt, QPainter

Після того, як у грі є анімована Муха , яка пересувається під впливом клавіш клавіатури, настав час додати сенс у гру. Додамо мету Мусі , наприклад, вона поїдатиме яблука, які будуть підраховуватися. Тобто необхідно налаштувати взаємодію Мухи з іншими об'єктами, у разі з яблуками.

Для яблук необхідно створити окремий клас, який також буде успадкований від QGraphicsItem. При створенні яблука повинні мати випадковий колір, що також ініціалізуватиметься в конструкторі класу яблук за допомогою функції qrand() .

Коли Муха натикається на яблуко, необхідно передавати цю інформацію в ядро гри, яке знаходиться в класі widget. Для цього будемо під час руху Мухи аналізувати об'єкти, які потрапляють у поле її зору, та з якими необхідно відпрацювати взаємодію.

    /* Производим проверку на то, наткнулась ли муха на какой-нибудь
     * элемент на графической сцене.
     * Для этого определяем небольшую область перед мухой,
     * в которой будем искать элементы
     * */
    QList<QGraphicsItem *> foundItems = scene()->items(QPolygonF()
                                                           << mapToScene(0, 0)
                                                           << mapToScene(-20, -20)
                                                           << mapToScene(20, -20));
    /* После чего проверяем все элементы.
     * Один из них будет сама Муха - с ней ничего не делаем.
     * А с остальными высылаем сигнал в ядро игры
     * */
    foreach (QGraphicsItem *item, foundItems) {
        if (item == this)
            continue;
        emit signalCheckItem(item);
    }

Як тільки Муха виявила об'єкт, відмінний від неї самої, передаємо його в ядро гри, де гра перевірить, що об'єкт є яблуком і видалить його, збільшивши рахунок гри на одиницю.

void Widget::slotDeleteApple(QGraphicsItem *item)
{
    /* Получив сигнал от Мухи
     * Перебираем весь список яблок и удаляем найденное яблоко
     * */
    foreach (QGraphicsItem *apple, apples) {
        if(apple == item){
            scene->removeItem(apple);   // Удаляем со сцены
            apples.removeOne(item);     // Удаляем из списка
            delete apple;               // Вообще удаляем
            ui->lcdNumber->display(count++);    /* Увеличиваем счёт на единицу
                                                 * и отображаем на дисплее
                                                 * */
        }
    }
}

Створення ж яблук, із якими відбуватиметься взаємодія має здійснюватися з певною періодичністю, що ініціалізуватиметься спеціальним таймером.

    /* Раз в секунду отсылаем сигнал на создание яблока в игре
     * */
    timerCreateApple = new QTimer();
    connect(timerCreateApple, &QTimer::timeout, this, &Widget::slotCreateApple);
    timerCreateApple->start(1000);

    /* Подключаем сигнал от Мухи, в котором передаются Объекты, на которые
     * наткнулась Муха
     * */
    connect(triangle, &Triangle::signalCheckItem, this, &Widget::slotDeleteApple);

Створення яблука виконується у функції slotCreateApple()

void Widget::slotCreateApple()
{
    Apple *apple = new Apple(); // Создаём яблоко
    scene->addItem(apple);      // Помещаем его в сцену со случайной позицией
    apple->setPos((qrand() % (251)) * ((qrand()%2 == 1)?1:-1),
                  (qrand() % (251)) * ((qrand()%2 == 1)?1:-1));
    apple->setZValue(-1);       /* Помещаем яблоко ниже Мухи, то есть Муха
                                 * на сцене будет выше яблок
                                 * */
    apples.append(apple);       // Добавляем Яблоко в Список
}

Програмний код уроку

У цьому уроці вносяться зміни до програмного коду попередніх уроків.

Після того, як описаний процес взаємодії, наводжу повний програмний код класу, який відповідає за створення яблук.

apple.h

У цьому файлі додана лише змінна, яка відповідатиме за

#ifndef APPLE_H
#define APPLE_H

#include <QObject>
#include <QGraphicsItem>
#include <QGraphicsScene>
#include <QPainter>

class Apple : public QObject, public QGraphicsItem
{
    Q_OBJECT
public:
    explicit Apple(QObject *parent = 0);
    ~Apple();

signals:

public slots:

protected:
    QRectF boundingRect() const;
    void paint(QPainter *painter, const QStyleOptionGraphicsItem *option, QWidget *widget);

private:
    int color;
};

#endif // APPLE_H

apple.cpp

#include "apple.h"

Apple::Apple(QObject *parent)
    : QObject(parent), QGraphicsItem()
{
    /* Устанавливаем улчай номер цвета яблока
     * */
    color = qrand() % ((3 + 1) - 1) + 1;
}

Apple::~Apple()
{

}

QRectF Apple::boundingRect() const
{
    return QRectF(-20,-20,40,40);   // Ограничиваем область, в которой лежит яблоко
}

void Apple::paint(QPainter *painter, const QStyleOptionGraphicsItem *option, QWidget *widget)
{
    // Тушка яблока
    QPainterPath path(QPointF(0,-10));
    path.cubicTo(0,-10, -5,-14,  -12,-8);
    path.cubicTo(-12,-8, -20,12, -10,15);
    path.cubicTo(-10,15, -5,20, 0,16);
    path.cubicTo(0,16, 5,20, 10,15);
    path.cubicTo(10,15, 20,12, 12,-8);
    path.cubicTo(12,-8, 5,-14,  0,-10);

    /* Выбираем цвет яблока по случайно сгенерированному номеру
     * */
    switch (color)
    {
    case 1:
        painter->setBrush(Qt::red);
        break;
    case 2:
        painter->setBrush(Qt::green);
        break;
    case 3:
        painter->setBrush(Qt::yellow);
        break;
    }
    painter->drawPath(path);

    // Хвостик яблока
    painter->setPen(QPen(Qt::black, 2));
    QPainterPath path2(QPointF(0,-10));
    path2.cubicTo(0,-10,4,-18,10,-20);
    painter->setBrush(Qt::NoBrush);
    painter->drawPath(path2);

    //Листик яблока
    painter->setPen(QPen(Qt::black, 1));
    QPainterPath path3(QPointF(0,-10));
    path3.cubicTo(0,-10,-2,-20,-15,-20);
    path3.cubicTo(-15,-20,-14,-12,0,-10);
    painter->setBrush(Qt::green);
    painter->drawPath(path3);

    Q_UNUSED(option);
    Q_UNUSED(widget);
}

трикутник.h

Також необхідно додати сигнал до заголовкового файлу Мухи , який передаватиме в ядро гри об'єкти, на які натрапила Муха.

signals:
    /* Сигнал, который передаётся в ядро игры с элементом QGraphicsItem,
     * на который наткнулась муха, и требуется принять решение о том,
     * что с этим элементом делать.
     * */
    void signalCheckItem(QGraphicsItem *item);

triangle.cpp

У цьому класі зміни вносяться лише у функцію-слот, що відповідає обробку сигналу від ігрового таймера.

void Triangle::slotGameTimer()
{
    /* Проверяем, нажата ли была какая-либо из кнопок управления объектом.
     * Прежде чем считать шажки
     * */
    /* Программный код из прошлого урока */

    /* Производим проверку на то, наткнулась ли муха на какой-нибудь
     * элемент на графической сцене.
     * Для этого определяем небольшую область перед мухой,
     * в которой будем искать элементы
     * */
    QList<QGraphicsItem *> foundItems = scene()->items(QPolygonF()
                                                           << mapToScene(0, 0)
                                                           << mapToScene(-20, -20)
                                                           << mapToScene(20, -20));
    /* После чего проверяем все элементы.
     * Один из них будет сама Муха - с ней ничего не делаем.
     * А с остальными высылаем сигнал в ядро игры
     * */
    foreach (QGraphicsItem *item, foundItems) {
        if (item == this)
            continue;
        emit signalCheckItem(item);
    }

    /* Проверка выхода за границы поля
     * Если объект выходит за заданные границы, то возвращаем его назад
     * */
    /* Программный код из прошлого урока */
}

віджет.h

Ядро гри розвивається та ускладнюється. На цей раз необхідно додати таймер для періодичного створення яблук у грі, Список, в якому зберігатимуться всі яблука та лічильник очок. А також необхідно додати слоти для створення та видалення яблук.

private:
    QTimer          *timerCreateApple;  // Таймер для периодического создания яблок в игре

    QList<QGraphicsItem *> apples;  // Список со всеми яблоками, присутствующими в игре
    double count;   // Переменная, которая хранит счёт игре

private slots:
    // Слот для удаления яблок если Муха наткнулая на это яблоко
    void slotDeleteApple(QGraphicsItem * item);
    void slotCreateApple();     // Слот для создания яблок, срабатывает по таймеру

widget.cpp

Реалізуємо функції-слоти, а також налаштовуємо коннект для роботи з об'єктами в грі.

#include "widget.h"
#include "ui_widget.h"

Widget::Widget(QWidget *parent) :
    QWidget(parent),
    ui(new Ui::Widget)
{
    ui->setupUi(this);
    this->resize(600,640);          /// Задаем размеры виджета, то есть окна
    this->setFixedSize(600,640);    /// Фиксируем размеры виджета

    count = 0;

    scene = new QGraphicsScene();   /// Инициализируем графическую сцену
    triangle = new Triangle();      /// Инициализируем треугольник

    ui->graphicsView->setScene(scene);  /// Устанавливаем графическую сцену в graphicsView
    ui->graphicsView->setRenderHint(QPainter::Antialiasing);    /// Устанавливаем сглаживание
    ui->graphicsView->setVerticalScrollBarPolicy(Qt::ScrollBarAlwaysOff); /// Отключаем скроллбар по вертикали
    ui->graphicsView->setHorizontalScrollBarPolicy(Qt::ScrollBarAlwaysOff); /// Отключаем скроллбар по горизонтали

    scene->setSceneRect(-250,-250,500,500); /// Устанавливаем область графической сцены

    scene->addItem(triangle);   /// Добавляем на сцену треугольник
    triangle->setPos(0,0);      /// Устанавливаем треугольник в центр сцены



    /* Инициализируем таймер и вызываем слот обработки сигнала таймера
     * у Треугольника 100 раз в секунду.
     * Управляя скоростью отсчётов, соответственно управляем скоростью
     * изменения состояния графической сцены
     * */
    timer = new QTimer();
    connect(timer, &QTimer::timeout, triangle, &Triangle::slotGameTimer);
    timer->start(1000 / 100);

    /* Раз в секунду отсылаем сигнал на создание яблока в игре
     * */
    timerCreateApple = new QTimer();
    connect(timerCreateApple, &QTimer::timeout, this, &Widget::slotCreateApple);
    timerCreateApple->start(1000);

    /* Подключаем сигнал от Мухи, в котором передаются Объекты, на которые
     * наткнулась Муха
     * */
    connect(triangle, &Triangle::signalCheckItem, this, &Widget::slotDeleteApple);

}

Widget::~Widget()
{
    delete ui;
}

void Widget::slotDeleteApple(QGraphicsItem *item)
{
    /* Получив сигнал от Мухи
     * Перебираем весь список яблок и удаляем найденное яблоко
     * */
    foreach (QGraphicsItem *apple, apples) {
        if(apple == item){
            scene->removeItem(apple);   // Удаляем со сцены
            apples.removeOne(item);     // Удаляем из списка
            delete apple;               // Вообще удаляем
            ui->lcdNumber->display(count++);    /* Увеличиваем счёт на единицу
                                                 * и отображаем на дисплее
                                                 * */
        }
    }
}

void Widget::slotCreateApple()
{
    Apple *apple = new Apple(); // Создаём яблоко
    scene->addItem(apple);      // Помещаем его в сцену со случайной позицией
    apple->setPos((qrand() % (251)) * ((qrand()%2 == 1)?1:-1),
                  (qrand() % (251)) * ((qrand()%2 == 1)?1:-1));
    apple->setZValue(-1);       /* Помещаем яблоко ниже Мухи, то есть Муха
                                 * на сцене будет выше яблок
                                 * */
    apples.append(apple);       // Добавляем Яблоко в Список
}

Підсумок

В результаті у Вас на графічній сцені будуть випадково виникати яблука, які поїдатиме Муха , а також кількість з'їдених яблук враховуватиметься в лічильнику.

Також у відеоуроці за цією статтею дано додаткові коментарі та продемонстровано роботу гри.

Повний список статей цього циклу:

• Урок 1. Як написати гру на Qt. Управління об'єктом
• Урок 2. Як написати гру на Qt. Анімація героя ігри (2D)
• Урок 3. Як написати гру на Qt. Взаємодія з іншими об'єктами
• Урок 4. Як написати гру на Qt. Ворог - сенс у виживанні
• Урок 5. Як написати гру на Qt. Додаємо звук з QMediaPlayer

Відеоурок