The fundamentals of C/C++ game programming : using target-based development on SBC's

533 Pages·2018·27.527 MB·English

by  Beuken, Brian

The Fundamentals of C/C++
Game Programming

The Fundamentals of C/C++
Game Programming

Using Target-Based Development on SBC’s
Brian Beuken
CRC Press
Taylor & Francis Group
6000 Broken Sound Parkway NW, Suite 300
Boca Raton, FL 33487-2742
© 2018 by Taylor & Francis Group, LLC
CRC Press is an imprint of Taylor & Francis Group, an Informa business
No claim to original U.S. Government works
Printed on acid-free paper
International Standard Book Number-13: 978-1-4987-8874-8 (Paperback)
978-0-8153-5527-4 (Hardback)
This book contains information obtained from authentic and highly regarded sources. Reasonable efforts have been made to
publish reliable data and information, but the author and publisher cannot assume responsibility for the validity of all materials or
the consequences of their use. The authors and publishers have attempted to trace the copyright holders of all material reproduced
in this publication and apologize to copyright holders if permission to publish in this form has not been obtained. If any copyright
material has not been acknowledged please write and let us know so we may rectify in any future reprint.
Except as permitted under U.S. Copyright Law, no part of this book may be reprinted, reproduced, transmitted, or utilized in any
form by any electronic, mechanical, or other means, now known or hereafter invented, including photocopying, microfilming, and
recording, or in any information storage or retrieval system, without written permission from the publishers.
For permission to photocopy or use material electronically from this work, please access www.copyright.com (http://www.
copyright.com/) or contact the Copyright Clearance Center, Inc. (CCC), 222 Rosewood Drive, Danvers, MA 01923, 978-750-8400.
CCC is a not-for-profit organization that provides licenses and registration for a variety of users. For organizations that have been
granted a photocopy license by the CCC, a separate system of payment has been arranged.
Trademark Notice: Product or corporate names may be trademarks or registered trademarks, and are used only for identification
and explanation without intent to infringe.
Library of Congress Cataloging‑in‑Publication Data
Names: Beuken, Brian, author.
Title: The Fundamentals of C/C++ Game Development : using Target-based
Development on SBC’s / Brian Beuken.
Description: First edition. | Boca Raton, FL : CRC Press, Taylor & Francis
Group, 2018. | “A CRC title, part of the Taylor & Francis imprint, a
member of the Taylor & Francis Group, the academic division of T&F Informa
plc.”
Identifiers: LCCN 2017048100 | ISBN 9781498788748 (pbk. : acid-free paper) |
ISBN 9780815355274 (hardback : acid-free paper)
Subjects: LCSH: Computer games--Programming. | C (Computer program language)
| C++ (Computer program language)
Classification: LCC QA76.76.C672 B49 2018 | DDC 005.13/3--dc23
LC record available at https://lccn.loc.gov/2017048100
Visit the Taylor & Francis Web site at
http://www.taylorandfrancis.com
and the CRC Press Web site at
http://www.crcpress.com

Contents
“From Hello World to Halo—It’s Just Code!” xv
Thanks xxvii
Brian Beuken: Who Is He? xxix
1. Getting Started 1
Mine Looks Different? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1
First Steps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2
Setting Things Up . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2
Introducing Visual Studio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2
Hello World . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10
Hello Place of My Choosing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11
2. Getting Our Target Ready 13
Setting Up the Target . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .13
Oh Wait…Did We Plug-In? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15
Starting Up VisualGDB for the First Time . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16
vii
Getting the Machines to Talk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17
Sending Our First Program . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18
Debugger Hangs Too Much? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .28
3. Using the Target 31
Ready to Rock and Ermm Indeed Roll! . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .31
Graphics Explained! . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .32
So It Be OpenGL ES Ye Be Wanting Arrgghhh! . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .33
Where Is OpenGLES2 .0 on My Target? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .33
A Nice New Project with Graphics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .35
So Much Typing? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .35
Our First Graphics Project! . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .36
Are We There Yet? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .41
Houston We Have a Triangle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .41
Behold the Triangle Code! . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
Why Are We Working in a Window? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .50
2D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .51
4. Putting It All Together 53
Expanding Our First Graphics Program . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .53
Loading Graphics or Other Assets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .53
Adding Assets to the Build Chain . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .57
Keeping Things Tidy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .58
Add Some Code . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .59
Displaying More Images . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
But I Didn’t Do Anything Wrong? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .65
But I Fixed It? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
Making a Dynamic Playfield . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .68
Old School Frame Buffers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .68
Setting Up the Frame Buffer and Switch System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .74
5. Finally Our First Games 77
5 .1 Invaders from Space . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .77
Using the OS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .78
Start as We Mean to Go on . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .85
We’re Here Now . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .87
Inheritance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .88
Every Story Needs a Villan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .91
Arrays or Vectors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .93
Move Em Out! . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .96
Animation 101 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .98
Hand Me a Bag of Bullets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100
viii Contents
Did We Hit It? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .101
Box Checks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .102
Circle Checks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .102
Give Me Shelter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .104
So Which Is Better? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .110
Final Details . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .110
Simple Text Display . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .111
A Simple Font . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .113
How Did We Do? The Infamous Postmortem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .118
Fix Question 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .119
A Pat on the Back . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
Kamikazi Invaders . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .123
The Ship . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
Da Baddies! . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .130
Now We’re Talking . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .132
Make Them Move . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .135
Get Them Flying . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .136
A Nice Arc . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137
Step by Step . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .141
Dive Dive Dive . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .142
Bombs Away . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .144
Get Back to Where You Once Belonged . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .145
Home Again! . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .145
Vectors, Our Flexible Friends . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .146
Lets Get Lethal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .151
Bombs Away for Real Now . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154
Danger UXB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .161
Stepping Back, Deciding When to Go . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .162
Breaker Breaker Rubber Duck . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .167
Fred Reacts! . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .169
Tidy Up the Logic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .173
Twiddles and Tweaks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .173
Postmortem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .173
Jumping around a Bit Though? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .174
Crawling Over, Time for Baby Steps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .175
Object-Oriented Programming Is Not an Error . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .175
Encapsulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .176
Abstraction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .176
Inheritance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .176
Polymorphism . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .176
Start the Music . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .176
Welcome to OpenAL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .177
Installing OpenAL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .177
Getting OpenAL Working . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .179
Contents ix