vendredi, février 27, 2009

World Collisions

Left alone, testpoinst are not really a satisfactory way to handle collisions between objects of a game and the world.
First they don't cover enough and cannot catch all the odd situations. Testpoints are points and they cannot detect the case where you're jumping through a corner unless you have many of them (up to one per tile your character covers).


Je ne suis plus trop emballé par les tests-points tels que je les avait décrit précédemment. En premier, ils ne capturent suffisamment toutes les collisions. A moins de les multiplier, on risque toujours d'avoir une partie du personnage qui rentre dans un coin de mur lors d'un mouvement, et en donnant à chaque état sa propre liste de testpoints, on ne fait qu'augmenter les possibilités de bugs.

Second, they are only boolean. They don't let you express that a fish can only move into water, that a bird can only move in air, and that a frog can move through both, but that only the ghost can also move through walls (and i'm sure we can come up with a negative space creature that can only walk through/over walls). This is a situation much more common that one could think. As soon as you add ladders to your levels, you want to express that climbing the ladder "is only possible over ladders tiles". That was a quite strong restriction of Recreational Game Maker where the only way you could create a ladder for a platformer game was to set gravity=0 on ladder tiles ... As a result, your character zooms through ladders if you press the 'jump' key and miserably 'fail to climb up the air' if you press the 'upwards' when he's not over a ladder.

Le deuxième souci avec les test-points, c'est qu'ils sont simplement binaires. Alumés ou éteints. Point barre. Pas moyen de préciser qu'un poisson ne peut se déplacer que dans l'eau ou qu'un oiseau ne peut aller que dans l'air, mais que la grenouille peut évoluer dans les deux milieux. Si on y réfléchit bien, ce genre de situation apparaît bien plus souvent qu'on ne pourrait le penser. Le simple ajout d'échelles dans nos niveau oblige de définir que "escalader une échelle" ne peut s'envisager que s'il y a une échelle à escalader. Le Recreational Game Maker sur lequel j'ai développé (entre-autres) la série des badman ne permettait pas ce genre de subtilité: une échelle était tout simplement un bloc sans gravité, de sorte que l'on pouvait y monter en sautant -- à une vitesse franchement irréaliste -- et on aurait vu le personnage ridiculement patauger dans l'air en faisant de petits bonds si on avait appuyé sur la touche "monter à l'échelle" alors qu'il n'y avait aucune échelle.

The approach of "the nature of a tile" is thus interesting: it can express (through flags) who can do what over that tile. This is a concept used both in Xargon and (afaik) in the side-scrolling Rayman game, where you have "monster-walls" that monsters can't cross (though Rayman don't feel them). This is imho an elegant solution to many level design problems. Let's take the walking block of "Inside the Machine", who wanders around its initial location, "guarding" a virtual spot even if it could theoretically walk further. Morukutsu relied on a "distance" counter that is increased/decreased through the animation code, which won't let you alter the 'coverage area' of the ennemy through level design, but only through implementation ... not so fun.

L'approche "nature du tile", telle qu'elle est utilisée dans Xargon est intéressante à plus d'un titre, et je soupçonne les concepteurs de Rayman (la version 2D) d'avoir suivi une approche similaire. En particulier, elle permet l'introduction de "grillage à monstres", des blocs invisibles et non-bloquant pour le personnage et les projectiles, mais qui sont assimilés à un mur par certaines plates-formes mobiles et par certains monstres. Comme je l'avais déjà précisé lors de l'analyse des maps de Commander Keen 5, je trouve que c'est une technique élégante pour construire les niveaux. Si je compare à "Inside the Machine" (l'autre jeu dont j'ai étudié les sources pendant mes longues soirées d'hiver en Suisse), l'alternative consiste à programmer les monstres de sorte qu'ils ne s'éloignent jamais de plus de n pixels de leur position initiale, en maintenant une variable supplémentaire "distance" qui les force à faire demi-tour. C'est exactement le genre de "pré-câblage de code" que je cherche à éviter. Décider jusqu'où un monstre va, c'est une question de level design, pas de programmation du comportement des monstres.

The final argument is that some testpoints are typically more important than others, and there is a strong relationship between which testpoint is triggered and which movements you can do. A problem i have with the current implementation of collisions in Bilou is that as soon as one of the testpoint checks fails, the whole move is cancelled. If you fall along a wall, you don't expect your character to "stick" on the wall because you keep pressing the D-pad in the wall's direction. Yet, that's exactly what Bilou does right now.
Instead, we'd like something like

  • if cando(dx,dy) --> (x,y):=(x+dx,y+dy)
  • elsif cando(0,dy) --> (x,y):=(x,y+dy)
  • else { (x,y) := (x,align_on_tile(y+dy)); trigger_testfail_event }
But still, you don't want such behaviour for all your monsters, and it's certainly something that is specific to jumping. You wouldn't see this ever in a Zelda game : instead you'd have the character "walk around" a block if he's sufficiently near to the edge of that block. So this logic is really controller-related rather than being something that belongs to the game engine itself.

So, do we still need any testpoint ? after all, Xargon's cando() used in controller-specific code seems to be fine. Actually, there's something that cando() cannot catch: mixed situations. The controller will be able to tell the game engine that it's no longer possible to fall, but it can't tell whether we are now landing, diving, or bouncing against a corner. This is where we *really* need test-points, and you'll notice that testpoints are only used for state transitions.

I still have to figure out the best way to convert my codebase to this new approach -- the fact that i'm busy working on the real-world house not really helping -- but i think it might be what i've been looking for since the start of the project.


Enfin, certains testpoints sont clairement plus important que d'autres, et le déplacement indiqué par le contrôleur doit être ajusté en fonction de la situation. J'ai le problème dans le saut de Bilou, actuellement: quelque soit le testpoint qui détecte une collision, le mouvement complet est annulé. Résultat, si Bilou rentre dans un mur lors d'un saut, il va rester "collé" au mur jusqu'à ce que je relâche la touche de direction. Celà n'arriverait pas si je pouvais donner une priorité, ou une description plus complète du rôle des différents testpoints (p.ex. puisque c'est un test-point "mur", il n'annulerait que le déplacement horizontal, etc.)
Mais en fait, ce genre de logique est commune à tous les déplacements guidés par la gravité dans un jeu de plate-forme. Ce n'est pas quelque-chose de spécifique au comportement de Bilou, et celà pourrait sans difficultés être introduit dans le contrôleur du sprite. En tout cas, ce n'est clairement pas à introduire dans la classe GameObject elle-même, puisque si on veut faire un r-type, un boulder-dash ou un zelda, on en aura pas besoin.

Mais alors, à quoi servent encore nos test-points ? eh bien, à décider de quel sera le prochain état lorsque le contrôleur signale qu'il n'est pas possible de continuer. Ca veut dire aussi que le contrôleur devra évidemment ajuster la position du sprite de manière à respecter les "cando()" mais pour que les testpoints puissent détecter quelque-chose quand-même :P
  • [done] extract persistent state (found in map and accessible by other classes)
  • [done] iGobPubstate::cando(x,y,flags)
  • [done] manipulate tile_flags array (that translate tile type into tile flags) from the script
  • [done] controllers report "fail" when no "cando()" can be applied
  • [done] who updates coordinates ?
  • [done] update GameObject::play() and trymove()

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