Microsoft xna framework что это

Обновлено: 01.07.2024

Содержание

Цели и описание проекта

Пакет Microsoft XNA, по словам представителей Microsoft, позволит разработчикам игр избежать многих технических трудностей, возникающих при написании кода, а также обеспечит существенное снижение стоимости конечной продукции. Кроме того, благодаря XNA программисты смогут создавать принципиально новые игры с высококачественной графикой. В ходе демонстрации, Microsoft показала два анимационных ролика, созданных с применением технологии XNA. В одном из них облако вздымающегося сигаретного дыма в режиме реального времени меняло свою форму и направление движения под действием внешних факторов. Другой ролик демонстрировал разлетающиеся в разные стороны детали разбившегося о стену автомобиля.

Инструментарий XNA изначально разрабатывался с целью максимально облегчить процесс разработки игр для консоли Xbox и компьютеров, работающих под управлением операционной системы Windows. Вместе с тем, пакет XNA позволит распространить общие сервисы Xbox Live, такие как, например, аутентификация, на игры для персональных компьютеров. Инструментарий XNA позволяет Microsoft конкурировать с Sony на рынке видеоигр для следующего поколения игровых приставок.

Обзор

XNA Framework

XNA Framework скрывает низкоуровневые технологические детали, связанные с разработкой игры. Таким образом, фреймворк заботится о разнице между платформами, позволяя разработчикам уделять больше внимания смысловому содержимому игры. XNA Framework интегрируется с несколькими инструментами, такими как XACT, для помощи в создании контента. XNA Framework предоставляет поддержку создания и двухмерных, и трёхмерных игр и позволяет использовать возможности контроллеров Xbox 360. Игры фреймворка XNA, предназначенные для платформы Xbox на данный момент могут быть проданы только членам клуба Microsoft XNA Creator’s Club [4] . Десктопные приложения могут распространяться бесплатно под текущим лицензированием Microsoft.

XNA Content Pipeline

XNA Game Studio

Лицензионное соглашение

EULA Microsoft XNA Framework 2.0 специально запрещает распространение коммерческих сетевых игр, которые соединяются с Xbox Live и/или Games for Windows Live без специального соглашения между Вами и Microsoft. XNA Game Studio может быть использована для разработки коммерческих игр и других программ для платформы Windows, но код Microsoft для поддержки сети Xbox/Windows Live не может быть использован. В своём проекте XNA можно использовать собственный код поддержки сети.

Игры, созданные с использованием XNA Game studio, на данный момент можно распространять через Xbox Live Community Games [12] [13] . Программное обеспечение также может быть использовано для создания коммерческих игр, предназначенных для Windows.

XNA Community Games

Microsoft также распространяет «тестовые аккаунты» для образовательных учреждений в рамках их программы DreamSpark. Эти аккаунты позволяют студентам разрабатывать игры для Xbox 360, но, чтобы выставить игру на Marketplace, требуется привилегированный аккаунт.

Наша задача, быстро ввести вас в курс дела, — что такое XNA, как его использовать. Статья рассчитана на людей уже имеющих определённый опыт программирования (но не знакомых собственно с XNA), и желающих кратко ознакомиться с платформой.

Само название шутливый рекурсивный акроним «не являющийся акронимом». XNA — XNA's Not Acronymed.

обвёртку над DirectX (Direct3d, XINPUT, XACT);
каркас игрового приложения (классы Game, GameComponent, GameWindow);
набор вспомогательных классов/структур для работы с векторами, матрицами, лучами, кватернионами, а также разные математические функции в дополнение к стандартному System.Math;
инфраструктура Content Pipeline — специфической контент сиcтемы XNA.

При помощи XNA на данный момент можно разрабатывать игры для Windows (XP, Vista, 7), XBOX360, а также ZUNE (но только 2D, так как текущие модели ZUNE не поддерживают 3D).

Почему XNA?

XNA Game Windows
XNA Game XBOX
XNA Game ZUNE
XNA Game Library (Windows,XBOX,ZUNE)
XNA Content Pipeline Extension Library

Собственно, минимальные проекты игр для разных платформ и минимальные проекты библиотек, с уже подключёнными референсами на сборки библиотек XNA. Кроме того, в зависимости от версии XNA Game Studio в типах проектов будут также доступны «starter-kits» — маленькие примеры готовых игр.

Как уже было сказано, XNA включает готовый каркас игрового приложения. Минимальный проект XNA игры в самом начале уже умеет инициализировать окно приложения и инициализировать устройства.

Основа каркаса – это класс Game, который используется как базовый в основе каждой игры. Класс Game содержит абстрактные методы типа – Draw, Update, LoadContent, UnloadContent, Initialize и так далее. То есть, каждая конкретная игра наследуется от этого класса и переопределяет важные методы (события сущности Game) своим кодом. Кроме того свойствами базового класса Game выступают такие класы как GameWindow, GraphicDevice и другие.

Минимальный проект обычно уже умеет крутить игровой цикл, производить очистку экрана заливая приятным цветом, а также закрываться при нажатии определённой кнопки. Далее вам лишь необходимо заполнить методы Update и Draw своим кодом. И осуществить загрузку контента на LoadContent.

контент и его загрузка, то главное, из чего состоит игра, картинки, звуки, и так далее;
вывод графики – 2D или 3D;
обработка управления – мышка, клавиатура, геймпады;
вывод аудио – звуки и музыка;
игровая логика и взаимодействие всего выше перечисленого (это, к счастью, не относится к теме статьи ;));

Будем разбирать по порядку.

Одна из главных особенностей XNA — специфическая система работы с контентом.

Заключается она в наборе специальных «контент процессоров» и «контент импортеров» (кроме использования стандартных вы можете добавлять и свои).

Задача контент импортеров — превращение (на этапе компиляции) контента из внешнего поддерживаемого формата во внутреннее привычное для XNA представление.

Проще говоря, к примеру добавленные в проект текстуры в формате dds, bmp и png в момент компиляции будут все переведены в один общий для текстур внутренний формат. Такой подход позволяет не зависеть от того в каком виде изначально представлен контент, скажем если вам вдруг понадобилось использовать модели формата Quake3 (.md3), вам нужно будет только написать дополнительный контент импортер, а в конечном виде модели не будут иметь ничего общего с изначальным форматом.

Задача контент процессоров — преобразование контента из внутреннего представления (файлов), в объекты управляемого (managed) кода. То есть, по сути сама загрузка контента в память на этапе исполнения.

Если вам это кажется излишни сложным для начала — не стоит беспокоится, XNA уже содержит готовые импортеры и процессоры для основных типов контента.

Обычно контент добавляется в проект через Solution Explorer студии, в специальную папку “Content”. Там же для каждого файла назначается (панель Properties при выборе конкретного файла) тот или иной процессор и импортер. Таки образом студия берёт на себя автоматизацию процесса компиляции контента.

Со стороны управляемого кода контент уже представлен классами Texture, Texture2D, Model, ModelMesh, Effect и другими.

Саму загрузку в коде следует осуществлять при помощи класса ContentManager (уже представленый полем Content класса Game), и советуют её осуществлять в методе LoadContent класса Game (точнее вашего класса — предка Game).

текстуры — bmp, dds, dib, hdr, jpg, pfm, png, ppm, и tga;
модели — x, fbx;
аудио — wav, mp3(с версии xna 3.0);
шейдеры — fx.

модели;
текстуры;
растровые шрифты (автоматическая генерация из системных и на основе текстур);
эффекты (шейдеры);
звуки и музыка(класс Song).

Особняком стоит также система аудио контента на базе Microsoft XACT, но начиная с версии XNA 3.0 кроме этого подхода также обеспечивается параллельно стандартный (такой же как для текстур и моделей) способ работы со звуками.

Помимо того, что вам доступен GraphicsDevice — по сути то же Direct3D устройство, доступное «любителям попрограммировать на DirectX под с++», у нас также есть несколько готовых инструментов от XNA.

Для 3D — это группа состоящая из классов: ModelMesh, Model и Effect. А для 2D это специальный класс SpriteBatch.

Далее коротко обо всём.

Вывод 2D графики и текста при помощи SpriteBatch

Делается очень просто по средствам класса SpriteBatch. Всё что вам нужно сделать, это создать экземпляр SpriteBatch (в минимальном проекте обычно уже есть один такой).

начинаем работу при помощи SpriteBatch.Begin().
далее нужное вам количество раз вызываем SpriteBatch.Draw() для того, чтобы нарисовать каждый спрайт.
и в конце при помощи SpriteBatch.End() – завершаем процесс.

Метод SpriteBatch.Draw() — по сути, рисует всю текстуру или её фрагмент на экране.

В качестве параметров SpriteBatch.Draw() может принимать позицию на экране, где будет выведена текстура, поворот, наклон, масштаб. Также класс SpriteBatch поддерживает автоматическую сортировку по Z координате. Сама текстура передаётся в метод SpriteBatch.Draw() в виде референса на класс Texture2D которые вы предварительно должны были получить, в результате загрузки контента.

SpriteBatch также содержит метод DrawString(), который аналогичен методу Draw(), за исключением того, что вместо текстуры он принимает как параметр растровый шрифт (объект класса SpriteFont), а также строчку текста, которую необходимо вывести.

Вывод 3D графики

Разработчики XNA решили избавиться от фиксированного графического конвейера, который широко использовался в MDX и MDX2. В XNA используется программируемый графический конвейер, то есть в основе процесса рендеринга — шейдер (по правде говоря, и в середине SpriteBatch лежит надстройка над конвейером и свой специальный шейдер). Как результат, если вы знакомы с данным подходом, работа с 3Д в XNA для вас не будет сложна.

Итак, за рендеринг у нас должен отвечать шейдер. К счастью в XNA уже реализован простой шейдер BasicEffect (практически обеспечивает тот минимум, что был доступен с фиксированным конвейером).

Предварительно добавив модель в контент, и загрузив её, вы уже должны иметь объект класса Model. Такая модель в свою очередь содержит набор мешей (класс ModelMesh).

Всё, что нам нужно сделать, это перебрать все объекты класса ModelMesh в нашей модели, назначить (обычно он уже назначен) в качестве шейдера — BasicEffect. Далее, передать в шейдер необходимые параметры (в обязательном порядке — матрицы View, Projection и World). И в конце вызвать у каждого ModelMesh'а метод Draw.

Тут всё предельно просто. Набор классов со статическими методами, и несколько перечислений. А именно — классы Keyboard, Mouse, GamePad, каждый их них отвечает за своё устройство. У каждого из них есть метод GetState(), который возвращает соответственно KeyboardState, MouseState, GamePadState, содержащие информацию о состоянии устройств ( к примеру позиция Х, Y курсора мыши, или состояние кнопки клавиатуры в текущий момент).

Всё, что вам нужно — в Update проверять состояние устройства, и соотвественно работать с игровой моделью.

Тут у нас хитрая история. Изначально звук в XNA (1.0-2.0) был возможен только при помощи XACT проектов.

Они создавались в отдельном редакторе, идущем вместе с XNA Game Studio. Такой проект содержал набор аудио файлов(точнее относительных ссылок на них, на диске), набор поименованных сущностей – звуков, каждый соответствовал тому или иному аудио файлу, а то и нескольким (случайный выбор конечного звука по таблице с вероятностями). Привязка звуков к группам (например, «Музыка» и «Эффекты», с отдельной регулировкой громкости на каждую). Ну, и так далее.

После чего XACT проект добавлялся в игру через специальный процессор и импортер, и работа дальше шла через специальный класс XNA – AudioEngine.

В версии XNA 3.0 появились новые классы: Song, SoundEffect. Новый контент процессор и импортер к ним (за одно и поддержка mp3 как внешнего формата). Появился класс MediaPlayer для воспроизведения музыки (с поддержкой очереди песен).

Работа со звуком упростилась, и в принципе стала на уровень с текстурами и моделями. Всё, что нужно – добавить звук в контент, установить нужный контент процессор/импортер, установить нужное имя (asset name), в коде загрузить в объект нужного типа, когда нужно – воспроизвести.

На этом с основными частями всё, конечно, каждый пункт можно раскрыть подробней, что возможно и будет сделано в будущем.

Напоследок ещё пару важных пунктов.

Кроме того, пользователь должен обладать видео-картой с поддержкой шейдеров 1.1 минимум.

Последняя версия XNA Game Studio на данный момент, а именно 3.1, доступна тут.

Читайте также: