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우주 게임 만들기 Part 3: 움직임 추가하기

강의 전 퀴즈

게임은 화면에 외계인이 돌아다니기 시작해야 재미있어집니다! 이번 게임에서는 두 가지 움직임을 활용할 것입니다:

키보드/마우스 움직임: 사용자가 키보드나 마우스를 사용해 화면의 객체를 움직이는 경우.
게임 유발 움직임: 게임이 일정 시간 간격으로 객체를 움직이는 경우.

그렇다면 화면에서 객체를 어떻게 움직일까요? 이는 데카르트 좌표계에 관한 것입니다. 객체의 위치 (x, y)를 변경한 후 화면을 다시 그리는 것입니다.

화면에서 움직임을 구현하려면 일반적으로 다음 단계를 따라야 합니다:

새로운 위치 설정: 객체가 움직였다고 인식되려면 새로운 위치를 설정해야 합니다.
화면 지우기: 화면은 그리기 사이에 지워져야 합니다. 배경색으로 채운 직사각형을 그려 화면을 지울 수 있습니다.
새로운 위치에서 객체 다시 그리기: 이를 통해 객체를 한 위치에서 다른 위치로 이동시키는 작업이 완료됩니다.

다음은 코드로 표현된 예시입니다:

//set the hero's location
hero.x += 5;
// clear the rectangle that hosts the hero
ctx.clearRect(0, 0, canvas.width, canvas.height);
// redraw the game background and hero
ctx.fillRect(0, 0, canvas.width, canvas.height)
ctx.fillStyle = "black";
ctx.drawImage(heroImg, hero.x, hero.y);

✅ 초당 여러 프레임으로 영웅을 다시 그리면 성능 비용이 발생할 수 있는 이유를 생각해볼 수 있나요? 이 패턴의 대안에 대해 읽어보세요.

키보드 이벤트 처리하기

이벤트는 특정 이벤트를 코드에 연결하여 처리합니다. 키보드 이벤트는 전체 창에서 트리거되며, 마우스 이벤트(예: click)는 특정 요소를 클릭하는 것과 연결될 수 있습니다. 이번 프로젝트에서는 키보드 이벤트를 사용할 것입니다.

이벤트를 처리하려면 창의 addEventListener() 메서드를 사용하고 두 개의 입력 매개변수를 제공해야 합니다. 첫 번째 매개변수는 이벤트 이름(예: keyup)이고, 두 번째 매개변수는 이벤트가 발생했을 때 호출될 함수입니다.

다음은 예시입니다:

window.addEventListener('keyup', (evt) => {
  // `evt.key` = string representation of the key
  if (evt.key === 'ArrowUp') {
    // do something
  }
})

키 이벤트의 경우, 눌린 키를 확인하기 위해 이벤트에서 사용할 수 있는 두 가지 속성이 있습니다:

key: 눌린 키의 문자열 표현, 예를 들어 ArrowUp.
keyCode: 숫자 표현, 예를 들어 37, 이는 ArrowLeft에 해당합니다.

✅ 키 이벤트 조작은 게임 개발 외에도 유용합니다. 이 기술을 사용할 수 있는 다른 용도를 생각해볼 수 있나요?

특수 키: 주의사항

일부 특수 키는 창에 영향을 미칩니다. 즉, keyup 이벤트를 듣고 이러한 특수 키를 사용해 영웅을 움직이면 수평 스크롤도 수행됩니다. 따라서 게임을 개발하면서 이러한 기본 브라우저 동작을 비활성화하고 싶을 수 있습니다. 이를 위해 다음과 같은 코드가 필요합니다:

let onKeyDown = function (e) {
  console.log(e.keyCode);
  switch (e.keyCode) {
    case 37:
    case 39:
    case 38:
    case 40: // Arrow keys
    case 32:
      e.preventDefault();
      break; // Space
    default:
      break; // do not block other keys
  }
};

window.addEventListener('keydown', onKeyDown);

위 코드는 화살표 키와 스페이스 키의 기본 동작을 비활성화합니다. 비활성화 메커니즘은 e.preventDefault()를 호출할 때 발생합니다.

게임 유발 움직임

setTimeout() 또는 setInterval() 함수와 같은 타이머를 사용하여 객체의 위치를 각 틱(시간 간격)마다 업데이트함으로써 객체를 스스로 움직이게 할 수 있습니다. 다음은 그 예시입니다:

let id = setInterval(() => {
  //move the enemy on the y axis
  enemy.y += 10;
})

게임 루프

게임 루프는 기본적으로 정기적으로 호출되는 함수입니다. 게임 루프라고 불리는 이유는 사용자에게 보여야 할 모든 것이 루프 안에서 그려지기 때문입니다. 게임 루프는 게임의 모든 객체를 사용하여 그리며, 어떤 이유로든 더 이상 게임의 일부가 아닌 객체는 제외합니다. 예를 들어, 레이저에 맞아 폭발한 적 객체는 더 이상 현재 게임 루프의 일부가 아닙니다(이후 강의에서 더 배울 것입니다).

다음은 코드로 표현된 일반적인 게임 루프입니다:

let gameLoopId = setInterval(() =>
  function gameLoop() {
    ctx.clearRect(0, 0, canvas.width, canvas.height);
    ctx.fillStyle = "black";
    ctx.fillRect(0, 0, canvas.width, canvas.height);
    drawHero();
    drawEnemies();
    drawStaticObjects();
}, 200);

위 루프는 캔버스를 다시 그리기 위해 매 200 밀리초마다 호출됩니다. 게임에 적합한 간격을 선택할 수 있습니다.

우주 게임 계속하기

기존 코드를 확장할 것입니다. Part I에서 완료한 코드를 사용하거나 Part II- starter의 코드를 사용할 수 있습니다.

영웅 움직이기: 화살표 키를 사용해 영웅을 움직일 수 있도록 코드를 추가합니다.
적 움직이기: 적들이 일정한 속도로 위에서 아래로 움직이도록 코드를 추가합니다.

추천 단계

your-work 하위 폴더에 생성된 파일을 찾으세요. 다음을 포함해야 합니다:

-| assets
  -| enemyShip.png
  -| player.png
-| index.html
-| app.js
-| package.json

your_work 폴더에서 프로젝트를 시작하려면 다음을 입력하세요:

cd your-work
npm start

위 명령은 http://localhost:5000 주소에서 HTTP 서버를 시작합니다. 브라우저를 열고 해당 주소를 입력하세요. 현재는 영웅과 모든 적들이 렌더링되지만 아직 아무것도 움직이지 않습니다!

코드 추가하기

hero, enemy, game object에 대한 전용 객체 추가: 이 객체들은 x와 y 속성을 가져야 합니다. (상속 또는 구성 부분을 기억하세요).

힌트 game object는 x와 y 속성을 가지고 있으며 캔버스에 자신을 그릴 수 있는 능력을 가져야 합니다.

팁: 아래와 같이 생성자를 가진 새로운 GameObject 클래스를 추가하고 캔버스에 그리기 시작하세요:


class GameObject {
  constructor(x, y) {
    this.x = x;
    this.y = y;
    this.dead = false;
    this.type = "";
    this.width = 0;
    this.height = 0;
    this.img = undefined;
  }

  draw(ctx) {
    ctx.drawImage(this.img, this.x, this.y, this.width, this.height);
  }
}

이제 이 GameObject를 확장하여 Hero와 Enemy를 만드세요.

class Hero extends GameObject {
  constructor(x, y) {
    ...it needs an x, y, type, and speed
  }
}

class Enemy extends GameObject {
  constructor(x, y) {
    super(x, y);
    (this.width = 98), (this.height = 50);
    this.type = "Enemy";
    let id = setInterval(() => {
      if (this.y < canvas.height - this.height) {
        this.y += 5;
      } else {
        console.log('Stopped at', this.y)
        clearInterval(id);
      }
    }, 300)
  }
}

키 이벤트 핸들러 추가: 화살표 키를 사용해 영웅을 위/아래, 왼쪽/오른쪽으로 움직이도록 처리합니다.

기억하세요 데카르트 시스템에서 좌상단은 0,0입니다. 또한 기본 동작을 중지하는 코드를 추가하는 것을 잊지 마세요.

팁: onKeyDown 함수를 생성하고 창에 연결하세요:
```
 let onKeyDown = function (e) {
       console.log(e.keyCode);
         ...add the code from the lesson above to stop default behavior
       }
 };

 window.addEventListener("keydown", onKeyDown);
```
이 시점에서 브라우저 콘솔을 확인하고 키 입력이 기록되는 것을 확인하세요.

Pub sub 패턴 구현: 남은 부분을 따라가면서 코드를 깔끔하게 유지합니다.

이를 위해 다음을 수행할 수 있습니다:

창에 이벤트 리스너 추가:

 window.addEventListener("keyup", (evt) => {
   if (evt.key === "ArrowUp") {
     eventEmitter.emit(Messages.KEY_EVENT_UP);
   } else if (evt.key === "ArrowDown") {
     eventEmitter.emit(Messages.KEY_EVENT_DOWN);
   } else if (evt.key === "ArrowLeft") {
     eventEmitter.emit(Messages.KEY_EVENT_LEFT);
   } else if (evt.key === "ArrowRight") {
     eventEmitter.emit(Messages.KEY_EVENT_RIGHT);
   }
 });

EventEmitter 클래스 생성: 메시지를 발행하고 구독할 수 있도록 설정합니다:

class EventEmitter {
  constructor() {
    this.listeners = {};
  }

  on(message, listener) {
    if (!this.listeners[message]) {
      this.listeners[message] = [];
    }
    this.listeners[message].push(listener);
  }

  emit(message, payload = null) {
    if (this.listeners[message]) {
      this.listeners[message].forEach((l) => l(message, payload));
    }
  }
}

상수 추가 및 EventEmitter 설정:

const Messages = {
  KEY_EVENT_UP: "KEY_EVENT_UP",
  KEY_EVENT_DOWN: "KEY_EVENT_DOWN",
  KEY_EVENT_LEFT: "KEY_EVENT_LEFT",
  KEY_EVENT_RIGHT: "KEY_EVENT_RIGHT",
};

let heroImg, 
    enemyImg, 
    laserImg,
    canvas, ctx, 
    gameObjects = [], 
    hero, 
    eventEmitter = new EventEmitter();

게임 초기화

function initGame() {
  gameObjects = [];
  createEnemies();
  createHero();

  eventEmitter.on(Messages.KEY_EVENT_UP, () => {
    hero.y -=5 ;
  })

  eventEmitter.on(Messages.KEY_EVENT_DOWN, () => {
    hero.y += 5;
  });

  eventEmitter.on(Messages.KEY_EVENT_LEFT, () => {
    hero.x -= 5;
  });

  eventEmitter.on(Messages.KEY_EVENT_RIGHT, () => {
    hero.x += 5;
  });
}

게임 루프 설정

window.onload 함수를 리팩터링하여 게임을 초기화하고 적절한 간격으로 게임 루프를 설정합니다. 또한 레이저 빔을 추가합니다:

window.onload = async () => {
  canvas = document.getElementById("canvas");
  ctx = canvas.getContext("2d");
  heroImg = await loadTexture("assets/player.png");
  enemyImg = await loadTexture("assets/enemyShip.png");
  laserImg = await loadTexture("assets/laserRed.png");

  initGame();
  let gameLoopId = setInterval(() => {
    ctx.clearRect(0, 0, canvas.width, canvas.height);
    ctx.fillStyle = "black";
    ctx.fillRect(0, 0, canvas.width, canvas.height);
    drawGameObjects(ctx);
  }, 100)

};

적들이 일정한 간격으로 움직이도록 코드 추가

createEnemies() 함수를 리팩터링하여 적들을 생성하고 새로운 gameObjects 클래스에 추가합니다:

function createEnemies() {
  const MONSTER_TOTAL = 5;
  const MONSTER_WIDTH = MONSTER_TOTAL * 98;
  const START_X = (canvas.width - MONSTER_WIDTH) / 2;
  const STOP_X = START_X + MONSTER_WIDTH;

  for (let x = START_X; x < STOP_X; x += 98) {
    for (let y = 0; y < 50 * 5; y += 50) {
      const enemy = new Enemy(x, y);
      enemy.img = enemyImg;
      gameObjects.push(enemy);
    }
  }
}

그리고 영웅을 위한 createHero() 함수를 생성하여 유사한 프로세스를 수행합니다.

function createHero() {
  hero = new Hero(
    canvas.width / 2 - 45,
    canvas.height - canvas.height / 4
  );
  hero.img = heroImg;
  gameObjects.push(hero);
}

마지막으로 drawGameObjects() 함수를 추가하여 그리기를 시작합니다:

function drawGameObjects(ctx) {
  gameObjects.forEach(go => go.draw(ctx));
}

이제 적들이 영웅 우주선으로 다가오기 시작할 것입니다!

🚀 도전 과제

보시다시피, 함수와 변수, 클래스를 추가하기 시작하면 코드가 '스파게티 코드'로 변할 수 있습니다. 코드를 더 읽기 쉽게 만들기 위해 어떻게 더 잘 조직할 수 있을까요? 코드가 여전히 하나의 파일에 있어도 시스템을 스케치해보세요.

강의 후 퀴즈

복습 및 자기 학습

프레임워크 없이 게임을 작성하고 있지만, 게임 개발을 위한 많은 JavaScript 기반 캔버스 프레임워크가 있습니다. 이에 대해 읽어보는 시간을 가져보세요.

과제

코드에 주석 달기

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