HTML5-Tutorium: Canvas: MiniPong 04

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HTML-Tutorium: MiniPong

MiniPong: | Teil 1 | Teil 2 | Teil 3 | Teil 4 | Teil 5

Musterlösung: index.html (WK_MiniPong04 (SVN))

Leeres Projekt: index.html (WK_MiniPong04_empty (SVN))

Ziel: Das fertige Spiel „MiniPong“

Im vierten Teil des Tutoriums wird eine funktionsfähige Version von MiniPong erstellt.

Use Cases

Use Cases der Tutoriums-Anwendung MiniPong
Use Cases der Tutoriums-Anwendung MiniPong

Ein Spieler kann das Spiel starten (Startknopf) und vorzeitig beenden (Stopp-Knopf). Nach Spielstart kann der Spieler den Schläger am unteren Rand des Spielfeldes mit Hilfe der Richtungstasten des Keyboards nach links und rechts bewegen.

Nachdem das Spiel gestartet wurde, bewegt sich der Ball geradlinig im Spielfeld, wobei die Startrichtung zufällig gewählt wird. Kollisionen mit der linken, oberen oder rechten Wand haben eine Richtungsänderung des Balls zur Folge (Einfallswinkel = Ausfallwinkel). Eine Kollision mit der unteren Wand beendet das Spiel.

Ziel des Spiels sind möglichst viele Kollision des Balls mit dem Schläger. Eine derartige Kollision hat eine Richtungsänderung sowie einen Punktgewinn zur Folge. Der aktuelle Punktestand (Score) wird der Benutzer jederzeit angezeigt.

Wird der Schläger im Moment der Kollision bewegt, so wird der Ball abhängig von der Bewegungsrichtung und Geschwindigkeit des Schlägers abgelenkt (Simulation von Reibung).

Klassenmodell

Datei:MiniPong04 Model Overview.png
Klassendiagramm

Eine genauere Analyse der Use Cases zeigt, welche Module benötigt werden.

Das Modul „init“ hat die Aufgabe das Spiel zu initialisieren. Es definiert eine Prozedurinit“, die zunächst die wesentlichen Objekte erstellt und dann das Spiel startet. Im Klassendiagramm sind rote Pfeile zu den Modulen eingezeichnet, die das Init-Modul benötigt. Das sind die beiden Funktionsmodule „logic/minipong“ und „control/keyboard“ sowie diverse Model- und View-Klassen. Für jede dieser Klassen – mit Ausnahme der Klasse „ModelStage“ – erzeugt init ein oder im Falle der Text-Klassen sogar jeweils zwei Objekte. Als Stage-Objekt kommt – wie im dritten Teil des Tutoriums – das in der HTML-Datei enthaltene Canvas-Element zum Einsatz.

Die View-Objekte sind ausschließlich der Prozedur „init“ bekannt. Diese Objekte visualisieren die Model-Objekte, d. h. den aktuellen Zustand des Spiels. Da sich der Zustand des Spiel häufig ändert, erstellt init eine View-Loop, deren Aufgabe es ist, die Visualisierung möglichst häufig, am Besten 60 mal pro Sekunde zu erneuern. Dazu ruft die View-Loop, sobald sie einmal gestartet wurde, regelmäßig die Zeichenmethode „draw“ der einzelnen View-Objekte auf.

Datei:MiniPong04 Model ViewLoop.png
Klassendiagramm: Detailansicht der View-Loop

Die View umfasst sechs Elemente:

  • einen Button (Start, Stopp)
  • einen Ball
  • einen Schläger
  • zwei Textfelder (Score und allgemeine Informationen)

Die View-Loop muss diese sechs Objekte selbstverständlich kennen, damit sie sie darstellen kann. Die entsprechenden Beziehungspfeile werden allerdings nur der nebenstehenden Detailansicht des Klassendiagramms, aber nicht im Übersichtsdiagramm angezeigt (da das Übersichtsdiagramm anderenfalls etwas unübersichtlich werden würde). Die Init-Prozedur erzeugt diese View-Objekte sowie die zugehörigen Model-Objekte, ordnet den View-Objekten die entsprechenden Model-Objekte zu und übergibt dann ein Array mit allen View-Objekten der View-Loop. Sobald diese gestartet wird, aktualisiert sie regelmäßig die grafische Darstellung dieser Objekte im HTML-Dokument.

Die Init-Prozedur lädt ein weiteres Modul: „control/keyboard“. Diese fängt alle Tastaturereignisse ab. Sobald auf der Tastatur eine entsprechende Taste gedrückt wird, ruft sie sie Methode „start“ des Schlägers (d. h. eines Objektes der Klasse „ModelPaddle“) auf und setzt ihn in Bewegung. Welcher Taste welche Bewegungsrichtung zugeordnet ist, wird in der Init-Datei „init.json“ festgelegt.

Danach wird das eigentlich Spiel gestartet. Die Spiellogik wird in der Prozedur „minipong“ implementiert. Diese Prozedur muss die Model-Objekte des Spiels kennen, da sie deren Werte liest und in bestimmten Situationen verändert. Jede Änderung einen Model-Objekts, dem ein View-Objekt zugeordnet ist, wird fast sofort (genau gesagt, bei der nächsten Ausführung der View-Loop) visualisiert. Da dies automatisch geschieht, muss die Prozedur „minipong“ nichts weiter machen, als beispielsweise den Text innerhalb eines Text-Objekts der Klasse „ModelText“ oder die Beschriftung des Buttons innerhalb des Objekts der Klasse „ModelButton“ zu ändern. Sobald dies geschehen ist, wird die Änderung im HTML-Dokument automatisch übernommen.

Zwei wichtige Aufgaben hat die Spiellogik:

  1. Simulation der Ball/Schläger-Physik
  2. Reaktion auf Ereignisse wie Aktivierung des Start-Buttons (Spielstart), Kollision des Schlägers mit dem Ball (Punktgewinn), Verlust des Balles am unteren Bühnenrand (Spielende) etc.

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Legen Sie ein neues Projekt mit dem Namen „MiniPong04“ an.

Kopieren Sie die Dateien des Projektes MiniPong03 in das neue Projekt.

Quellen

  1. Braun (2011): Herbert Braun; Webanimationen mit Canvas; in: c't Webdesign; Band: 2011; Seite(n): 44–48; Verlag: Heise Zeitschriften Verlag; Adresse: Hannover; 2011; Quellengüte: 5 (Artikel)
  2. Kowarschick (MMProg): Wolfgang Kowarschick; Vorlesung „Multimedia-Programmierung“; Hochschule: Hochschule Augsburg; Adresse: Augsburg; Web-Link; 2018; Quellengüte: 3 (Vorlesung)