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游戏设计的协程？

发布于 2024-07-30 10:06:57 字数 376 浏览 6 评论 0原文

我听说协程是构建游戏的好方法（例如 PEP 342：“协程是表达许多算法的自然方式，例如模拟、游戏......”）但我很难理解这实际上是如何完成的。

我从这篇文章中看到，协程可以表示状态机中的状态，使用调度程序相互转换，但我不清楚这如何应用于游戏状态根据多个玩家的移动而变化的游戏。

有没有使用可用协程编写的游戏的简单示例？或者有人可以提供如何完成的草图吗？

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多像笑话 2024-08-06 10:06:57

协程允许通过协作多任务创建大量非常轻量级的“微线程”（即微线程故意挂起自身以允许其他微线程运行）。请阅读 Dave Beazley 关于此主题的文章。

现在，这种微线程对于游戏编程的作用显而易见。考虑一款实时策略游戏，其中有数十个单位 - 每个单位都有自己的思想。对于每个单元的人工智能来说，在模拟的多任务环境中作为这样的微线程运行可能是一种方便的抽象。这只是一个例子，我相信还有更多。

在谷歌上搜索“协程游戏编程”似乎会带来有趣的结果。

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戒ㄋ 2024-08-06 10:06:57

协程最突出的例子可能是古老的图形点击冒险游戏，它们用于编写游戏中的过场动画和其他动画序列。一个简单的代码示例如下所示：

# script_file.scr
bob.walkto(jane)
bob.lookat(jane)
bob.say("How are you?")
wait(2)
jane.say("Fine")
...

整个序列不能写为普通代码，因为您希望在执行 bob.walkto(jane) 而不是跳跃后看到 bob 执行行走动画直接到下一行。然而，要播放行走动画，您需要将控制权交还给游戏引擎，这就是协程发挥作用的地方。

整个序列作为协程执行，这意味着您可以根据需要暂停和恢复它。像 bob.walkto(jane) 这样的命令会告诉引擎端 bob 对象它的目标，然后挂起协程，等待 bob 到达目标时的唤醒调用。

在引擎方面，事情可能看起来像这样（伪代码）：

class Script:
    def __init__(self, filename):
        self.coroutine  = Coroutine(filename)
        self.is_wokenup = True

    def wakeup(self):
        self.is_wokenup = False;

    def update():
        if self.is_wokenup:
          coroutine.run()            


class Character:
   def walkto(self, target, script):
       self.script = script
       self.target = target

   def update(self):
       if target:
           move_one_step_closer_to(self.target)
           if close_enough_to(self.target):
               self.script.wakeup()

               self.target = None
               self.script = None

objects = [Character("bob"), Character("jane")]
scripts = [Script("script_file.scr")]

while True:
    for obj in objects:
        obj.update()

    for scr in scripts:
        scr.update()

然而，有一点警告，虽然协程使这些序列的编码非常简单，但并不是您发现的每个实现都会考虑到序列化而构建，因此游戏保存将如果大量使用协程，这将成为一个相当麻烦的问题。

这个例子也只是游戏中协程的最基本的情况，协程本身也可以用于许多其他任务和算法。

The most prominent case of coroutines are probally old graphical point&click adventure games, where they where used to script cutscenes and other animated sequences in the game. A simple code example would look like this:

# script_file.scr
bob.walkto(jane)
bob.lookat(jane)
bob.say("How are you?")
wait(2)
jane.say("Fine")
...

This whole sequence can't be written as normal code, as you want to see bob do his walk animation after you did bob.walkto(jane) instead of jumping right to the next line. For the walk animation to play you however need to give control back to the game engine and that is where coroutines come into play.

This whole sequence is executed as a coroutine, meaning you have the ability to suspend and resume it as you like. A command like bob.walkto(jane) thus tells the engine side bob object its target and then suspends the coroutine, waiting for a wakeup call when bob has reached his target.

On the engine side things might look like this (pseudo code):

class Script:
    def __init__(self, filename):
        self.coroutine  = Coroutine(filename)
        self.is_wokenup = True

    def wakeup(self):
        self.is_wokenup = False;

    def update():
        if self.is_wokenup:
          coroutine.run()            


class Character:
   def walkto(self, target, script):
       self.script = script
       self.target = target

   def update(self):
       if target:
           move_one_step_closer_to(self.target)
           if close_enough_to(self.target):
               self.script.wakeup()

               self.target = None
               self.script = None

objects = [Character("bob"), Character("jane")]
scripts = [Script("script_file.scr")]

while True:
    for obj in objects:
        obj.update()

    for scr in scripts:
        scr.update()

A litte word of warning however, while coroutines make coding these sequences very simple, not every implementations you will find of them will be build with serialisation in mind, so game saving will become quite a troublesome issue if you make heavy use of coroutines.

This example is also just the most basic case of a coroutine in a game, coroutines themselves can be used for plenty of other tasks and algorithms as well.

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