자바로 만드는 비행기 게임 1

본 글타래에서는 자바를 사용하여 간단한 비행기 게임을 만드는 과정을 서술해볼까 한다.

원활한 자바 프로그래밍을 위해서, JDK와 Eclipse가 설치되어있어야 한다. 이에 대한 자세한 설명은 생략하고, 멋들어진 이름으로 프로젝트를 하나 만들어보자.

예전에 제출했던 이름을 따와서 타티을(Tatieul)이라는 이름으로 class를 하나 만들었다.

public class Tatieul {
  public static void main(String[] args) {

  }
}

간단한 슈팅 게임을 만들어보자.

• 비행기 같은게 나와서, (Graphics)
• 화살표 키를 통해 움직이고, (Event Handling)
• 적기가 등장하면 그걸 미사일을 쏴서 맞추고, (Collision Detecting)
• 적기가 쏘는 미사일을 피해야 한다. (Enemy AI)
• 여러 사람이 할 수 있다면 더 재밌을 것 같다. (Network)

먼저 화면에 무언가를 그리려면 창을 띄워야 한다. 자바에서 창을 띄우려면 AWT(Abstract Window Toolkit)을 쓰거나, AWT의 확장 버전인 Swing을 쓰면 된다. 본 글에서는 개인적인 취향에 따라 Swing을 쓰도록 하겠다.

창을 띄우기 위해 JFrame을 사용하겠다. 사용하기 가장 쉬운 방법은? 상속 해보는거다. 하지만 JFrame을 상속받으면 나중에 Graphics를 할 때 상당한 성능적 문제가 생긴다. (마치 ERASE_BACKGROUND 메시지에 의해 flickering 이 지속적으로 발생하는 것과 같은.)

아무튼 그런고로 무언가를 담을 수 있는 좋은 class인 JPanel class를 상속받는다.

import javax.swing.*;
public class Tatieul extends JPanel {
  public Tatieul() {
    setPreferredSize(new Dimension(640, 480));
  }
  public static void main(String[] args) {
    JFrame frame = new JFrame("Tatieul - New Generation Shooting Game");
    frame.setContentPane(new Tatieul());
    frame.pack();
    frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
    frame.setVisible(true);
  }
}

코드의 양이 확 늘어났지만 별로 하는 일은 없다.

• JPanel class를 상속 받은 Tatieul class가 생성될 때 자신의 크기를 640, 480으로 정한다.
• main 함수에서는 창을 띄우기 위한 JFrame 객체를 하나 만든다. 생성 인자로는 창의 Title을 넣을 수가 있다.
• setContentPane 함수를 사용해서 Tatieul 객체를 넣는다. 이제 창에 우리가 만든 Tatieul 객체가 보여지게 되는 것이다.
• pack 함수를 통해 창 크기를 contentPane의 크기에 맞춘다. contentPane은 방금 Tatieul 객체로 지정했는데, Tatieul 객체는 생성할 때 640, 480으로 크기를 지정했으니까 창의 크기도 pack 함수에 의해 640, 480이 된다.
• setDefaultCloseOperation 함수는 창이 종료될 때 어떤 동작을 할지 결정하는 함수다. JFrame.EXIT_ON_CLOSE 값을 인자로 주면 창을 끌 때 프로그램이 같이 끝난다. 만약 이 코드를 추가하지 않으면, 이 자바 프로그램은 창을 닫아도 메모리에 계속 남아있게 될 것이다!
• 마지막으로 setVisible 함수를 통해 완성된 JFrame 객체를 화면에 띄워준다.

민둥 창 하나가 떴다. 이제 그림을 그려보자. 그림을 그리기 위해서는 paintComponent 함수를 override하면 된다.

import java.awt.*;
import javax.swing.*;
public class Tatieul extends JPanel {
  public Tatieul() {
    setPreferredSize(new Dimension(640, 480));
  }
  public void paintComponent(Graphics g) {
    g.setColor(Color.black);
    g.fillRect(0, 0, 640, 480);
  }
  public static void main(String[] args) {
    JFrame frame = new JFrame("Tatieul - New Generation Shooting Game");
    frame.setContentPane(new Tatieul());
    frame.pack();
    frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
    frame.setVisible(true);
  }
}

paintComponent란 함수를 보면 인자로 Graphics 객체를 받는다. Graphics 객체는 그림을 그리는데 필요한 여러 함수들을 가지고 있다. 일단 색상을 지정하는 setColor 함수와 사각 영역을 칠해주는 fillRect 함수를 통해서 창을 검게 만들어봤다.

이제 비행기를 그려보자. 일단, 비행기를 어디에 그려야할지 위치 정보가 있어야겠다. 화면은 2D이니까 x, y 좌표만 있으면 되겠다. 이를 저장하기 적절한 Point 객체를 써보자.

import java.awt.*;
import javax.swing.*;
public class Tatieul extends JPanel {
  private Point shipPos = new Point(320, 400);
  public Tatieul() {
    setPreferredSize(new Dimension(640, 480));
  }
  public void paintComponent(Graphics g) {
    g.setColor(Color.black);
    g.fillRect(0, 0, 640, 480);
    g.setColor(Color.yellow);
    g.fillOval(shipPos.x - 8, shipPos.y - 16, 16, 32);
  }
  public static void main(String[] args) {
    JFrame frame = new JFrame("Tatieul - New Generation Shooting Game");
    frame.setContentPane(new Tatieul());
    frame.pack();
    frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
    frame.setVisible(true);
  }
}

Point 객체를 멤버 변수로 하나 갖는데 그 이름이 무려 shipPos다. 이름에서 느껴지듯이 플레이어의 Ship의 x, y 좌표 값을 저장한다. 기본값을 320, 480으로 주었다. 그리고 paint 함수에서 이 값을 사용해서 Ship을 그린다. 색을 노란색으로 지정하고, fillOval 함수를 사용해서 타원을 채운다. shipPos를 중심으로 가로길이 16, 세로길이 32짜리 타원을 그리는데 shipPos가 Ship의 중앙 지점이 되어야하므로 길이를 반으로 나눈 값을 x, y에서 빼주어서 중심 좌표에 타원을 그리도록 하였다.

이제 화살표키 입력을 통해 Ship 을 움직여보자.
화살표키 입력을 받으려면 KeyListener 인터페이스의 구현체가 필요하다. 그리고 이 구현체를 addKeyListener 함수를 통해 넣어주면 키 입력에 대한 통지를 받을 수 있다.

간단하게 Tatieul class 에서 KeyListener interface를 구현해보자.

import java.awt.*;
import java.awt.event.*;
import javax.swing.*;
public class Tatieul extends JPanel implements KeyListener {
  private Point shipPos = new Point(320, 400);
  public Tatieul() {
    setPreferredSize(new Dimension(640, 480));
    setFocusable(true);
    addKeyListener(this);
  }
  public void keyPressed(KeyEvent e) {
    switch (e.getKeyCode()) {
    case KeyEvent.VK_UP:    shipPos.y -= 10; break;
    case KeyEvent.VK_DOWN:  shipPos.y += 10; break;
    case KeyEvent.VK_LEFT:  shipPos.x -= 10; break;
    case KeyEvent.VK_RIGHT: shipPos.x += 10; break;
    }
    repaint();
  }
  public void keyReleased(KeyEvent e) {}
  public void keyTyped(KeyEvent e) {}
  public void paintComponent(Graphics g) {
    g.setColor(Color.black);
    g.fillRect(0, 0, 640, 480);
    g.setColor(Color.yellow);
    g.fillOval(shipPos.x - 8, shipPos.y - 16, 16, 32);
  }
  public static void main(String[] args) {
    JFrame frame = new JFrame("Tatieul - New Generation Shooting Game");
    frame.setContentPane(new Tatieul());
    frame.pack();
    frame.setLocationRelativeTo(null);
    frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);
    frame.setVisible(true);
  }
}

KeyListener interface를 구현하면 3개의 함수를 반드시 구현해야한다. keyPressed, keyReleased, keyTyped 함수가 그것인데, 비행기를 움직일 때는 키가 눌렸을 때 바로 처리할 것이기 때문에 나머지 두 개의 함수는 쓸 일이 없고, keyPressed 함수에서만 어떤 key가 눌렸는지 분기해서 shipPos 값을 변경하도록 한다.

그리고 변경을 한 다음에는 반드시 repaint 함수를 호출하여 변경된 비행기를 화면에 다시 그려주어야 한다.

이러한 key 처리 코드가 제대로 동작하려면 key 입력 통지를 받아야 한다.
생성자에서 보면 addKeyListener(this)와 같은 코드가 있다. JPanel class를 상속받은 Tatieul 객체에서 키 입력이 발생하면 그것을 this에게 알려주겠다는 것이다. 즉, 키가 눌리면 Tatieul class의 keyPressed 함수가 호출되게 된다는 것이다.

빼먹으면 안 되는 것이 하나 있다. 바로 addKeyListener 함수 위에 있는 setFocusable(true) 인데, 이것을 true로 주지 않으면 JPanel 객체는 focusable하지 않은 상태가 되어서 키 입력을 받지 못하는 상태가 되어버린다!
따라서 키 입력을 받을 수 있도록 focusing이 가능하게 해주어야 한다는 것이다.

숨가쁘게 비행기를 움직이는 것까지 진행해보았다. 다음은 미사일을 쏘는 것에 대해서 해보자.