Historie vývoje počítačových her (74. část – strategické hry FreeCol a OpenTTD)

18. 4. 2013

Doba čtení: 18 minut

Líbí se vám článek?
Podpořte redakci

V sedmdesáté čtvrté části našeho seriálu o historii vývoje výpočetní techniky i počítačových her si společně podrobněji popíšeme dvě strategické hry, které byly vytvořeny v rámci vývoje open-source aplikací. První dnes popisovaná hra se jmenuje FreeCol a druhá (dnes již slavná) hra nese název OpenTTD.

Obsah

1. Historie vývoje počítačových her (74. část – strategické hry FreeCol a OpenTTD)

2. Strategická hra FreeCol

3. Stručný popis hry FreeCol

4. Rozdíly mezi původní hrou Colonization a FreeCol

5. Systém klient-server, změna pravidel hry FreeCol

6. Strategická hra naprogramovaná v Javě z hlediska programátora i uživatele

7. Budovatelská strategická hra OpenTTD

8. Vylepšení ve hře OpenTTD v porovnání s Transport Tycoon Deluxe

9. Odkazy na Internetu

1. Historie vývoje počítačových her (74. část – strategické hry FreeCol a OpenTTD)

V dnešní části seriálu o historii vývoje výpočetní techniky se opět budeme zabývat popisem strategických her dostupných ve formě open source. Především si podrobněji popíšeme hru nazvanou FreeCol, jejíž principy jsou odvozeny od již popsané komerční hry Colonization pocházející z roku 1994, kterou jsme si již v tomto seriálu popsali [1]. Ve druhé části článku si řekneme základní informace o slavné budovatelské strategické hře OpenTTD založené na Transport Tycoonu a především pak na Transport Tycoonu Deluxe [2]. Oproti svým starším komerčním protějškům najdeme jak ve hře FreeCol, tak i v OpenTTD velké množství různých oprav a vylepšení.

Obrázek 1: Instalační program hry FreeCol počítá i s použitím češtiny.

Zajímavé může být i porovnání technologií, na nichž jsou obě dnes popisované strategické open source hry postaveny. Vývojáři OpenTTD se drží tradičního a osvědčeného postupu, protože využívají pro implementaci hry převážně programovací jazyk C++, takže se OpenTTD kompiluje zvlášť pro každou platformu a pro každý operační systém (zdrojové kódy lze získat například z tohoto Mercurial repositáře: http://hg.openttd.org/openttd/trunk.hg). Výsledkem je aplikace, která je nenáročná na výpočetní výkon a lze ji bez větších problémů provozovat i na deset let starých počítačích (které navíc již v době jejich koupě patřily spíše do skupiny podprůměrných strojů). Hra FreeCol je naproti tomu implementována v programovacím jazyku Java, takže se jednou přeložené třídy a rozhraní mohou využít na jakémkoli systému, na němž je nainstalováno běhové prostředí Javy. Volba Javy byla podmíněna i tím, že FreeCol patří mezi klasické tahové strategie, v nichž není kladen takový důraz na rychlé animace.

Obrázek 2: Průběh instalace hry FreeCol.

Obrázek 3: Průběh instalace hry FreeCol.

Obrázek 4: V hlavním menu hry FreeCol lze mj. spustit i editor map.

Obrázek 5: Editor map, který je součástí hry FreeCol.

2. Strategická hra FreeCol

První strategickou hrou vyvinutou v rámci „hnutí“ open source, s níž se v dnešním článku seznámíme, je hra nesoucí název FreeCol. O této dnes již velmi známé a dokonce i několikrát oceněné hře jsme se již velmi stručně zmínili minule. Název tohoto herního titulu prozrazuje, že FreeCol je založena na myšlenkách, které byly implementovány v komerční hře Colonization (Kolonizace), kterou jsme si podrobně popsali v předminulé části tohoto seriálu. Možná ale nebude na škodu, když si připomeneme některé myšlenky, na nichž je hra Kolonizace postavena. Děj této hry začíná v roce 1492 připlutím prvních lodí s osadníky z evropského kontinentu do Ameriky (kolonizace Ameriky Vikingy okolo roku 1000 zde není přímo podporována). Hra většinou končí okolo roku 1850, kdy se již počítá s tím, že se původní kolonie (založená již zmíněnými prvními osadníky) osamostatní a vznikne tak plnohodnotný a suverénní stát.

Obrázek 6: Editor map, který je součástí hry FreeCol.

Hra Kolonizace a tím pádem samozřejmě i její open source varianta FreeCol patří mezi strategické hry typu 4X, což je zkratka značící Explore, Expand, Exploit, Exterminate. To znamená, že hráč bude objevovat nová území (lesy, pouště, pláně, hory, indiánské vesnice i starobylé ruiny), z nichž se skládá herní svět, bude na těchto územích budovat nové osady, využívat místní zdroje potravin i minerálů a nakonec se může snažit o vybudování dominantní kolonie, i když je nutné říci, že ve hře Kolonizace (a tím pádem ani ve hře FreeCol) není nutné zničit všechny protivníky a mnohdy to ani není vhodné z dlouhodobého strategického hlediska – protivníci totiž mohou tvořit účinnou nárazníkovou zónu ve chvíli osamostatnění kolonie. V původní hře Kolonizace byla patrná snaha o zakotvení děje hry v historii, což je dodrženo i ve FreeCol, i když zde jsou možnosti nastavení herního světa i pravidel hry poměrně širší, a to až do takové míry, že je možné pravidla kompletně změnit editací několika textových souborů.

Obrázek 7: Na začátku hry je možné si zvolit obtížnost i další parametry, od nichž se bude odvíjet celá simulace herního světa.

Obrázek 8: Výběr státu, který bude hráč reprezentovat. Kromě Holandska, Francie, Velké Británie a Španělska jsou ve hře FreeCol k dispozici i další státy.

Obrázek 9: První tah se odehrává v roce 1492.

Obrázek 10: Přistání na novém kontinentě o rok později.

3. Stručný popis hry FreeCol

V původní hře Colonization si mohl hráč vybrat, kterou ze čtyř dobových mocností bude v nově vznikajících koloniích zastupovat. K dispozici byly čtyři státy – Velká Británie, Holandsko, Španělsko a Francie. Výběr státu hned na začátku hry měl poměrně zásadní vliv na celý další děj, protože se lišily jak prostředky dostupné v prvních tazích (typ lodí, počet kolonistů, kteří se na lodích plaví), tak i způsob, jakým se jednotlivé státy ke vznikajícím koloniím i k původním obyvatelům Ameriky chovaly. Ve hře FreeCol byly možnosti výběru států ještě dále rozšířeny, například o Portugalsko (ti si ostatně zasloužili být zařazeni už do původní Kolonizace :-), Švédsko či Rusko. Ve hře FreeCol je možné si následně vybrat i kontinent, na němž se bude hra odehrávat. Kromě klasické mapy obou Amerik se tak může děj odehrávat například i v Africe či dokonce na kontinentu, který si hráč sám vytvoří v zabudovaném interaktivním editoru map.

Obrázek 11: Obrazovka představující přístav v domovské zemi. V dolní části jsou zobrazeny ceny za jednotlivé produkty, suroviny a plodiny.

Ihned po výběru kolonizačního státu a tvaru herního světa již před hráčem stojí první úkol – objevit nový světadíl a vystavět na něm první životaschopnou osadu. K dispozici je i při volbě nejjednodušší obtížnosti pouze jedna loď vyplouvající z domovského přístavu a plující kamsi na západ. Výběr konkrétního místa, kde má být kolonie založena, je stejně důležitý, jako tomu bylo u zakládání měst ve hře Civilizace, protože je nutné obyvatelům zajistit jak potraviny, tak i dostatek surovin, z nichž lze vyrábět jak předměty využívané samotnou kolonií, tak i zboží, s nímž lze obchodovat (navíc je již část kontinentu obsazena domorodými kmeny a civilizacemi). Obchod je v Kolonizaci a tím pádem i ve hře FreeCol velmi důležitý, protože od domovského státu v Evropě se žádné výraznější pomoci nedočkáme – jediný kontakt s panovníkem spočívá v jeho příkazech o uvalení vyšších daní (tato pravidla je však možné částečně upravit přímo ve hře či již zmíněnou editací konfiguračních souborů). S obchodem úzce souvisí i mikromanagement jednotlivých osad, které by měly buď vyvážet vypěstované či vytěžené suroviny, nebo z těchto surovin vyrábět další (obecně dražší) zboží na export.

Obrázek 12: Obrazovka s informacemi o právě vybudované osadě.

Obrázek 13: Novinka ve hře FreeCol – výrobní fronta, kde lze „naprogramovat“, které stavby či jednotky se mají v osadě postavit. Výrobní frontu lze samozřejmě kdykoli změnit.

Obrázek 14: Pohled na herní svět lze různým způsobem modifikovat (zde je zobrazena mřížka) a pro každé políčko je možné zjistit podrobnější informace o surovinách či o plodinách, které zde lze těžit.

Obrázek 15: Systém „otců zakladatelů“ zůstal ve hře FreeCol zachován, většinou však není použit při síťové hře více hráčů.

4. Rozdíly mezi původní hrou Colonization a FreeCol

Hra Colonization vznikla již v roce 1994 a primárním systémem, na němž byla původně provozována, byl DOS na osobních počítačích PC. Naproti tomu byla první hratelná verze hry FreeCol dokončena až v roce 2003 a díky tomu, že je hra kompletně implementovaná v programovacím jazyku Java, ji lze provozovat teoreticky na každém operačním systému, na němž je nainstalováno běhové prostředí Javy (JRE – Java Runtime Environment). Lze tedy předpokládat, že rozdíly mezi oběma hrami budou značné, a to i přesto, že se tvůrci hry FreeCol snažili o to, aby původní herní principy a pravidla zůstala v co největší míře zachována. Jeden z rozdílů je patrný již při pohledu na screenshoty obou her, protože zatímco původní Kolonizace používala půdorysný pohled (stejně jako Civilizace či Master of Magic), je ve hře FreeCol herní svět zobrazen v isometrickém promítání (každý způsob zobrazení přináší některé klady, ale samozřejmě i zápory, které mj. souvisí i se způsobem pohybu jednotek po herním světě).

Obrázek 16: Nákup nové lodi v domovském přístavu.

FreeCol taktéž umožňuje měnit velikost okna, v němž hra běží. Implicitně se sice FreeCol spouští ve fullscreen režimu, v němž nejsou vidět žádné dekorace hlavního okna, ovšem lze ji velmi snadno zmenšit do běžného okna (implicitní klávesová zkratka je Ctrl+Enter). Sami programátoři této hry doporučují minimální rozlišení či velikost okna 1024×768 pixelů (většina screenshotů umístěných v tomto článku používá přesně toto rozlišení), ovšem ve skutečnosti je hru možné provozovat například i v rozlišení 1024×600 pixelů, takže majitelé subnotebooků (Asus EEE atd.) nemusí být odkázání pouze na DOSBox a původní Kolonizaci ;-). Novinek je však ve FreeCol mnohem více – týkají se například možnosti nastavit si velmi podrobně parametry nové hry či si vymodelovat vlastní kontinent. Velmi užitečná je i možnost dopředu určit pořadí budov a/nebo jednotek, které se mají v jednotlivých osadách postavit. Tím se do značné míry zjednodušuje mikromanagement, a to především v pozdějších fázích hry. O další novince – síťové hře – se zmíníme v další kapitole.

Obrázek 17: Pokud má hráč dostatek peněz, může si v domovském přístavu najmout nové kolonisty.

Obrázek 18: Součástí hry FreeCol je i encyklopedie, opět podobná encyklopedii použité již v původní Kolonizaci.

Obrázek 19: Další pohled na herní svět hry FreeCol.

Obrázek 20: Změna nastavení parametrů hry.

5. Systém klient-server, změna pravidel hry FreeCol

Původní Colonization byla typickou komerční DOSovou hrou určenou pro jednoho hráče. Ovšem díky masivnímu rozvoji počítačových sítí bylo možné při vývoji hry FreeCol implementovat i podporu pro souběžnou hru více hráčů. Ve skutečnosti je totiž FreeCol implementována jako systém klient-server, a to i v případě, že si hráč přeje hrát soukromě pouze proti protivníkům řízeným umělou inteligencí (AI), tj. stejným způsobem, jako tomu bylo v původní Kolonizaci. Existuje hned několik režimů hry FreeCol. Serverovou část je možné spustit privátně (a to i v případě, že si hráč přeje hrát pouze proti AI), nebo je možné server zaregistrovat na takzvaném metaserveru dostupném na adrese meta.freecol.org:3540. Samozřejmě je nutné mít korektně nastavena pravidla firewallu, popř. lze využít HTTP tunel :-). Díky existenci tohoto metaserveru je možné se připojit i k již nastavenému serveru a tím pádem k probíhající hře (jednotlivé herní servery hry FreeCol většinou pro komunikaci používají port 3541).

Obrázek 21: Volba tvaru herního světa, četnosti řek atd.

Mezi další novou a zajímavou vlastnost hry FreeCol patří možnost změny pravidel hry. Některé změny lze provést přímo z grafického uživatelského rozhraní v dialogu zobrazeném na začátku nové hry, ovšem pokud si hráč přeje provést úplnou změnu pravidel, stačí mu k tomu pouze vhodný textový editor a znalost XML. Pravidla jsou totiž uložena v textových souborech (přesněji řečeno v souborech XML) se jménem specification.xml, které lze samozřejmě v případě potřeby měnit. Taktéž je možné modifikovat jednotlivé obrázky použité jak při zobrazení herního světa, tak i na specifických obrazovkách (dialog s informacemi o vybrané osadě, dialog s informacemi o stavu přístavu v domovském státu…). Za zmínku taktéž stojí možnost překladu celé hry do zvoleného jazyka/nářečí, což je řešeno klasickými soubory FreeColMessages{jazyk}.properties. Mimochodem – mezi překladateli hry FreeCol do češtiny jsou i čtenáři Roota :-) [velký dík!].

Obrázek 22: Nominace dalšího „otce zakladatele“.

Obrázek 23: Trénink nových kolonistů-specialistů.

Obrázek 24: Připlutí lodi do domovské země.

Obrázek 25: Možnosti grafického uživatelského rozhraní hry.

6. Strategická hra naprogramovaná v Javě z hlediska programátora i uživatele

Na hře FreeCol je zajímavý i fakt zmíněný hned v úvodu – pro její implementaci si vývojáři zvolili programovací jazyk Java, což s sebou přináší některé výhody, ale samozřejmě i nevýhody. Mezi přednosti lze z hlediska vývojářů zahrnout zejména širokou dostupnost vhodných programátorských nástrojů, samozřejmě včetně kvalitních integrovaných vývojových prostředí či nástrojů typu FindBugs. Z hlediska uživatelů patří mezi přednosti snadná přenositelnost hry FreeCol na různé platformy, protože díky absenci nativních knihoven lze tuto hru přenášet na různé operační systémy; minimálně na Linux, Microsoft Windows a Mac OS X. Postačuje, aby na daném systému byla nainstalována JRE (běhové prostředí Javy) alespoň verze 1.5.0. Mezi zápory lze počítat poněkud pomalejší reakce grafického uživatelského rozhraní hry i pomalejší implementaci AI počítačem řízených protivníků. Samotná implementace hry je relativně malá – velikost Java archivu s bajtkódy všech tříd je přibližně 2,4 MB, další knihovny jsou uloženy v jednom megabajtu (a datové soubory v dalších 34 MB).

Obrázek 26: Další pohled na výrobní frontu.

Abych si v praxi vyzkoušel, do jaké míry je tato javovská aplikace reálně provozovatelná i na starších počítačích, byla většina screenshotů, které jsou v tomto článku použity, pořízena na zhruba deset let starém počítači vybaveném jednojádrovým mikroprocesorem AMD Athlon Thunderbird s interní hodinovou frekvencí 800 MHz a operační pamětí s kapacitou 512 MB (mimochodem – tento počítač používám i pro běžnou práci, ovšem například na zobrazení videa ve větším rozlišení již jeho výpočetní výkon nedostačuje). Po přibližně jedné hodině hraní FreeCol s využitím OpenJDK6 se ukázalo, že relativně malá kapacita operační paměti (zmíněných 512 MB) není pro hru FreeCol větší překážkou (běžné aplikace i vlastní hra souběžně pracovaly bez nutnosti swapování), ovšem překreslení celé scény v rozlišení 1280×1024 pixelů již bylo znatelně zpomaleno (cca jedna sekunda) a především poměrně dlouho trvalo „přemýšlení“ počítačem řízených protivníků (cca šest až osm sekund pro provedení celého tahu v závislosti na počtu protivníků a počtu indiánských kmenů/civilizací). Na subnotebooku Asus EEE 1000 již bylo překreslování dostatečně rychlé, „přemýšlení“ AI však stále bylo znatelné (podobným neduhem trpěla například i hra Civilization II).

Obrázek 27: Prodej surovin v Evropě.

Obrázek 28: Chyba při výpadku spojení se serverem.

Obrázek 29: Nastavení pohybu surovin a zboží ve skladu.

Obrázek 30: Hodný král nám milostivě zvýšil daně.

Obrázek 31: Na konci tahu je možné si nechat zobrazit souhrnnou zprávu.

7. Budovatelská strategická hra OpenTTD

Druhou strategickou hrou vyvinutou jako open source aplikace, je hra s názvem OpenTTD. Název této hry je odvozen ze jména (či přesněji řečeno ze zkratky jména) komerční hry Transport Tycoon Deluxe, neboli TTD. Hra OpenTTD začala být vyvíjena z toho důvodu, že uživatelé-hráči chtěli postupně rozšiřovat možnosti původního TTD – chtěli například přidávat nové typy dopravních prostředků, měnit pravidla hry, měnit obrázky staveb atd. atd. Některé problémy s původním TTD byly taktéž způsobeny tím, že tato hra byla původně určena pro operační systém DOS, takže ji bylo problematické spustit na jiných typech operačních systémů (tento problém byl jen částečně vyřešen později vydanou komerční verzí TTD pro Windows 95).

Obrázek 32: Hlavní menu původní komerční hry Transport Tycoon Deluxe s „aktivním“ pozadím

Jednu z možností, jak zasahovat do TTD, představuje projekt TTDPatch, o němž jsme se zmínili zde http://www.root.cz/clanky/historie-vyvoje-pocitacovych-her-70-cast-transport-tycoon-a-transport-tycoon-deluxe/#k07, ovšem problém s přenositelností TTD na různé platformy tímto nástrojem samozřejmě nemohl být vyřešen. V roce 2003 se Ludvig Strigeus rozhodl k razantnímu řešení – přepisu celého TTD do programovacího jazyka C (později C++). O rok později, tedy v roce 2004, byla dostupná první verze OpenTTD. Samotný vývoj byl z technologického hlediska velmi zajímavý, protože nejdříve došlo k „přepisu“ původního strojového kódu do C/C++ a postupně se takto vygenerovaný (a pravděpodobně dosti nečitelný) kód ručně upravoval a čistil. Vývoj OpenTTD trvá dodnes a jedná se o jednu z velmi populárních multiplatformních her.

Obrázek 33: Transport Tycoon Deluxe využíval grafický režim s rozlišením 640×480 pixelů s 256 barvami.

8. Vylepšení ve hře OpenTTD v porovnání s Transport Tycoon Deluxe

V OpenTTD najdeme většinu vylepšení, které byly implementovány již do TTDPatche. V první řadě došlo k vylepšení AI, takže počítačem řízení protivníci již většinou nestaví zcela nesmyslné trati či nezajišťují leteckou dopravu mezi dvěma blízkými městy. Dále je možné velmi jednoduchým způsobem – přímo ze hry – přidávat do OpenTTD další typy vozidel, staveb, letadel atd., takže je možné si například nakoupit dvouplošníky a fajnšmekři mají k dispozici i horkovzdušný balón (pravděpodobně nejpomalejší dopravní prostředek v OpenTTD :-). S tím souvisí i poměrně velké změny v programovém kódu zajišťujícím vykreslování, protože namísto původních osmibitových spritů lze používat i obrázky v režimu true color (24/32 bitů na pixel). Samozřejmě byla vylepšena i možnost hry více hráčů, protože původní způsob propojení počítačů pomocí modemů již dnes musel být nahrazen lepším protokolem.

Obrázek 34: OpenTTD.

Nesmíme zapomenout se zmínit o dalším vylepšení – původní světelné signály používané na železničních tratích byly rozšířeny o další typy semaforů, které navíc mohou být alternativně vystavěny jako semafory mechanické. Díky novým způsobům signalizace bylo možné začít stavět vysokokapacitní koridory. Více informací o tomto zásadním vylepšení (i o dalších zde nezmíněných novinkách v OpenTTD) si řekneme v navazující části tohoto seriálu.