на каком языке сделан майнкрафт

На каком языке программирования написан Minecraft

Изначально, Майнкрафт был написан на Java. Кстати, это чуть ли не единственная игра, созданная при помощи этого языка программирования. Именно благодаря этому, Java, который языком энтерпрайза, стал еще более популярным. Многие приходили в мир программирования именно через эту игру.

К тому же, на Java было написано множество модификаций Майнкрафта, что также повышало интерес как с самому языку, так и к игре. Однако в 2017 году стало известно о том, что базовая версия Minecraft будет на языке C++. С чем это связано?

Дело в том, что Java отлично подходил для этой игры до тех пор, пока разработчики не решили, что необходимо объединить все версии, в том числе для мобильных устройств. В итоге пользователи смогут играть в Майнкрафт на различных платформах, включая iOS. Здесь и кроется основная проблема. Дело в том, что Java не поддерживает iOS. А для полной кроссплатформенности разработчикам потребовалось изменить базовый язык, на котором написано приложение.

В результате, Minecraft теперь будет доступен в двух версиях – основная написана на C++ и дополнительная – Java Edition.

Если вы никогда не играли в Minecraft, но видели, как дети увлеченно это делают, наверняка вы задавались вопросом о том, что же там такого интересного? Ведь выглядит Майнкрафт совершенно не так, как большинство современных игр со сглаженными текстурами и навороченными эффектами.

Майнкрафт – это буйство пикселей и кубических моделей. При первом взгляде неискушенного геймера может показаться, что вы перенеслись в далекое прошлое в те времена, когда игроки носились по закоулкам неизвестной планеты в игре Doom.

Но на самом деле, Minecraft не имеет ничего общего с первыми трехмерными шутерами. Более того, это не шутер вовсе. Майнкрафт это целый мир, где вам предстоит менять ландшафт, добывать предметы и строить свои собственные постройки от простейших хижин до настоящих дворцов.

Minecraft – это, скорее, оцифрованный конструктор Лего, причем здесь нет каких-либо инструкций, что также очень нравится детям. Вы можете строить любое здание, главное, чтобы для этого хватило ресурсов. Почему же Minecraft так нравится детям?

Однако у всего этого есть и свои отрицательные стороны. В сети Интернет полно статей о том, как дети привыкают к игре и о появлении зависимости. Если ребенок слишком много времени уделяет игре, у него может ухудшиться успеваемость в школе, появляется апатия и это далеко не все негативные последствия.

Вместо того, чтобы запрещать детям играть в Майнкрафт, можно сделать так, чтобы Minecraft стал действительно полезен. И в этом помогут уроки программирования.

Почему сегодня многие онлайн школы программирования предлагают именно эту игру? Дело в том, что она пользуется популярностью у детей. Заинтересовать ребенка, если он будет заниматься любимым делом, намного проще.

В рамках уроков дети совмещают приятное с полезным. Они создают своих собственных персонажей и локации, что позволяет максимально включить творческие нотки в процесс обучения.

Для работы используется специальная среда разработки – Scratch. Это наиболее адаптированная платформа, работа в которой не вызовет затруднений у ребенка. Здесь предлагаются уже готовые модули, с помощью которых дети смогут выполнять различные задания преподавателя.

Основная суть такого обучения сводится к тому, чтобы научить детей мыслить логически, изучить, что такое алгоритмы, познакомиться с простейшими функциями и понять в целом, что такое разработка.

В чем основные преимущества Minecraft, как инструмента для обучения детей разработке?

Источник

Программируем в мире Minecraft

Хабр, привет! Пока все обсуждают ИИ в мире Pacman, мы начнем делать свой ИИ в Minecraft с фреймворком Malmo от Microsoft Research. Pacman у нас тоже появится. Если вы любите кубический мир, или вам хотелось бы начать изучать искусственный интеллект, или у вас есть дети, с которыми вы не можете найти общие увлечения, или же вас просто заинтересовала тема – прошу под кат.

В этой статье я постараюсь затронуть несколько тем:

Minecraft: моя предыстория

Я познакомилась с игрушкой, будучи уже студенткой. Это не помешало мне в тот же день отложить все свои личные, рабочие и академические цели, и целиком уйти в кубическую вселенную. Отпустило меня тогда только через месяц, но до сих пор я с радостью захожу иногда побегать часок по любимому миру.

Для меня Minecraft стал продолжением любимой игрушки детства – Lego, исправив ее главный недостаток: постоянную нехватку деталей. Аналог Lego с безлимитными деталями, что может быть лучше.

Изучая сабж, я случайно узнала, что мир Minecraft не ограничивается игрой, мерчем, летсплеями и фан артами. В игре снимают целые сериалы, и – неожиданно – они являются довольно популярными. На мой взгляд, это забавно.

Меня очень обрадовала новость о наличии open source фреймворка для программирования в мире Minecraft. Я твердо уверена, что в будущем в подавляющем числе профессий могут понадобиться базовые навыки программирования. Фреймворк на базе любимой игрушки, на мой взгляд, отличный способ показать ребенку захватывающий мир программирования.

Malmo: основная идея

Фреймворк Malmo был создан совместными усилиями нескольких исследователей, главной целью которых было адаптировать интересный мир к экспериментам в области искусственного интеллекта. Алгоритмов ИИ по-прежнему относительно мало, и все они имеют огромный потенциал для более детального изучения и усовершенствования. Мне очень нравится, что Microsoft создает дополнительную мотивацию к изучению неизведанного.

Технические моменты

Установка
Несмотря на четкое следование инструкции, вы можете столкнуться с целым рядом проблем в процессе установки. Мои проблемы в основном были связаны с тем, что некоторые компоненты у меня уже были поставлены, но версия отличалась. Все проблемы лечатся с помощью всем известного сайта.

Поддержка ОС и языков программирования
Несмотря на смелое заявление о поддержке всех трех популярных ОС, мне показалось, что тестирование было как следует проведено лишь для ОС Windows. Победив проблемы с установкой, ваша головная боль на ОС Windows обещает закончиться. На Linux проблемы, скорее всего, продолжатся, так как поднятый сервер периодически падает, не сообщая причин. Если вы продолжите мои эксперименты – обязательно пишите в комментарях о вашем опыте.

Авторы постарались поддержать большое число популярных языков и сделали обвязки для C#, C++, Lua, Python2 и Java. Я выбрала Python.

Как играть программировать в Malmo

Логику для каждого из человечков вы можете реализовать в коде, а также можно управлять персонажем самостоятельно всем знакомыми клавишами AWSD.

Кроме сервака с клиентом и файла с логикой, мы также имеем xml файл с описанием начального состояния мира. Авторы не настаивают на его существовании, и в своих примерах они часто кладут его в строку и хранят в коде, но, на мой взгляд, удобнее сразу сделать его отдельным файлом, добавляя нужные куски по мере необходимости.

Авторы позаботились о нас и сделали внушительное число примеров, добавив к ним описание.

Мой совет: не пытайтесь начинать с нуля, возьмите за базу первый пример. В нем ничего не происходит, мы просто создаем самый простой плоский мир и присоединяемся к персонажу. В цикле while в конце вы можете по своему усмотрению добавить экшена в происходящее. Например, напишите там:

В xml файле вы можете задать режим игры:

Задайте начальное время, позицию персонажа, кастомизируйте мир: сделайте его плоским или приближенным к реальности.

Вот этот код нарисует вам Пакмана, который поедает шарики и уходит в радужный кратер:

Наконец, в xml можно добавить необходимые координаты для добавления обзора персонажу:

По умолчанию у нас нет возможности осмотреться и получить информацию о ближайших блоках. Тем не менее, мы можем сказать, что хотим знать, что находится вокруг нас. Учтите, что в этом случае нам нужно использовать относительные координаты, отсчитываемые от кубика с ногами героя. В результате выполнения подобной строчки:

Мы получим массив со строками. Каждая строка – это текстовое представление типа одного из кубиков.

Таким образом можно создать ИИ, который исследует мир, ищет что-либо и не умирает по глупым причинам. Простейший вариант без использования машинного обучения я реализовала тут.

Фичи для ИИ

Конечно же, первое, что мне захотелось увидеть для реализации алгоритмов ИИ в malmo – это возможность двигаться дискретно. В вопросе ИИ и так хватает сложностей, и не хочется добавлять ко всему прочему постоянную корректировку направления и скорости движения.
Включаем нужное в xml так:

К сожалению, этого будет недостаточно. Чтобы двигаться дискретно, ваше начальное положение должно быть строго в центре кубика:

Целые координаты поставят вас в пересечение кубов, персонаж откажется двигаться с места, никаких предупреждений и ошибок вы не увидите. В туториале об этом также не предупреждают. Я потратила около 4 часов, чтобы осознать суть проблемы и сделать координаты x и z половинчатыми. (y отвечает за высоту и не играет роли в данной истории).

Кроме этого, исследователи добавили несколько приятных фич для решения задачи обучения с подкреплением (Reinforcement Learning). Алгоритмы этого типа подразумевают постоянное награждение или наказание искусственного интеллекта за те или иные действия. Разработчики продумали этот момент и добавили возможность прописать эти действия/события в xml, избавив код от постоянных одинаковых проверок. Вы также можете задать окончание игры по наступлению некоторого события:

Например, тут мы постоянно чуть-чуть наказываем персонажа за каждый шаг, не увенчавшийся победой; сильно награждаем за победу и наказываем за смерть; наконец, завершаем раунд в случае смерти или выигрыша.

Malmo: вывод

Авторы фреймворка подарили нам потрясающую возможность погрузиться в любимый мир с другой стороны. Malmo пока что находится в бете, во многих ситуациях он… заставляет совершенствовать свои навыки в troubleshooting. Тем не менее, его плюсы перевешивают все его минусы, а тот факт того, что исходники лежат в открытом доступе на github, позволяет нам самостоятельно доделать нужное место или создать issue для исправления критических багов.

Авторы проекта по понятным для меня причинам не упоминают ни в одной из статей возможность обучать детей на основе фреймворка: ребенок вряд ли справится с борьбой с мелкими, но частыми багами. Тем не менее, я уверена, что если родитель поможет своему ребенку и будет программировать вместе с ним, это даст отличные результаты и позволит вам провести время с пользой.

Malmo Challenge: история и результаты

Кроме самого фреймворка, Microsoft также проводил соревнование на базе платформы, названной Malmo Challenge. Оно было призвано побудить ученых и исследователей к работе над коллаборативными алгоритмами. Конкурс стартовал примерно полгода назад, а результаты появились 5 июня.

Суть челленджа в следующем: у нас есть плоский мир, забор сложной формы, внутри загона бегает хрюшка и ходит 2 человека. Наша задача – создать ИИ для одного из персонажей, которых сможет взаимодействовать со вторым, чтобы вместе они загнали хрюшку в замкнутое пространство. Второй персонаж может вести себя рандомно, может управляться человеком, другим ИИ, это может быть даже второй экземпляр вашего собственного ИИ.

При этом, вы можете получить максимальное число очков, поймав хрюшку, или же получить небольшое число очков, прыгнув в лужу сбоку. Вы не получите ничего, если ваш напарник решит прыгнуть в лужу, отказавшись от взаимодействия с вами.

Эта задача в общем виде называется Охота на оленя. Она была сформулирована еще в 18 веке Жан Жаком Руссо. Несмотря на внушительный возраст проблемы, до сих пор неясно, какой алгоритм наиболее эффективно решает поставленную задачу.

Я рада поделиться с вами результатами соревнования. Меня очень удивило распределение мест в турнирной таблице.

Первое место занял проект команды из Великобритании. Авторы трезво оценили сильный недостаток времени, поняли, что они вряд ли успеют адаптировать для задачи сложные существующие алгоритмы. Они выбрали Байесовский вывод для определения типа напарника, а также Марковские цепи для непосредственного игрового процесса. И победили.

Участники, занявшие второе место, решили взять самые сложные из существующих решений, они использовали DNN, Reinforcement learning, DQN, A3C model… И это все не помогло им обойти Байеса и Марковские цепи.

Подытожим статью мыслью о том, что нужно быть проще.

Если вам хочется также попробовать создать свой ИИ, присоединяйтесь к нашему русскоязычному чату про нейронные сети в Telegram. Там вы можете задать интересующие вас вопросы, а также поделиться вашими достижениями.

Видео с моим рассказом о Malmo на встрече Петербургского Python митапа уже появилось на моем канале на Youtube. Там также есть записи других моих лекций и прочая болтовня про IT.

Источник

Создание Minecraft за одну неделю на C++ и Vulkan

Я поставил перед собой задачу воссоздания с нуля Minecraft за одну неделю с помощью собственного движка на C++ и Vulkan. Меня вдохновил на это Hopson, который сделал то же самое при помощи C++ и OpenGL. В свою очередь, его вдохновил Шейн Бек, которого вдохновила Minecraft, источником вдохновения для которой была Infiniminer, при создании которой, предположительно, вдохновлялись реальными горными промыслами.

Репозиторий GitHub этого проекта находится здесь. У каждого дня есть своя git-метка.

Разумеется, я не планировал в буквальном смысле воссоздавать Minecraft. Этот проект должен был стать обучающим. Я хотел изучить использование Vulkan в чём-то более сложном, чем vulkan-tutorial.com или демо Саши Виллема. Поэтому основной упор сделан на проектирование Vulkan-движка, а не на дизайн игры.

Задачи

Разработка на Vulkan намного медленнее, чем на OpenGL, поэтому я не смог включить в игру многие функции настоящей Minecraft. Нет ни мобов, ни крафта, ни красного камня, ни физики блоков, и т.п. С самого начала цели проекта были следующими:

Библиотеки

Разумеется, я не собирался писать Vulkan-приложение с нуля. Для ускорения процесса разработки я по возможности буду использовать готовые библиотеки. А именно:

День 1

В первый день я подготовил бойлерплейт Vulkan и скелет движка. Большая часть кода была бойлерплейтом и я смог просто скопипастить его с vulkan-tutorial.com. В него вошёл и трюк с хранением данных вершин как части вершинного шейдера. Это означало, что мне даже не придётся настраивать распределение памяти. Всего лишь простой конвейер, который способен делать только одно: отрисовывать треугольник.

Движок достаточно прост, чтобы поддерживать рендерер треугольников. Он имеет одно окно и игровой цикл, к которому можно подключать системы. GUI ограничен частотой кадров, выводимой в заголовок окна.

День 2

Я интегрировал библиотеку Vulkan Memory Allocator. Эта библиотека берёт на себя большую часть бойлерплейта, связанного с распределением памяти Vulkan: типы памяти, кучи памяти устройств и вторичное распределение.

Теперь, когда у меня было распределение памяти, я создал классы для мешей и буферов вершин. Я изменил рендерер треугольников так, чтобы он использовал класс мешей, а не встроенные в шейдер массивы. На данный момент передача данных мешей в GPU выполняется рендерером треугольников вручную.

День 3

Я добавил систему графов рендеринга. Для создания этого класса взят за основу данный пост, но класс очень сильно упрощён. Мой граф рендеринга содержит только самое необходимое для обработки синхронизации с Vulkan.

Граф рендеринга позволяет мне задавать узлы и рёбра. Узлы представляют собой выполняемую GPU работу. Рёбра — это зависимости данных между узлами. Каждый узел получает собственный буфер команд, в который выполняет запись. Граф занимается двойной буферизацией буферов команд и синхронизацией их с предыдущими кадрами. Рёбра используются для автоматической вставки барьеров конвейера перед и после того, как узел выполняет запись в каждый буфер команд. Барьеры конвейера синхронизируют использование всех ресурсов и переносят принадлежность между очередями. Кроме того, рёбра вставляют семафоры между узлами.

Узлы и рёбра образуют ориентированный ациклический граф. Затем граф рендеринга выполняет топологическую сортировку узлов, что приводит к созданию плоского списка узлов, отсортированных таким образом, что каждый узел идёт после всех узлов, от которых он зависит.

Движок имеет три типа узлов. AcquireNode получает образ из цепочки буферов (swapchain), TransferNode передаёт данные от CPU к GPU, а PresentNode предоставляет изображение цепочки буферов, которое нужно отобразить.

Клянусь, внутри движок поменялся

День 4

Я создал камеру и систему 3D-рендеринга. Пока камера получает собственный постоянный буфер и пул дескрипторов.

Если мы переворачиваем ось Y, то нужно перевернуть и данные вершин, потому что до этого отрицательное направление оси Y указывало вверх.

День 5

Я добавил ввод пользователя и возможность перемещения камеры при помощи мыши. Система ввода слишком переусложнена, но она устраняет странности ввода GLFW. В частности, у меня возникала проблема изменения позиции мыши при её блокировании.

Просто для сравнения — примерно то же самое Hopson сделал в день 1 своего проекта.

День 6

Я начал добавлять код для генерации и рендеринга блоков вокселей. Писать код мешинга было просто, потому что я делал это раньше и знал абстракции, позволяющие совершать меньше ошибок.

У меня есть несколько статических массивов, задающих смещения, которые обычно используются в игре. Например, Neighbors6 задаёт 6 соседей, с которыми куб имеет общие грани.

Neighbors26 — это все соседи, с которыми у куба общая грань, ребро или вершина. То есть это сетка 3x3x3 без центрального куба. Также есть подобные массивы для других наборов соседей и для 2D-наборов соседей.

Благодаря этому код создания мешей очень прост. Он просто обходит данные блоков и добавляет грань, когда блок сплошной, а его сосед — нет. Код просто проверяет каждую грань каждого куба в блоке. Это аналогично «наивному» методу, описанному здесь.

Затем я изменил движок так, чтобы он мог правильно обрабатывать события изменения окна. В OpenGL это делается просто, но довольно запутанно в Vulkan. Так как цепочка буферов должна создаваться явным образом и иметь постоянный размер, при изменении размера окна её нужно создавать заново. Необходимо создавать заново все ресурсы, зависящие от цепочки буферов.

Все команды, зависящие от цепочки буферов (а сейчас это все команды отрисовки), должны завершить выполнение перед уничтожением старой цепочки буферов. Это означает, что весь GPU будет простаивать.

Нужно изменить графический конвейер, чтобы обеспечить динамическое окно обзора и изменение размеров.

Цепочку буферов невозможно создать, если размер окна равен 0 по оси X или Y. В том числе, когда окно свёрнуто. То есть когда такое происходит, вся игра ставится на паузу и продолжается, только когда окно разворачивается.

Сейчас меш является простой трёхмерной шахматной доской. Цвета RGB меша устанавливаются в соответствии с его позицией по XYZ, умноженной на 16.

День 7

Я отрефакторил меш, чтобы его данные можно было обновлять после его создания. Это позволит мне обновлять меш блока в будущем, когда я добавлю возможность добавления и удаления кубов.

При добавлении или удалении куба количество вершин в меше потенциально может увеличиваться или уменьшаться. Ранее выделенный буфер вершин можно использовать, только если новый меш того же размера или меньше. Но если меш больше, то необходимо создать новые буферы вершин.

Теперь меш блока регенерируется в каждом кадре.

Источник

История создания Minecraft

Мне кажется, сейчас нет ни одного человека, который не слышал о вселенной Minecraft. Даже заурядный обыватель, не интересующийся играми косвенно знает о Майнкрафте. Что уж говорить о геймерах и тех, кто являются поклонниками игры?

Но даже если мы играем в какую-то особенно любимую игру продолжительное время, немногие из нас задаются вопросом, а с чего всё началось?

И именно поэтому мы решили написать об истории создания Minecraft.

Создателем Minecraft является Маркус Перссон, более известный под ником Notch, а игра в самом начале имела совершенно другое название — CaveGame, быстро изменившееся на привычное пользователям и уху — Minecraft.

Первый «билд» был разработан Маркусом в свободное от работы время в канун нового года, а запуск в продакшн и последующая разработка состоялась в мае 2009 года на специализированном форуме. В игре на тот момент существовало лишь два блока: земли и булыжника. Карта генерировалась совершенно странно и некрасиво, в мире не проглядывалась логика и все что можно было делать — это передвигаться и прыгать.

В версии Minecraft 0.0.9а, выпущенной буквально через три дня (13 мая) уже появились мобы (которые просто бегали вокруг размахивая руками), возможность ставить и убирать блоки, а так же блоки грязи, камня и дерева.

Разработка велась очень активно — новые блоки появлялись каждые пять дней, а возможности генератора мира улучшались и дорабатывались. В версии 0.0.12a появился океан, окружающий карту по периметру и лава.

В версии 0.0.14a начались (впрочем почти сразу закончились) эксперименты с существующим миром — блоки земли, камня и травы перестали быть квадратными и получили уникальную форму, зависящую от окружающего мира. К сожалению хороших скриншотов мне найти не удалось.

Уже в июне 2009 появился первый мультиплеер для игры — блоки стали опять квадратными, а играющие на одном сервере люди имели одинаковую анимацию бегающего и размахивающего руками моба. Начиная с 0.0.15a Нотчу приходится выбирать между направлениями в работе над Minecraft — либо это улучшение мультиплеерной составляющей игры, либо развитие мира.

Конечно разработка не шла так плавно и красиво, как я тут вам описываю — игра была наполнена многочисленными багами и ошибками, которые, впрочем, исправлялись довольно быстро — было видно и очевидно что сам процесс разработки игры доставляет автору невероятное удовольствие и после нескольких патчей с фиксами и функционалом для мультиплеера пошли патчи на новые блоки и возможности.

Первым более менее стабильным релизом стала версия 0.24 — мир в ней генерировался красиво и более похоже на современную версию — многие баги были исправлены. Стало возможным собирать сломанные блоки и располагать их в инвентаре снизу, но здоровье, голод и непосредственно крафтинг еще «не завезли», он появится чуть позже, но тоже в версии 0.24, просто в более поздних билдах. 0.24 стал некоей вехой в развитии Minecraft и отделил предыдущую «креативную» часть от новой, «выживающей».

Фактически с версии 0.24 по 0.30 версия находилась в активном тестировании, эта ветка получила название Classic и разрабатывалась с мая по декабрь 2009 года.

Minecraft Indev

Следующая версия развивалась всего пару месяцев — по 23 февраля 2010 и не имела версий билдов — все версии имели порядковый номер 0.31

Именно в этой версии получили свое начало наработки Нотча по крафтингу, создавались первые рецепты и продумывалась сама концепция мира и его логического устройства.

Minecraft Infdev

Веtа Infdev развивалась чуть больше — 5 месяцев по июнь 2010 и носила скорее характер исправления ошибок, сделанных раньше. Конечно, новые функционал и блоки вносились, но не так активно как раньше. Мир майнкрафта постепенно шлифовался и стал походить на тот, который мы знаем сейчас. Нотч организовал компанию Mojang и позвал своих бывших сослуживцев присоединиться к нему. Компания сняла офис и разработка пошла быстрее.

Alpha и Beta

Именно в эти периоды разработке о игре узнало наибольшее количество людей — продажи игры поражали воображение создателей, а игроки, хоть раз увидевшие геймплей у друзей или на YouTube влюблялись в этот волшебный мир и становились преданными фанатами. Вокруг игры создалось гигантское сообщество поклонников, следивших за каждым шагом и каждой строчкой изменений.

18 ноября 2011 года состоялся официальный релиз игры версии 1.0.0

В 2014 году Microsoft купил Mojang. И хотя этот факт никак не повлиял на игру или игровой процесс Майнкрафт, само по себе событие остаётся знаковым.

Minecraft, будто живой механизм, за восемь лет примеривший на себе множество фич и блоков. Что изменится во вселенной Майнкрафт в будущем? Будет ли это что-то кардинальным? Ответов на вопросы нет, и нам остаётся только ждать обновления.

Источник