Progettazione e Sviluppo di un Software Videoludico con Cocos2d-x

Introduzione   
 
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Introduzione 
Negli ultimi anni, i videogiochi sono stati soggetti ad un periodo di evoluzione 
ed innovazione che hanno portato una grande quantità di utenti ad interessarsi 
non solo alla semplice fruizione del prodotto, ma anche alle metodologie con cui 
essi vengono sviluppati. Il progresso tecnologico ha contribuito alla diffusione 
di dispositivi sempre più all’avanguardia, in grado di sostenere software di volta 
in volta più complessi. Il settore videoludico ha giovato di un tale fenomeno, 
portando alla realizzazione di dinamiche di gioco simili al contesto reale da cui 
esse traggono ispirazione. Pertanto, è stato necessario definire un ruolo specifico 
per gli specialisti in grado di concepire tali componenti e per far fronte alle 
richieste dell’utenza. In tal modo, il mercato dei videogiochi ha subito una rapida 
espansione, attualmente in grado di competere, per fatturato e per utili, con le 
tradizionali industrie dell'entertainment e del software. Inoltre, il fattore 
Interattività che essi offrono al giocatore e la qualità artistica raggiunta da alcuni 
prodotti della categoria ha aperto un dibattito tra critici e filosofi sul definire tale 
medium come la Decima Arte. 
La Tesi nasce dalla consapevolezza della moltitudine di opportunità espressive 
che è possibile comunicare mediante un prodotto videoludico e dal fatto che 
l’Italia, in questo contesto, ha visto un incremento sensibile degli sviluppatori 
interessati a tali software. Tuttavia, l’enorme quantità di nozioni necessarie a 
coprire il lavoro richiesto per la creazione di prodotti di qualità elevata ha portato 
i neofiti del settore a dover necessariamente selezionare la componente di 
sviluppo da cui iniziare il loro studio, per poi in seguito integrare le proprie 
lacune attingendo alle informazioni specifiche delle altre categorie di 
specializzazione. Il Game Developer rappresenta una figura professionale che 
conosce e sfrutta le sue conoscenze a tutto tondo per realizzare videogiochi su 
cui siano presenti meccaniche e logiche innovative e che garantiscano un 
feedback positivo da parte degli utenti. L’obiettivo risulta la descrizione di una 
metodologia di pensiero adatta a permettere a chi intende approcciarsi per la 
prima volta allo sviluppo di videogiochi di conoscere gli strumenti da cui 
attingere le nozioni da memorizzare e la moltitudine di approcci applicativi 
possibili.
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Il dominio di interesse dell’elaborato riguarda la realizzazione di videogiochi 
2D, ovvero in due dimensioni. È stata fatta una simile scelta per facilitare la 
comprensione di diverse meccaniche di sviluppo e fungere da base per una 
trasposizione delle stesse in prodotti tridimensionali. Il Motore (o Engine) di 
gioco utilizzato come riferimento risulta Cocos2d-x, uno strumento accessibile, 
open-source e versatile, in grado di consentire la realizzazione di diverse 
tipologie di videogiochi mediante l’utilizzo delle funzioni che esso mette a 
disposizione per l’utente. Inoltre, è compatibile con un considerevole numero di 
piattaforme di sviluppo, potendo andare incontro alle esigenze di molti 
sviluppatori. Il progetto di tesi in questo documento è stato strutturato 
considerando sia la componente tecnologica sia quella sociale e culturale relativa 
al particolare contesto preso in considerazione. 
Il primo capitolo consiste nella descrizione dei principali strumenti utili al lettore 
per realizzare un videogioco. In primo luogo, vengono specificate le componenti 
primarie di Cocos2d-x, i dispositivi su cui è possibile crearne i progetti e le 
diverse funzionalità necessarie per la comprensione di processi di sviluppo e che 
verranno analizzate nei capitoli successivi, tra cui il supporto alla multi-
risoluzione sulle diverse piattaforme. Successivamente, vengono presentati altri 
strumenti complementari allo sviluppo di videogiochi 2d multipiattaforma, tra 
cui Visual Studio per lavorare su Windows, Android Studio e Genymotion per 
testare su Android, Tiled, Photoshop, ACID Pro per modellare rispettivamente 
Mappe di gioco, Sprite ed animazioni, musiche. 
Il secondo capitolo risulta complementare al primo poiché esamina le 
conoscenze teoriche necessarie per poter utilizzare al meglio gli strumenti 
proposti, offrendo una visione completa dei vantaggi e degli svantaggi 
nell’utilizzo delle diverse soluzioni offerte. Viene discussa l’importanza del 
ruolo svolto dall’Intelligenza Artificiale all’interno dei software videoludici e ne 
viene presentata una forma realizzativa intuitiva e versatile, le Macchine a Stati 
Finiti. A seguire, vengono esaminati gli Algoritmi di Orientamento per risolvere 
un Labirinto, compiendo un confronto tra due metodologie applicative differenti. 
Conclude questa parte la descrizione dell’importanza e del modo di gestire le 
collisioni all’interno di tali prodotti e il ruolo svolto dalla casualità e come essa 
possa essere utilizzata in modo vantaggioso in fase di Sviluppo.
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Il terzo capitolo entra nel merito della trattazione di una metodologia utile per 
permettere di approcciarsi allo sviluppo di videogiochi 2D. Nello specifico, 
questa sezione si occupa di definire le linee guida per una corretta progettazione 
del prodotto. Lo scopo primario è quello di contestualizzare il più possibile il 
titolo da realizzare, permettendo a singoli sviluppatori o team multifunzionali di 
poter lavorare con rigore ed in modo efficiente. In primo luogo, vengono forniti 
consigli e approcci di pensiero per fissare il genere videoludico ed il contesto 
narrativo, che costituiscono la base per la definizione degli eventi e le azioni di 
gioco. Dopodiché, vengono discussi i principali elementi necessari alla 
concezione di una Mappa per lo scenario adatta alla particolare circostanza in 
esame. Infine, vengono forniti i principali aspetti da approfondire nella 
strutturazione del Gameplay, ovvero la sequenza di avvenimenti e processi 
compiuti dal giocatore che contribuiscono all’evoluzione delle situazioni 
descritte nel software. 
Nel quarto capitolo, attingendo ai risultati ottenuti durante la Fase di 
Progettazione, si delinea il procedimento di sviluppo ottimale per portare a 
compimento la realizzazione del videogioco, discutendo anche delle possibilità 
offerte da Cocos2d-x per strutturare al meglio soluzioni pertinenti alle 
componenti progettate. Cercando di perseguire un ordine simile alle azioni 
svolte in precedenza, viene presentata una metodologia di creazione della Mappa 
di gioco e dei personaggi. Successivamente, si prosegue descrivendo la 
creazione di una Macchina a Stati, discutendo il processo da seguire per 
realizzarne struttura e comportamenti associati. Ci si sofferma poi sul ruolo delle 
Scene e sul metodo migliore per collegarle e garantire un flusso di informazioni 
comprensibile. Viene poi analizzato il comparto sonoro ideale per il progetto 
corrente e come strutturare al meglio i suoi elementi. Conclude la sezione una 
discussione sul processo di testing del prodotto e la politica più adatta da 
applicare a seguito del suo rilascio sul mercato. 
Il quinto capitolo presenta un esempio di un videogioco prodotto seguendo le 
metodologie e gli strumenti discussi nei capitoli precedenti, Maze Mind. 
Vengono analizzate le scelte compiute in fase di Progettazione e le successive 
applicazioni in fase di Sviluppo. L’obiettivo di questa sezione risulta non solo la 
fornitura di un esempio realizzativo di un prodotto videoludico, ma anche offrire
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una base concreta da utilizzare come riferimento per la creazione di 
un’architettura software per un gioco. Vengono discusse le tecniche e analizzati 
gli approcci concepiti durante l’intero processo di sviluppo, con l’ausilio di 
schemi progettuali e il riscontro visivo dei risultati evidenziati all’interno del 
titolo terminato. 
L’ultimo capitolo descrive i risultati ottenuti attraverso la trattazione delle 
metodologie di progettazione e sviluppo. Particolare riflessione viene rivolta al 
software Maze Mind, agli aspetti più riusciti del progetto e ciò che può essere 
modificato, migliorato o aggiunto per arricchire la qualità del prodotto. Segue 
infine una trattazione in merito agli sviluppi futuri della tesi.
Capitolo 1  Background Tecnologico 
 
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Capitolo 1 
 
Background Tecnologico 
Per consentire lo sviluppo di software videoludici, è necessario attingere a 
strumenti appositamente progettati per facilitare il lavoro del programmatore e 
per permettergli di attingere a determinate funzioni senza il bisogno di crearle 
ciclicamente dalle fondamenta. Pertanto, il compito dello sviluppatore consiste 
nel comprendere il modo più funzionale di combinare tali caratteristiche e 
saperne gestire il carico computazionale da esse apportato all’hardware su cui si 
rilascia il prodotto finito. 
A seguire, viene presentata la principale strumentazione utile allo scopo 
suddetto, elencandone le principali componenti e i vantaggi offerti all’utente. 
 
 
1.1 Cocos2d-x 
Cocos2d-x è un framework open-source scritto in C++, ampliamente utilizzato 
nella costruzione di giochi, applicazioni e programmi interattivi basati su una 
piattaforma GUI (Graphical User Interface – Interfaccia Grafica Utente). È 
supportata anche la programmazione in JavaScript e Lua. [1] 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 1.1: Logo di Cocos2d-x
Capitolo 1  Background Tecnologico 
 
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Lo strumento consta di un’ottima capacità di adattamento a qualsiasi macchina 
su cui sia in esecuzione. Inoltre, la documentazione risulta ben fornita ed 
organizzata in modo tale da sopperire ad ogni dubbio nell’utilizzo delle sue 
funzioni.  
Infine, una community florida e consolidata nel tempo ha reso il framework 
sempre più accessibile e ha permesso la diffusione di molte più applicazioni 
rispetto al passato. 
 
 
1.1.1 Componenti Principali 
Ogni versione di Cocos2d-x utilizza come primitiva principale il concetto di 
Sprite. Esso corrisponde ad una grafica bitmap, ovvero un’immagine formata 
dalla giustapposizione di pixel, che è progettata per essere parte di un elemento 
più grande [2]. 
Più Sprite vengono disposti insieme per produrre una Scena, come ad esempio 
un livello di gioco o un menu. Essa rappresenta un contenitore di componenti e 
più Scene vengono interconnesse tra loro al fine di definire un flusso di 
informazioni che costituiscono il prodotto finito. Ogni Scena contiene al suo 
interno una struttura dati ad albero (Scene Graph) con la quale viene gestito il 
livello di disposizione degli elementi. Ogni elemento è assimilabile ad un Nodo 
e ad ognuno di essi viene assegnato un ordine-z, ovvero un attributo che 
classifica la sua priorità ad essere in primo piano rispetto agli altri [3]. In questo 
modo, è possibile definire elementi di Background e Foreground con efficacia e 
facilità.  
Un esempio lo si può notare negli HUD (Head-Up Display, componenti posti 
costantemente in sovrimpressione sullo schermo) di molti videogiochi.
Capitolo 1  Background Tecnologico 
 
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Figura 1.2: Esempio di Scena 
 
Nell’immagine soprastante, si può osservare un esempio di scena creato tramite 
il framework. Essa rappresenta un livello del videogioco Maze Mind (v. Cap. 5). 
Si può notare come il bottone posto all’angolo in basso a destra, come quello 
posto in alto a destra ed il punteggio situato in alto a sinistra siano in primo piano 
rispetto alla mappa. I tre elementi rappresentano l’HUD del gioco in quella 
particolare Scena. 
Altro importante elemento di Cocos2d-x è costituito dalle Azioni, procedure che 
è possibile applicare a qualsiasi Sprite. Alcune di esse possono essere ad esempio 
Rotazione, Movimento, Salto, Colorazione, Ingrandimento, Stretching 
dell’immagine etc.   
Infine, anche i Menu risultano una risorsa basilare ampliamente utilizzata nei 
progetti di Cocos2d-x.  Essi sono oggetti Nodo con la particolarità di poter