Aula 1 Introdução à Java ME

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1 Aula 1 Introdução à Java ME
Projeto Conceitual de Jogos Desenvolvendo Jogos em Java ME para celulares Aula 1 Introdução à Java ME Tarcisio Camara Geber Ramalho

2 Sobre quem vos fala... Meantime Mobile Creations – Empresa incubada no C.E.S.A.R focado no desenvolvimento de jogos e aplicativos, baseados em dispositivos móveis, para usuários finais Um dos pioneiros mundiais (desde 2001) na tecnologia J2ME Várias tecnologias wireless: J2ME, BREW, WAP, SMS e MMS Atualmente, distribui jogos para EUA, Europa e alguns países da América Latina e Ásia Parceria com diversos fabricantes, publishers e operadoras Produzimos mais de 40 jogos para celulares (alguns para a Motorola, Sony Ericsson, etc) Atua como publisher no Brasil, com parceria com todas as operadoras

3 Agenda Mercado de jogos wireless Principais tecnologias
Introdução a Java ME Wireless Game Design Criando nosso Jogo Sugestão de Melhorias Dicas de performance / redução de código

4 Mercado: Cadeia de Valor
Ciclo de desenvolvimento deve ser rápido (<6 meses) Retorno do investimento lento Fluxo de produção >>> Developer Mobile Portal Publisher Mobile Portal Brands Publisher Carrier End-user Technology <<< Fluxo de receita (R$)

5 Mercado: Visão geral Principais Players: EA Mobile (Jamdat), Gameloft (Ubi Software), Glu Mobile, Digital Chocolate, Hands On e I-Play. Empresas com atuação mundial Faturamentos crescentes e superiores a 60 milhões de dólares por ano Modelo de negócios padrão: revenue share em cima das vendas das operadoras para os usuários finais Mercando em processo de consolidação

6 Principais Tecnologias
SMS/MMS Jogos baseados na troca de mensagens (forca, quiz, penalty, etc.) WAP/xHTML/iMODE Jogos baseados em páginas estáticas (velha, pedra papel tesoura, etc.) Brew (Binary Runtime Environment for Windows) Ambiente de execução para chipset Qualcomm C++ e API definida pela Qualcomm (animações, som, recursos de rede, etc...) Principal mercado: EUA Java ME Java otimizado para dispositivos com limitações Adotado por todos os maiores players do mercado API’s especificadas pela comunidade JCP Padrão do mercado

7 Telefones Java (>650 dispositivos)
20 dispositivos por página

8 Introdução a plataforma J2ME
SERVIDOR DESKTOP CELULARES SMART- CARDS

9 Arquitetura Java ME Application Profiles Libraries Configuration: KVM
Host Operating System Device Hardware

10 Universo Java ME Hoje… Java Community Process (JCP)
Java Specification Request (JSR)

11 Configurações Uma especificação que define o ambiente de software para uma família de dispositivos, geralmente: Os tipos e quantidade de memória disponível Tipos de processadores e velocidade Tipo de conexão de rede Inclui um conjunto básico de classes Java É especificada pela JCP Connected Device Configuration (CDC) High end consumer devices PDA, TV set-top boxes, etc Connected, Limited Device Configuration (CLDC) Low end consumer devices Cell phones, limited PDAs, etc

12 CLDC 1.0 CLDC - Connected Limited, Device Configuration Target Devices
Dispositivos limitados com poucos recursos Processador de, no mínimo 8 Mhz A partir de 160 K de memória heap reservada pra Java Acesso a rede com pouca largura de banda Target Devices Celulares Two Way Pagers Personal Organizers etc.

13 Escopo do CLDC Define: Não define:
Linguagem Java e características da VM I/O Networking framework Segurança Internacionalização Não define: Gerenciamento do ciclo de vida da aplicação (instalação, execução, deleção) Interface com o usuário Tratamento de eventos Interação entre usuário e aplicação (comandos, etc…)

14 Limitação do CLDC CLDC 1.0 possui algumas limitações:
Ausência de ponto flutuante Ausência de Weak References Ausência de Finalização Não existe o método finalize() no CLDC Não possui suporte a JNI. Não possui a API de Reflection. Ausência de daemon-threads e thread groups. Limitação no suporte a Internacionalização Permite a conversão de byte stream para Unicode e vice-versa Limitação no tratamento de Erros Apenas duas classes: java.lang.VirtualMachineError, java.lang.OutOfMemoryError

15 Limitação do CLDC CLDC 1.1 adiciona alguns recursos ao CLDC 1.0:
Adição de ponto flutuante Adição de Weak Reference Adição de suporte a nomes de Threads Memória mínima de 162 para 192 kbytes

16 Pacotes do CLDC Herdados do J2SE Específicos do CLDC java.lang java.io
java.util Específicos do CLDC javax.microedition.io

17 Profiles Um profile ou “perfil” é uma coleção de API´s em Java que complementa uma configuração a fim de prover habilidades para uma família de dispositivos É especificada pela JCP O principal objetivo é garantir a interoperabilidade entre uma família de dispositivos. MIDP (Mobile Information Device Profile): Principal e presente na maioria absoluta dos dispositivos MIDP 1.0 MIDP 2.0 MIDP 2.1 MIDP 3.0 (em breve)

18 Teclado e/ou touch screen
MIDP Mobile Information Device Profile (MIDP). MIDP define: Interface com o Usuário Persistência (usando um modelo simples orientado a registros) Networking (estende o Generic Connection framework do CLDC) Ciclo de vida da Aplicação Tratamento de eventos (teclas, interrupção, etc.) Requisitos de Hardware MIDP 1.0 MIDP 2.0 Memória não volátil 128 Kb 256 Kb Memória volátil 32 Kb Tela 96x cores Entrada Teclado e/ou touch screen Conectividade HTTP 1.1 Som Não exigido Tons, WAV, MIDI

19 Pacotes do MIDP 1.0 MIDP Packages: javax.microedition.midlet
javax.microedition.midlet.MIDlet javax.microedition.lcdui javax.microedition.rms javax.microedition.rms.RecordStore

20 Pacotes adicionais do MIDP 2.0
MIDP 2.0 Packages: javax.microedition.media javax.microedition.media.Player javax.microedition.media.Control javax.microedition.media.control javax.microedition.media.control.VolumeControl javax.microedition.lcdui.game javax.microedition.io javax.microedition.io.PushRegistry Layer TiledLayer Sprite LayerManager GameCanvas * game Canvas lcdui Displayable

21 O que é um MIDlet É uma aplicação MIDP:
Possui uma classe Java que estende da classe MIDlet e implementa os seguintes métodos: startApp() pauseApp() destroyApp() Possui um modelo de ciclo de vida similar aos Applets (explicado adiante).

22 O que é um MIDlet (cont.) Gerenciado pelo “Java Application Manager” (JAM) Uma aplicação que deve vir acompanhando a implementação do MIDP e que controla a instalação, execução e remoção dos MIDlets Provê o ambiente de execução dos MIDlets Trata todos os erros ocorridos durante a instalação e execução dos aplicativos sem “derrubar” o dispositivo

23 Ciclo de vida dos MIDlets

24 MIDlet Suites e Descritores (JAD)
Uma MIDlet Suite é um conjunto de MIDlets (e seus arquivos) empacotados em um JAR Uma suite deve possuir pelo menos um MIDlet JAR contém: Arquivos .class , arquivos de recursos (imagem .png, sons .midi, etc) e um manifest. MIDLets numa mesma suite podem compartilhar classes, recursos contidos no JAR e memória persistent. MIDlets de suites diferentes não podem interagir (MIDP 1 e 2) JAD (Java Application Descriptor) Pequeno arquivo texto que descreve uma Suite Usado pela JAM para fazer verificações antes de baixar a Suite Pode ser usado para guardar propriedades da aplicação O par JAR/JAD representa o executável da aplicação MIDlet-1: AloMundo, , org.cesar.j2me.AloMIDlet MIDlet-Name: Alô Mundo! MIDlet-Vendor: C.E.S.A.R MIDlet-Version: 1.0 MIDlet-Jar-Size: 7808 MIDlet-Jar-URL: HelloExamples.jar

25 Passos para o desenvolvimento
1 2 3 4 5 6

26 Ambiente de Desenvolvimento
Editor texto + Sun Wireless Toolkit (WTK) (free) NetBeans Mobility + WTK (free) Eclipse + EclipseME + WTK (free) SDK´s dos fabricantes (Nokia, Motorola, SonyEricsson, Siemens,…) Borland JBuilder ($400 individual)

27 Nosso ambiente... Eclipse Europa (3.3) for Java Developers
Eclipseme plugin 1.7.6 Sun Java Wireless Toolkit for CLDC (WTK) 2.5.2

28 Exercício 1 Criar o famigerado “Alô mundo!” Conceitos de Display
Criação e exibição de um High-Level Displayable Conceitos de adição e tratamento de Comandos

29 Dica: Esteja com a API ao alcance...

30 Exercício 2 Incrementar o “Alô Mundo”
Conceitos de Graphics e suas funções Fontes Criação e exibição de um Low-Level Displayable Tratamento de teclas Criação e renderização de Imagens

31 Agora que vocês já estão craques…
Vamos ao nosso Jogo!!! Etapas na concepção de um Jogo Planejando um Jogo Projetando um Jogo Desenvolvendo um Jogo Emulando um Jogo (testes) Deploy do Jogo (testes reais) Dicas de performance / Redução de código

32 Aula 2 Prática de jogos em Java ME
Projeto Conceitual de Jogos Desenvolvendo Jogos em Java ME para celulares Aula 2 Prática de jogos em Java ME Tarcisio Camara Geber Ramalho

33 Planejando um jogo Fase de game design / concepção
Escolha do mercado Escolha da categoria (Arcade, Puzzle, Ação, Esportes,RPG...) Benchmark (atari, mega drive, nintendo 8 bits, etc) Multiplayer / Singleplayer Celulares foco Características de um bom jogo wireless Rápido e fácil de começar e de navegar (evitar uso de muitas softkeys e pressionamento de teclas). Desafiador mas não impossível. Jogos curtos ou com savegame Sem muitas combinações de teclas e regras

34 Planejando um jogo (cont.)
Equipe Entre 4 e 7 pessoas Interdisciplinar: artitas gráficos, músicos, game designers, engenheiros de software, engenheiro de testes, etc… Grana Em torno de R$ Exigências do mercado (desafios extra) Ciclo de desenvolvimento curto: 3 a 6 meses Porte e localização Otimização e qualidade Distribuição Portais de conteúdo Escravos das operadoras Número de dispositivos é barreira de entrada

35 Planejando um jogo (cont.)
Limitações: Tamanho das telas Memória heap Número de cores Som Tamanho do JAR Latência da rede Custo final do jogo deve ficar entre R$ 5,00 e R$ 10,00 Custo alto no uso da rede (~1 centavo por kbyte – R$ 1,00 a mais no custo de um jogo de 100 kb, só pra fazer o download)

36 Nosso Jogo! Shot´em up game simplificadíiiiiiiiiissimo!! 
Analisamos tudo que foi falado e… Shot´em up game simplificadíiiiiiiiiissimo!!  “ Star Hero é um jogo singleplayer, no estilo shoot’em up . O jogo consiste em uma espaçonave controlada pelo jogador que trafega pelas galáxias, atirando em inimigos. Essas ações resultam em pontos para o jogador. O objetivo do jogo é acumular o máximo de pontos possíveis.”

37 Já Temos as Características... Work!
Projetando as classes. Precisamos de: Um MIDlet (óbvio!) Uma classe que trata os comandos alto-nível e possui o looping básico do jogo (lê entrada, atualiza estado e pinta a tela) Uma classe que representa um elemento do jogo (GameObject) Uma classe representando a nave Uma classe representando os inimigos Uma classe representando as balas Uma classe representando a tela principal com a lógica principal do jogo Uma classe com todas as constantes (facilitar o acesso)

38 Projeto de classes Sprite GameObject MIDlet Enemy ShipMidlet
<<extends>> GameObject MIDlet applySpeed() intersects() update() <<extends>> <<extends>> Enemy <<extends>> <<extends>> update() draw() startApp() pauseApp() destroyApp() ShipMidlet CommandListener Ship update() draw() Fire * update() draw() Runnable <<implements>> * ShipController ShipGameScreen <<implements>> Constants run() setPaused() setGameOver() commandAction() loadGameObjects() update() paint() keyPressed()

39 Antes de codificar, vamos ver…
Recursos de jogos do MIDP 2.0 Fazer nosso GameObject herdar do Sprite de MIDP 2.0 Usar colisão do sprite de MIDP2.0 Usar GameCanvas Usar tratamento de teclas usando getKeyStates() Usar back buffer usando getGraphics() Usar full screen Adição de som (sugestão MIDI)

40 Pacote Jogos MIDP 2.0 MIDP 2.0 Packages: javax.microedition.lcdui.game
Vide API Layer TiledLayer Sprite LayerManager GameCanvas * game Canvas lcdui Displayable GameObject

41 Sprite s.setFrameSequence(new int[]{0, 1, 2, … , 1, 1, 1, 1});
Sprite s = new Sprite(image, frameWidth, frameHeight); s.move(10, 0); s.nextFrame(); s.nextFrame();

42 Constants Comandos do jogo Características dos objetos
Declarar frame sequences (exercício) Características do aparelho (largura e altura da tela) Imagens usadas pelos objetos Método para carregar as imagens (loadImages())

43 ShipMidlet Possui referência para a tela principal do jogo
Possui referência para o controlador do jogo Inicializa os objetos acima no startApp() Inicializa o looping do jogo no controlador Mostra a tela do jogo

44 ShipController Thread que contêm o looping do jogo
Trata todos os comandos “alto nível”do jogo Controla o estado de pause/resume do jogo (lembrar que não tem relação com o pauseApp())

45 GameObject Herda de javax.microedition.lcdui.game.Sprite Estende com
Posição x e y na tela Altura e largura Frame sequence para controlar as animações Representação gráfica (método paint()) Detecção de colisão Estende com Velocidades horizontal e vertical Método abstrato update() Responsabilidades das subclasses: Ship, Enemy e Fire Inicializar frame sequences nos construtores e nas mudanças de estado das classes Fazendo isso, não é necessário especializar o método paint(), ou seja, a lógica de renderização é reusada.

46 Ship É um GameObject Array de balas
Indicação se a nave está explodindo Inicializar frame sequences nos construtores e nas mudanças de estado das classes Métodos para mover a nave Método pra disparar balas

47 Fire É um GameObject Tratamento ao sair da tela
Atualiza a posição, dada a velocidade

48 Enemy É um GameObject Possui um comportamento ingênuo (randômico)
Indicação se a nave está explodindo Inicializa os frame sequences nos construtores e nas mudanças de estado das classes (exercício)

49 ShipGameScreen Inicializa e possui todos os objetos do jogo (Nave, Inimigos e Balas) (exercício) Centraliza a atualização dos estados dos objetos (exercício) Controla colisão de balas com inimigos Controla colisão de inimigos com a nave (exercício) Renderiza todos os objetos (exercício) Controla e pinta informações do jogo (pontuação, level e vidas) Trata pressionamento das teclas (esquerda,direita e fire) (exercício)

50 BUILD & RUN!

51 Deploy “Over the Air” (OTA) Cabo serial Infra vermelho MIDLet server
descoberta JAR remoção jad Atualização instalação jad’ JAR checagem confirmação execução

52 Melhorias Adição de splash screen Adição de menu
Melhorar tela de game over Tabela com recordes (RMS) Background com scrolling Chefe de fase Coleta de itens (campo de força, diferentes tiros, etc) Tipos diferentes de inimigos I.A dos inimigos Upload de pontuação

53 Melhorias no uso de MIDP 2.0
Outros recursos de jogos do MIDP 2.0 Usar GameCanvas Usar tratamento de teclas usando getKeyStates() Usar back buffer usando getGraphics() Usar full screen Adição de som (sugestão MIDI)

54 Otimize, se necessário Obfuscadores para diminuir tamanho de código
Proguard, Retroguard, etc. Cautela no uso de herança e excesso de classes Evite usar classes anônimas ou aninhadas Acessos a variáveis estáticas e métodos estáticos é mais rápido Arrays no lugar de Vectors Loops de trás pra frente (comparação com 0,null e false é mais rápida) Reuse objetos Cuidado no uso de Strings

55 Otimização (cont.) Combine várias imagens em uma só
Número de cores das imagens Uso do Clip pra pintura Preocupações Tamanho do Jar (64k ~ 150k) Memória (200k ~ 1 Mb) Processamento (5 fps ~ 12 fps) 1 PNG 0.7k 4 PNG 1.6k

56 Um pouco mais sobre porte
Importância do porte Boa parte do desenvolvimento (~ 40%) Pensar no porte desde o projeto do jogo Exemplos de variações Tamanho de tela API de som Versão API (MIDP 1.0 ou 2.0, etc) Bugs do celular Vários idiomas Funcionalidades do jogo etc… Escala Chega-se a gerar versões de uma aplicação

57 Boas práticas para o porte
Manter código único Pré-processamento //#ifdef <symbol> Aspectos Pesquisa acadêmica Sistemas de build Responsável por gerar as várias versões da aplicação Pré-processa código antes de compilar Gerencia resources: seleciona arquivos (imagens, sons, etc) por versão Empacota tudo gerando executáveis (jar e jad)

58 Dicas finais Sites interessantes Listas de discussão
Listas de discussão kvm-interest j2me-brasil

59 Dúvidas, questionamentos ou aflições...
Obrigado! Dúvidas, questionamentos ou aflições...

60 Sprite setTransform(Sprite.TRANS_…) defineReferencePixel(76, 23)