Hướng dẫn cách lập trình game cơ bản cho người mới bắt đầu

Thị trường trò chơi điện tử đang là một trong những thị trường có thị phần lớn cùng mức doanh thu đạt khổng lồ hàng năm cho thấy sức hấp dẫn và tiềm năng phát triển của ngành này. Tuy nhiên, để có thể bắt đầu phát triển trò chơi, bạn cần nắm được lộ trình sản xuất ra một tựa game sẽ như thế nào. Hãy cùng Vietnix tham khảo cách lập trình game cơ bản cho người mới bắt đầu trong bài viết sau đây.

Tại sao ngành lập trình game lại thu hút?

Có nhiều nguyên nhân lý giải tại sao ngành lập trình game thu hút được đông đảo người quan tâm:

Thứ nhất, thị trường trò chơi điện tử hiện nay vẫn còn rất nhiều tiềm năng để phát triển. Thống kê từ Electronic Entertainment Design and Research cho thấy có tới 70% người dân Mỹ thường xuyên chơi game. Điều này cho thấy nhu cầu giải trí ở thời điểm hiện tại và tương lai rất lớn. Tuy nhiên, số lượng nhân sự lập trình chuyên nghiệp lại đang thiếu hụt nghiêm trọng ở các tổ chức, doanh nghiệp sản xuất game.

Tiếp theo, lập trình game còn là một ngành nghề với cơ hội nghề nghiệp hết sức hấp dẫn. Nếu sản xuất được một tựa game thành công, bạn sẽ nhận được mức thu nhập khổng lồ. Ngoài ra, bạn cũng có thể lựa chọn tự mình phát triển game hoặc gia nhập các studio chuyên nghiệp.

Cuối cùng, việc lập trình game có thể bắt đầu bằng cách tự học. Tất nhiên, điều này sẽ chỉ gói gọn trong trường hợp bạn muốn tạo một trò chơi để chia sẻ với bạn bè. Còn nếu muốn trở thành nhà lập trình game chuyên nghiệp thì bạn sẽ cần trau dồi thêm nhiều kiến thức chuyên môn hơn.

Những loại game phổ biến hiện nay

Để có hướng phát triển phù hợp với bản thân trong ngành lập trình game thì bạn cần làm là tìm hiểu và xác định được loại game mình yêu thích. Nếu chưa biết hiện nay có bao nhiêu loại game thì hãy tham khảo một số loại game phổ biến sau:

• Game trên website: Các tựa game thuộc thể loại chơi trên trình duyệt web được đánh giá là dễ lập trình nhất. Ngoài ra, việc lập trình game trên web ngày nay còn được thực hiện nhanh chóng hơn nhờ sự hỗ trợ của các nền tảng, chẳng hạn như MIT’s Scratch. Cụ thể, nền tảng MIT’s Scratch này có thể giúp các game developer mới gia nhập thị trường tạo và chia sẻ các tựa game hấp dẫn, thú vị với mức phí tối thiểu. 
• Game điều khiển: Đây là thể loại game sử dụng thiết bị điều khiển (như Xbox hay Playstation) để thao tác và cũng là loại game phổ biến trên thị trường hiện nay. Mặc dù các bảng điều khiển này được thiết kế để phục vụ cho mục đích chơi game, thế nhưng chúng cũng chỉ là những thiết bị trung gian hỗ trợ cho quá trình này. 
• Game trên máy tính: Là loại game được chơi thông qua các thiết bị máy tính (như PC hay laptop). Những tựa game trên máy tính này rất được các người chơi yêu thích. Lý do là bởi máy tính là thiết bị sở hữu cấu hình mạnh nên có thể mang tới cho người chơi trải nghiệm bắt mắt, chân thực cùng những âm thanh cuốn hút khi tham gia trò chơi.
• Game trên di động: Xu hướng giải trí với các tựa game trên di động đã và đang phát triển vô cùng mạnh mẽ trong ngành game hiện nay (có thể nói là phát triển nhất trong các loại game kể trên). Chính điều này đã làm game trên di động trở thành thị trường màu mỡ cho các nhà sản xuất game khi có thể thu hút được lượng lớn người chơi tham gia vào. 

Các ngôn ngữ dùng để lập trình game

Trong lập trình game, có 4 ngôn ngữ lập trình phổ biến được các game developer sử dụng, đó là:

Scratch

Scratch là ngôn ngữ được đánh giá là phù hợp nhất cho giai đoạn mới bắt đầu học về lập trình của các developer. Bởi vì ngôn ngữ mã hóa này có giao diện thiết kế được lấy cảm hứng dựa trên các blocks nên developer có thể dễ dàng học và thực hành viết những đoạn code cơ bản trên đó. 

Ngoài ra, Scratch còn nổi bật với khả năng có thể xem nhanh những đoạn code dùng cho việc xây dựng các trò chơi được lưu trữ trên nền tảng. Đây là một tính năng hữu ích đối với các developer đang trong quá trình tìm kiếm một cách lập trình game của riêng mình. 

JavaScript

Nhờ bản chất linh hoạt và gọn nhẹ của mình mà JavaScript đã trở thành ngôn ngữ được sử dụng phổ biến trong lập trình game (đặc biệt là lập trình game trên web). Không chỉ vậy, JavaScript còn cung cấp khả năng hỗ trợ phát triển cho hầu hết các tương tác trên website. Ngoài ra, các tựa game được phát triển bằng ngôn ngữ JavaScript còn có thể chơi và vận hành dễ dàng trên đa nền tảng khác nhau như máy tính và điện thoại di động. 

Python

Python là ngôn ngữ lập trình nổi bật nhất với khả năng thực hiện tự động hóa các tác vụ nhỏ có tần suất lặp lại liên tục một cách nhanh chóng và dễ dàng. Ở những tác vụ có mức độ vừa phải và tính logic chặt chẽ, sử dụng Python chính là giải pháp đem lại hiệu quả cao. Tuy nhiên, khi áp dụng cho các ứng dụng lớn hơn thì ngôn ngữ này lại thường gặp nhiều khó khăn trong việc mở rộng quy mô. 

Nhìn chung, Python là một ngôn ngữ mã hóa thích hợp để developer lập trình ra những tựa game nhỏ. Tuy nhiên nếu lập trình viên đã thông thạo với Python thì cũng có thể sử dụng nó để xây dựng các trò chơi lớn và phức tạp hơn. 

C ++

C++ là ngôn ngữ mã hóa chính được dùng để lập trình cho hầu hết các tựa game AAA (là những game với đồ họa phức tạp được xây dựng bởi các nhà phát hành lớn) ngày nay. Cũng giống với 3 ngôn ngữ kể trên, C++ cũng sở hữu cho mình những đặc điểm riêng giúp cho quá trình phát triển game của các developer diễn ra dễ dàng hơn. Và tính năng nổi bật nhất của C++ chính là khả năng biên dịch, nhiều tính năng linh hoạt và có tốc độ vận hành siêu nhanh. 

Tuy nhiên, đối với người mới bắt đầu thì C++ không phải ngôn ngữ được khuyến khích sử dụng bởi nó cần nhiều thời gian để học tập và ứng dụng. Do đó, ngôn ngữ này chỉ thực sự phù hợp cho các nhà sản xuất game chuyên nghiệp. 

Giới thiệu khái quát về game engine

Game engine hay công cụ trò chơi chính là bộ sưu tập bao gồm các đoạn code có sẵn cần để chạy trong chế độ nền nhằm giúp quá trình vận hành trò chơi diễn ra ổn định và chính xác. Đặc biệt, game engine còn cung cấp cho người dùng nhiều thư viện code khác nhau phù hợp với nhiều thể loại trò chơi. Nhờ đó mà các game developer có thể sử dụng những mẫu code có sẵn này để tạo ra những trò chơi đúng theo mong muốn của mình mà không cần phải code thủ công quá nhiều. 

Game engine thường chứa các đoạn code về hiệu ứng vật lý trò chơi, hiệu ứng âm thanh, tương tác của đối tượng,… Đối với các tựa game hiện đại chứa nhiều cấu trúc phức tạp thì việc tận dụng game engine chính là sự lựa chọn tuyệt vời để nhà sản xuất nhanh chóng tạo ra trò chơi của mình. 

6 giai đoạn trong quá trình lập trình game

Lập trình game đòi hỏi rất nhiều công đoạn và thao tác thực hiện cũng vô cùng phức tạp. Do đó, để tránh gặp trở ngại ngay từ khi mới bắt đầu, bạn cần tiến hành phát triển tuần tự theo 6 giai đoạn sau đây:

Giai đoạn 1: Design

Bước đầu tiên và quan trọng nhất chính là hình dung và lên ý tưởng về trò chơi mà bạn muốn tạo. Và không có một quy chuẩn riêng nào được đặt ra cho việc thiết kế ý tưởng. 

Ví dụ: Một số người có thể soạn thảo được hơn 60 trang tài liệu về ý tưởng, thế nhưng cũng có một số người chỉ cần viết khoảng 1 trang giấy với dòng ghi chú cẩu thả mà chỉ mình họ hiểu. 

Nếu chưa biết cách trình bày ý tưởng như thế nào cho hiệu quả và dễ hiểu, bạn có thể tham khảo một số yếu tố cần thiết của một tựa game là:

• Hook – Mồi câu: Điều quan trọng nhất của việc viết ra ý tưởng chính là để bạn biết được các điểm đặc sắc và hấp dẫn trong trò chơi mà bạn muốn tạo. Điểm đặc sắc ở đây có thể là trò chơi gây nhiều tranh cãi hoặc có kết thúc bất ngờ hoặc chứa yếu tố kích thích tư duy,… Việc xác định rõ mồi câu là gì sẽ giúp các công đoạn thiết kế tiếp theo diễn ra nhanh chóng hơn. 
• Mechanic – Cách chơi: Đây chính là phần gameplay của trò chơi và phần này yêu cầu bạn giải quyết được 2 câu hỏi: Nhiệm vụ mà người chơi trong game cần thực hiện là gì? Và vì sao phải làm điều đó?
• Story – Cốt truyện: Mỗi trò chơi đều mang trong mình một câu chuyện riêng. Ví dụ: Ý nghĩa về các con số ở trong trò chơi 2048 hay những tương tác thầm lặng trong thế giới Monument Valley. Do đó, để xây dựng cốt truyện cho trò chơi của mình, bạn cần giải quyết 2 câu hỏi: Điều gì ở câu chuyện có thể gây ấn tượng cho người chơi? Cảm xúc mà họ nên có sau khi hoàn thành trò chơi là gì?
• Mood – Cảm xúc: Ấn tượng cũng chính là những cảm xúc ban đầu mà người chơi cảm nhận được. Đây là yếu tố vô cùng quan trọng, có thể ảnh hưởng đến quyết định tiếp tục hay dừng lại ở người chơi. Vì thế mà khi xác định mood cho game, bạn cần giải quyết câu hỏi: Yếu tố nào sẽ giúp trò chơi tạo ấn tượng với người chơi, hình ảnh, âm thanh hay bất cứ thứ gì khác?

Ngoài ra, nếu bạn vẫn chưa có ý tưởng nào hoặc chưa thể hình dung được ý tưởng thì có thể trao dồi kinh nghiệm bằng cách tham gia vào các trò chơi hackathon/jam, chẳng hạn như trò Ludum Dare. Một điều nữa mà bạn cũng nên thực hiện là tạo cho mình một thói quen ghi lại các ý tưởng nảy ra ở mọi lúc mọi nơi. Điều này giúp bạn có thể dễ dàng sáng tạo ra những ý tưởng mới mẻ hơn trong trường hợp bị bí ý tưởng. 

Các công cụ hỗ trợ:

• Google Drive
• Unity Collab
• GitHub (git và Unity .gitignore).
• The Art of Game Design.
• Gamasutra.

Giai đoạn 2: Art

Sau khi hoàn thành bước lên ý tưởng, lúc này đây, bạn đã có thể thực sự bắt tay vào việc thiết kế và phát triển trò chơi của chính mình. Tuy nhiên, nếu bạn vẫn chưa biết cách viết code thì nên thực hiện trước bước thứ 3 – Viết code rồi mới đến bước Art (thiết kế) này. 

Lưu ý: Có 3 nguyên tắc cơ bản về hình ảnh mà bạn cần nắm để có thể vẽ ra được một đối tượng bất kỳ có tính thẩm mỹ cao, đó là màu sắc – hình dạng – không gian. 

UI 

Ở thành phần UI – Giao diện người dùng trong trò chơi, bạn cần thiết kế sao cho thật độc đáo và bắt mắt nhưng vẫn đáp ứng được tính thực tiễn. Điểm độc đáo ở đây có thể nằm ở bảng phối màu riêng, font chữ, hình dạng hay các biểu tượng,… Khi bắt tay vào thực hiện, bạn cũng cần lưu ý đến những yếu tố như các thông tin quan trọng có hiển thị nổi bật và dễ hiểu hay không, hay bố trí màu sắc/font chữ/ biểu tượng có làm người chơi phân tâm không.

2D animation

Bạn sẽ có 2 lựa chọn về kiểu vẽ 2D animation, đó là:

• Bone-based: Đây là kiểu vẽ từng khung hình của animation thông qua việc sử dụng các sprite sheet ở TexturePacker (hoặc sử dụng Sprite Packer ở Unity).
• Bone-based: Kiểu này sẽ vẽ ra từng chi tiết động rồi mới tạo hiệu ứng cho vị trí. Nếu bạn đang sử dụng Unity để vẽ 2D animation thì gợi ý dành cho bạn là hãy thử chỉnh sửa các trục sprites hoặc là anima2D. Cách thực hiện này không chỉ giúp bạn thiết kế nhanh chóng, dễ dàng mà còn có thể tiết kiệm dung lượng cho bộ nhớ. 

Misc

Có một số miscellaneous art tip mà bạn có thể áp dụng không chỉ trong game develop mà còn ở nhiều phần mềm khác. Cụ thể:

• Tile patterned asset: Đây là công cụ giúp tạo các hình ảnh lát gạch trong trò chơi để tiết kiệm bộ nhớ và tạo ra các hiệu ứng đa dạng, phong phú.
• 9-patch/9-slice asset: Đây là công cụ được dùng để tạo các hình ảnh có thể mở rộng ở bên trong mà không ảnh hưởng tới đường viền không thể mở rộng. Ngoài ra, kỹ thuật này cũng được đánh giá cao với khả năng tiết kiệm bộ nhớ. 

Tóm lại, ở giai đoạn tạo Art, nếu bạn vẫn chưa biết cách triển khai các thành phần đã kể trên như thế nào thì có thể tìm hiểu thông qua một số nguồn tham khảo:

• Tạo UI với Photoshop, Skectch.
• Tạo 2D assets với Photoshop, Gimp, Paint Tool SAI. 
• Tạo 3D assets với Blender, Maya, Max. 
• Một số công cụ hỗ trợ tạo assets miễn phí khác như Behance, Open Game Dev Art, KennyNL,…

Giai đoạn 3: Viết code

Đến giai đoạn 3 – viết code, bạn sẽ thực hiện theo thứ tự các bước sau: 

Bước 1: Xác định game engine và IDE (Integrated Development Environment – Ứng dụng để viết code) phù hợp để bạn sử dụng. 

Bước 2: Tiến hành lập trình.

Trong trường hợp bạn chưa biết cách viết code như thế nào để tạo ra trò chơi thì có thể bắt đầu bằng cách tìm hiểu về những khái niệm cơ bản sau:

Lưu ý: Những ví dụ code trình bày bên dưới đều sử dụng ngôn ngữ C++ (đây một trong những ngôn ngữ chính được sử dụng trong game development framework như Unity 3D). 

Data type (kiểu dữ liệu) và variable (biến)

Bản chất của code chính là data và những data này được lưu trữ ở trong các biến. Ví dụ, bạn có thể khai báo biến: 

int i = 0;

Trong đó có thể hiểu rằng:

• int: Kiểu dữ liệu.
• i: Tên biến.
• = 0: Gán 0 là giá trị biến. 

Hay tương tự với một ví dụ khác:

string s = "pusheen is best cat";

Trong đó: 

• string: Kiểu dữ liệu.
• s: Tên biến.
• "pusheen is best cat": Giá trị biến.

Khi khai báo biến, sẽ có một số kiểu dữ liệu phổ biến thường được sử dụng: 

• int và long: Số nguyên. 
• float và double: Số thập phân. 
• string (chuỗi): Là bất kỳ câu nào. 

If

Câu lệnh if đánh giá một điều kiện xác định xem có đúng (true) không. Nếu có thì phần code tiếp theo trong câu lệnh if đó sẽ được khởi chạy:

if (true){ //true is always true!
    doThings(); //I'm inside the if statement's brackets; run me!
}

Mặt khác, nếu điều kiện if không đúng sẽ chuyển qua đánh giá các câu lệnh else if:

int i = 1;
if (i == 0){
 doThings();
}
else if (i == 1){
 doOtherThings(); //I'm gonna be run!
}

Hoặc, khởi chạy lệnh với else: 

int i = 60000;
if (i == 0){
doThings();
} else {
doOtherThings(); //I'm still gonna be run.
}

For/while loop

Các vòng lặp for/while vẫn sẽ liên tục lặp lại khi có một điều khiển xác định là đúng. Ngược lại, nếu là điều kiện sai thì vòng lặp sẽ dừng lại:

while (someBool == true){ //condition
 doThings(); //We'll keep doing things until someBool is false
}

Thời gian mà vòng lặp while này khởi chạy: 

while (true){
doThings();
}

Đoạn code đầy đủ cho vòng lặp white:

int i = 0;

while (i < condition){

  doThings();

  i++; //increment after doing things

}

Bạn cũng có thể sử dụng lệnh for tương đương:

for (int i = 0; i < condition; i++){}

  doThings();

Cấu trúc dữ liệu cơ bản

Cấu trúc dữ liệu là một cách tổ chức và lưu trữ dữ liệu trong một chương trình. Điều này cho phép dữ liệu được truy cập và sử dụng một cách có hiệu quả. Có 4 kiểu cấu trúc dữ liệu mà bạn cần biết, đó là: arrays, queues, lists, stacks và sets. 

Lấy ví dụ về kiểu cấu trúc arrays:

/*

Say you have numbers 0 through 9 that you want to store somewhere. You can store it in an array!

*/

int[] arr = new int[10]; 

/*

The [] brackets declare an array. We assign a new array to arr of size 10 - that means it can hold 10 elements. Arr now looks like this:

arr = [ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 ]

*/

for (int i=0; i<10; i++){

    arr[i]=i; //We assign whatever i is to the the ith index of arr.

//Did you know data structures' indices start at 0?  

}

/*

After the for loop, our array data structure should look like this!

arr = [ 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 ]

*/

Functions và exceptions

Về cơ bản, các function chính là một dòng code nhỏ mô tả về một chuỗi code lớn.

Ví dụ: Nếu bạn gọi: 

EatBread();

Và EatBread() hiển thị:

void EatBread(){ //<---this is a function.
breadAte=true;
 printf("I CAN FEEL THE CARBS COURSING THROUGH MY BODY");
}

Lệnh gọi EatBread() đã gọi 2 câu lệnh trong EatBread() function. 

Trong trường hợp bạn thực hiện sai một câu lệnh bất kỳ nào đó, lúc này exception (các lỗi màu đỏ) sẽ xuất hiện để nhắc nhở bạn nên revise lại. 

Ngôn ngữ lập trình 

Trong lĩnh vực lập trình game có một số ngôn ngữ lập trình được sử dụng phổ biến như C++, JavaScript, C#. Những loại ngôn ngữ này có cách viết và khả năng giải quyết vấn đề cũng không giống nhau. Do đó mà các game developer có thể dựa các yếu tố như game engine, nền tảng đích hay sở thích cá nhân để đưa ra quyết định chọn về loại ngôn ngữ phù hợp nhất với mình.

API – Giao diện lập trình ứng dụng

Về cơ bản, API là tập hợp của một loạt các công cụ mạnh mẽ nằm bên trong các lớp và các chức năng để người dùng có thể gọi. Việc tìm hiểu cụ thể về API trong quá trình xây dựng trò chơi là điều quan trọng mà bạn nên làm để giảm thời gian, tăng năng suất lập trình.

Quan sát dự án có sử dụng game engine mà bạn chọn

Có rất nhiều dự án trò chơi sử dụng 2 game engine phổ biến là Unreal và Unity mà bạn có thể quan sát, tham khảo và học hỏi. Quá trình quan sát sẽ giúp bạn hiểu hơn về cách mọi thứ được kết hợp với nhau sao cho hợp lý nhất. Đó cũng là gợi ý để bạn có thể xây dựng một trò chơi cho riêng mình.

Tóm lại, giai đoạn đầu mới bắt tay vào lập trình sẽ có rất nhiều khó khăn và rào cản khiến cho bạn dễ bị nản lòng và từ bỏ. Tuy nhiên, có một điều mà bạn cần nhớ là lập trình cũng như bất kỳ kỹ năng khác, đều cần nhiều thời gian học hỏi, trau dồi cũng như rút kinh nghiệm từ những lần thất bại thì mới có thể tiến bộ và thành thạo. 

Giai đoạn 4: Audio

Cảm xúc của các người chơi có thể thay đổi thông qua âm nhạc và hiệu ứng âm thanh trong game. Điều này có thể làm gia tăng trải nghiệm giải trí cũng như kích thích cảm hứng tham gia ở người chơi. Tuy nhiên, âm thanh trong trò chơi cũng là một yếu tố làm tăng dung lượng bộ nhớ. Do đó, dù yếu tố này đem đến nhiều lợi ích nhưng bạn vẫn phải cân nhắc kỹ lưỡng. Nếu chưa biết nguồn cung cấp các nội dung âm thanh độc đáo, hấp dẫn thì bạn có thể tham khảo qua: Indie Game Music, Unity’s Asset Store hay Audacity,… 

Ví dụ: Đối với các trò chơi như nông trại hay xếp hình thì hiệu ứng âm thanh chỉ là yếu tố phụ và không cần thiết phải tập trung nhấn mạnh. Tuy nhiên, bạn cần chú trọng thêm hiệu ứng này ở những trò chơi như bắn súng, hành động,… để tạo nên những giây phút bùng nổ ở người chơi.

Giai đoạn 5: Hoàn thiện và kiểm tra

Giai đoạn này là bước quan trọng để bạn đảm bảo được rằng trò chơi khi đi vào vận hành sẽ hoạt động ổn định và đáp ứng được các yêu cầu cũng như mong đợi từ người chơi. 

Giai đoạn 6: Kiểm tra hiệu suất và bộ nhớ

Trong quá trình kiểm tra, bạn không chỉ kiểm tra với các thành phần, đối tượng cấu thành nên trò chơi mà còn phải kiểm tra thêm hiệu suất và bộ nhớ. Nếu như phát hiện có sự cố nào xảy ra, bạn hãy thực hiện một số biện pháp khắc phục tối ưu hóa trên những nền tảng khác nhau (máy tính, thiết bị di động,…). Lúc này, game engine chính là một giải pháp hữu ích cho điều này vì chúng cung cấp các tính năng có thể tối ưu vấn đề về bộ nhớ và hiệu suất. 

Nếu bạn phát triển game đa người chơi trực tuyến thì sẽ cần tới một máy chủ để lưu trữ dữ liệu và quản lý các phiên kết nối của người chơi. Một trong những giải pháp tốt nhất trong trường hợp này là sử dụng một máy chủ ảo (VPS) với độ ổn định cao, bảo mật tối đa và chi phí tiết kiệm hơn so với việc thuê một máy chủ vật lý. Trong trường hợp bạn còn phân vân và đang tìm kiếm một nhà cung cấp VPS tốt tại Việt Nam, hãy xem xét Vietnix – một trong những nhà cung cấp VPS hàng đầu hiện nay với chất lượng dịch vụ đáng tin cậy và giá cả hợp lý.

Các câu hỏi thường gặp

Lời kết

Trên đây là những thông tin chi tiết hướng dẫn cách lập trình game cơ bản cho người mới bắt đầu. Hy vọng sẽ giúp bạn có thêm nhiều kiến thức hữu ích để có thể tự tin bắt đầu sự nghiệp của mình trong ngành lập trình này. Ngoài ra, đừng quên theo dõi những bài viết tiếp theo của Vietnix để hiểu hơn về ngành nghề hết sức thú vị này.