Курс C++ для GameDev

Комплексний курс, який навчить кодити на C++ з нуля, дозволить опанувати принципи обʼєктно-орієнтованого програмування, ключові бібліотеки та інструменти для того, щоби створювати десктопні й мобільні ігри та розвиватися в геймдеві.

Програма курсу

Вступ та підготовка

• Зрозумієте призначення мов програмування високого рівня
• Дізнаєтеся, яке застосування С++ в геймдеві
• Зможете завантажити та налаштувати середовище розробки (IDE)
• Вмітимете запустити Hello World програму

Змінні й типи даних

• Дізнаєтеся основні примітивні типи даних в С++, їхній розмір, допустимі значення
• Навчитеся створювати й ініціалізувати змінні різних типів
• Зрозумієте відмінність між константами та звичайними змінними
• Зможете створювати тип даних з визначеними програмістом допустимими значеннями
• Навчитеся зчитувати дані з консолі та виводити дані в консоль з простою обробкою виведення за допомогою маніпуляторів
• Набудете навичок перетворення змінних до різних типів

Оператори даних

• Вивчите арифметичні оператори та навчитеся використовувати їх для числових розрахунків
• Дізнаєтесь, як працювати з операторами присвоєння
• Навчитеся порівнювати арифметичні типи даних
• Зрозумієте, який пріоритет виконання арифметичних та логічних операторів у складених виразах та які способи зміни пріоритетності існують
• Ознайомитеся з побітовими операціями

Розгалуження та умови

• Дізнаєтеся, навіщо та як створювати умовні оператори
• Навчитеся створювати логічні вирази для умовних операторів та поєднувати кілька умовних операторів в ієрархії виконання
• Дізнаєтеся, що таке тернарний оператор і як його використовувати
• Навчитеся використовувати switch як альтернативний набір if-else-if блоків

Система контролю версій Git

• Опануєте застосування систем контролю версій в програмуванні над власним кодом та в команді
• Зрозумієте принцип роботи Git
• Навчитеся використовувати Git для власних проєктів
• Дізнаєтесь про типи інших систем контролю версій, зокрема популярний у геймдев Perforce

Цикли та їх застосування

• З’ясуєте, що таке цикл та в яких випадках його застосовувати
• Навчитеся використовувати цикли 3 типів та зрозумієте їхні особливості
• Дізнаєтеся про можливість створення вкладених циклів
• Опануєте способи раннього завершення та продовження циклів

Воркшоп: задачі, цикли, умови

• Попрацюєте з типовими помилками й навчитеся їх фіксити
• На практиці ознайомитеся зі способами дебагу програми у Visual Studio IDE

Функції та їх створення

• Навчитеся створювати функції з довільною кількістю параметрів та вихідним значенням, а також викликати їх для своїх потреб з довільними параметрами
• З'ясуєте, навіщо потрібні функції, та зону їхнього доступу
• Зможете створювати глобальні змінні та константи й використовувати їх у довільних функціях
• Навчитеся визначати декілька перезавантажень для функцій та додавати параметри за замовчуванням
• Зрозумієте, як створювати хедер-файли та як підключати їх у різних місцях програми

Строки і масиви

• Дізнаєтеся, як створити колекцію однорідних даних з використанням одно- та двовимірних масивів наперед визначеного розміру
• Зрозумієте, як масиви зберігаються в пам'яті
• Навчитеся модифікувати, обходити всі елементи масиву
• Зможете використовувати C-style рядки константного розміру

Посилання та вказівники

• Зрозумієте, що таке посилання, адреси змінних та вказівник
• Дізнаєтесь, як отримати дані з вказівника та адресу змінної
• Навчитеся передавати вихідні параметри та повертати з функції посилання, вказівник
• Зрозумієте, навіщо передавати у функцію вказівники та посилання

Алгоритми. Робота з циклами та масивами

• Ознайомитеся з різними принципами роботи з індексами циклів, вкладеними циклами, а також з використанням масивів для практичних завдань
• Зрозумієте завдання пошуку в масиві, способи підходу до нього залежно від стану масиву
• Дізнаєтеся, що таке сортування даних та базові алгоритми сортування

Алгоритми. Складність, пошук і сортування

• Ознайомитеся з підходами до оцінювання алгоритмів за різними параметрами
• Зрозумієте завдання пошуку в масиві, способи підходу до пошуку залежно від стану масиву
• Ознайомитеся із задачею сортування даних та базових алгоритмів сортування

Воркшоп: робота з функціями, масивами, посиланнями та вказівниками

• Розберете реальні задачі на алгоритміку
• Реалізуєте алгоритми пошуку та сортування даних

Робота з динамічною пам'яттю

• Навчитеся виділяти й очищати довільну кількість пам’яті для різних типів даних з кучі
• Зрозумієте відмінність між стеком та купою
• Ознайомитеся з особливостями створення спеціальних методів класу та їхньою взаємозалежністю в контексті роботи з динамічною пам'яттю
• Зрозумієте причини, наслідки витоків пам’яті та можливі способи їх вирішення

Знайомство зі структурами

• Навчитеся створювати нові типи даних, що агрегують у собі інші змінні
• Зможете користуватися вказівниками на структури
• Навчитеся передавати структури як вхідні та вихідні параметри функцій, а також оперувати ними в межах масивів та складених структур

Знайомство з ООП. Класи

• Навчитеся створювати нові типи даних (класи, структури)
• Зможете об'єднувати поведінку та дані в одному об'єкті
• З'ясуєте, чим відрізняються клас та об'єкт (інстенс) класу
• Ознайомитеся з поняттям модифікаторів відповідно до особливостей використання інстенсів класу
• Зрозумієте відмінності між агрегацією та композицію за додавання залежностей між класами

ООП. Оператори та статичні поля

• Зрозумієте вплив дружніх функцій на модифікатори доступу
• Дізнаєтеся про поняття статичних полів класу, доступ до них без використання об'єкта класу
• Навчитесь імплементувати та використовувати на практиці перевантажені оператори

ООП. Наслідування та поліморфізм

• Засвоїте базові принципи ООП
• Зрозумієте принцип реалізації наслідування
• Дізнаєтеся про принципи поліморфізму, чистих абстрактних функцій
• Ознайомитеся з поняттям інкапсуляції даних

ООП. Приведення класів в ієрархії. Наслідування проти композиції

• Зрозумієте способи приведення класів і ієрархії та принципові відмінності між ними (статичне проти динамічного)
• Дізнаєтеся про типові випадки використання наслідування та композиції на практиці й те, як обрати підхід залежно від поставленого завдання

Воркшоп: побудова міні-гри у консолі з використанням поліморфізму, практика дизайну архітектури застосунків

Підготуєте власний проєкт "Настільна гра в Манчкін" і отримаєте фідбек від лектора.

Функціональні об'єкти

• Зрозумієте поняття функціональних об’єктів, анонімних функцій, лямбд
• Набудете навичок передавати параметри в лямбду
• Зможете використовувати лямбди для стандартних алгоритмів stl-бібліотеки
• Навчитеся огортати функціональні об’єкти в std::function-об'єкті

Шаблонне метапрограмування

• Зрозумієте поняття шаблонів, їхню необхідність, переваги та недоліки
• Навчитеся створювати шаблонні функції, класи
• Зможете передавати параметри, типи й нетипи
• Знатимете, як змінювати поведінку шаблонних функцій/класу для окремо визначених типів
• Зрозумієте процес створення шаблонів на компайл-таймі
• Ознайомитеся на рівні користувача з бібліотекою type-traits

Бібліотека стандартних функцій

• Навчитеся створювати, використовувати структури даних, std::string-бібліотеки стандартних функцій
• Зрозумієте відмінності різних структур даних та їхнє практичне застосування, методи std::string
• Опануєте поняття ітераторів та їх використання для обходу контейнерів, впровадження в стандартних алгоритмах бібліотеки STL
• Навчитеся використовувати набір алгоритмів зі стандартної бібліотеки функцій

Знайомство з SFML

• Зрозумієте, чому С++ широко використовують для розробки ігор різного ступеня складності
• Вивчите основні компоненти, які повинен надавати ігровий рушій для ефективного створення ігор
• Ознайомитеся зі структурою та модулями бібліотеки курсового проєкту SFML
• Дізнаєтеся про переваги й можливості, які надає UE для великих команд розробників ААА-проєктів та інді-ігор

Вступ до лінійної алгебри в контексті геймдеву

• Зрозумієте поняття вектора, матриці та практичне застосування у геймдеві
• Навчитеся виконувати прості операції над векторами, скалярний та векторний добуток
• Дізнаєтеся про базові матричні перетворення векторів

Графи як структура даних для геймдеву

• Зрозумієте поняття графа та його структури (вершини, ребра, вага)
• Дізнаєтеся про практичне застосування графів, зокрема в геймдеві для задач пошуку найкоротшого шляху, представлення мереж, стейт-машин
• Ознайомитеся зі способами представлення графів та можливої реалізації на С++
• Розберете базові алгоритми над графами, зокрема BFS, DFS

Багатопотокове програмування

• Зрозумієте поняття багатопотоковості, відмінність від паралелізму
• Навчитеся створювати треди для виконання операцій у багатопотоковому середовищі
• Зможете синхронізувати доступ до спільного ресурсу
• Засвоїте ази роботи з пам’яттю з погляду атомарності операцій
• Ознайомитеся з практичним використанням потоків у геймдеві

Патерни проєктування в GameDev

• З'ясуєте, що таке патерни проєктування та яке їхнє практичне застосування
• Ознайомитеся з патернами проєктування GoF
• Дізнаєтеся про геймдев-специфічні патерни та потребу їхньої формалізації в окрему групу

Фінальний проєкт: видача курсового проєкту

• Ознайомитесь зі скелетом курсового проекту зі створеним ігровим циклом, набором простих ігрових об'єктів з текстурою, реакцією ігрового вікна та ігрових об'єктів на інпут з клавіатури та миші
• Отримаєте завдання для фінального проєкту

Робота з UI та Game State Pattern

• Зможете створювати інтерактивний користувацький інтерфейс для гри
• Дізнаєтеся, як використовувати Game State патерн для зміни станів гри: робота з рівнями, boss-fight тощо
• Дізнаєтеся, як реалізувати різні UI-меню та переходи між ними за допомогою віджетів та Game State патерна: start меню, pause меню, game-over меню тощо
• Отримаєте відповіді на запитання щодо фінального проєкту

Смарт-поїнтери, Move-семантика, огляд Unreal Engine

• Вивчите основні можливості та інструменти Unreal Engine 5 та зможете використати ці знання в подальшому вивченні UE5
• Дізнаєтеся про структуру проєкту та його ключові компоненти в Unreal Engine 5
• Дізнаєтеся про можливості смарт-пойнтерів для безпечнішої взаємодії з пам’ятю в С++ без значних перформанс-недоліків
• Опануєте концепт move-семантики та дізнаєтеся, як за допомогою цього механізму зменшити кількість копій об’єктів, відповідно покращити оптимізацію програм

Фінальний проєкт: презентація курсового проєкту

Допрацюєте гру та представите її лектору й колегам.

Особливості курсу

• Вивчення С++
• Кейс у портфоліо
• Кар'єрний буст
• Допомога ментора
• Практика
• Сертифікат про проходження курсу

Викладачі курсу

Богдан Левунець - С++ Game Developer at Ubisoft