猴子靈藥 [Monkey Potion]

基於我很愛 Lua 這個 Scripting Language（劇本描述語言←有點彆扭的翻譯 Orz）的立場，不先來篇介紹實在說不過去啊。不過在介紹 Lua 出場前，要先把老大哥 Scripting Language 推出來暖暖場才行。

一般的程式語言，在程式碼撰寫完畢後都需要經過編譯 (Compile) 這個步驟，交由程式語言工具的編譯器 (Compiler) 進行語法驗證、程式碼連結與機器碼建立，最後才能產生出所謂的可執行檔 (Executable Files)，也就是在 Windows 平台下滑鼠左鍵雙擊就會開始執行的檔案類型。而使用 Scripting Language 編寫好的程式碼，無須經過編譯的步驟就能夠被直譯 (Interpreted) 並且執行。使用 Scripting Language 有點像是使用一組預先定義好的指令集，在直譯器 (Interpreter) 解析到這些指令時，就能夠去執行預先定義好的行為與程式。所以相較於 C/C++ 屬於需要經過編譯才能執行的程式語言 (Compiled Language)，Scripting Language 被稱為是一種直譯式的語言 (Interpreted Language)。

有了基本的概念之後，首先，應該要問的問題是，為什麼要使用 Scripting Language？Scripting 系統與遊戲開發有什麼關連性？關於這兩個問題，這裡訪問到三位不願具名的受訪者：

• 程式開發者A君：它可以幫助我們節省開發時間，不用每次做個小更動就要等待程式重新編譯連結，也會減少被企畫騷擾的時間。
• 企畫設計者B先生：終於可以自由地測試各種想法與做法，而不用每天跑去問程式：請問～這個功能可不可以加一下了。（淚）
• 美術設計者C小姐：聽說可以用來做 GUI（圖形化使用者介面）耶，不過我沒用過。

在一般遊戲開發的過程中，常見的情境是：程式開發者依據企畫設計者所訂定的文件規格，製作完成某功能後，再交由企畫檢視成果與預想的設計是否符合、是否有需要改進之處，然後再將設計交回程式開發者進行修改，修改完畢後再交由企畫設計者檢閱。以上程序會一直跳針，反覆反覆再反覆直到完成為止。設計本身是一種需要反覆迭代進行的程序，但是太頻繁的來往溝通，可能會殺死程式開發者的專注力與工作效率，也無法使企畫設計者的想法得到迅速的反饋。為了能讓程式開發者放下一點點肩上的擔子，將部分權責交由企畫設計者獨立處理，於是有了各種編輯器與 Scripting 系統的發明。

那麼，運用 Scripting 系統與一般的編輯器來開發遊戲有什麼不同？其實兩者各有所長。編輯器之類的工具，通常是一組程式設計者預設好的功能，讓使用者能夠以直覺化的方式去操作各種程序，例如場景、人物與特效編輯等等。而 Scripting 系統，則帶給使用者更大的權力與更多的可能性，可以提供使用者極大的彈性去調整與預覽製作的成果。要做出好學好用的編輯器，通常是相當曠日費時的工作，並且還需要持續地依照企畫設計者的需求增加功能與修補臭蟲。製作編輯器這項工作，可以說是沒有真正完整完成的時候。相較之下，使用 Scripting 系統需要企畫設計者更多的程式相關知識，但是卻能夠在耗費較少開發時間的情況下，達到最大的彈性與效益。

瞭解為什麼要使用 Scripting Language 之後，下一個問題是，在這麼多種類的 Scripting Language 中，為什麼要使用 Lua？它到底有什麼好處可以勝過其他競爭者？來聽聽官方的說法：

• Lua 既小且快又不用錢。
• Lua 是非常易學易用的的一種語言。
• Lua 與 C/C++ 的整合性很好。
• Lua 的可移植性極高。

Lua 的核心非常緊實且不佔空間，執行速度優於其他 Scripting Language，可擴充性極高。因為 Lua 語言本身是以 ANSI C 標準寫成，幾乎所有平台上都能夠執行，目前已經有相當多遊戲專案與其他應用程式的成功實例。我曾經在 Linux 與 Mac OS X 平台上，測試 Windows 中寫好的 Lua 程式，在不修改任何 Script 程式碼的情況下，的確能夠順利執行無誤。

談到 Lua，就不能不提這位超級具份量的客戶：魔獸世界 (World of Warcraft)。在這款超級著名的多人線上遊戲中，也借助了許多 Lua 的威力。最為人所熟知的，就是遊戲允許玩家自行製作各式各樣的 UI（使用者介面）；藉由 XML 負責定義外型配置，而 Lua 負責執行核心功能，我們可以看到世界各地玩家成千上萬的自製 UI 模組，很多的成果都不遜於官方原本製作的版本。因為這項讓玩家自製內容的開放功能，大幅增強了魔獸世界遊戲裡，以及遊戲外的社群互動。

另外，魔獸世界中的大型頭目怪物，總是擁有非常多樣化的攻擊模式，這是在其他多數 MMOG 中很少見的遊戲樂趣。我推論其中的怪物 AI，同樣也是透過 Lua 的編寫來達成這樣的功能（未證實）。假設，魔獸世界沒有使用 Lua 或其他 Scripting 系統的方式來開發這些 AI 行為，應該還有以下兩種方式，可以達成如此豐富多變的 AI 行為：

• 交給程式開發者：每隻頭目都要寫出特定的程式碼，多少頭目就有多少特製化的程式碼，或是複製貼上複製貼上複製複製複製貼上的程式碼。
  程式開發者A君：………我要換工作（找離職單）。
• 交給企畫設計者：需要一張超大的表格，定義所有可能發生的條件與行為，然後每次只取用其中一小部分的欄位使用。
  企畫設計者B先生：………幫我多拿一張。

回顧歷史，在不很久以前，那段晦暗不明的日子裡，許多開發者為了能得到 Scripting Language 這帖靈藥，於是自己動手寫出了各式各樣的 Scripting Language，程式碼的長相有可能類似於這樣：

IF player_hp < 100 THEN
    CAST_SPELL(1)
ELSE IF self_hp < 50 THEN
    RUNAWAY
ELSE
    MELEE_ATTACK
END

這種自家製造的 Scripting Language，往往陷入太難學習、效能太差與後續維護除蟲的無盡深淵中。終於，在 Lua、Python 與 Ruby 三者出現之後，遊戲界就像是現出了三道曙光一樣，再也不必投注人力時程開發不知會不會有問題的語言，也不必擔心開發者離職後的語言維護除錯問題。這三大 Scripting Language 在遊戲業界中都有各自的支持使用者與廣泛的應用；例如在 RPGMaker 這套著名的遊戲製作工具中，也能夠使用 Ruby 來撰寫進階的加強功能。

如果你有一種以上的程式語言學習經驗，對於 Lua 肯定能夠輕鬆上手。就算從來沒有學過任何程式語言，Lua 的學習也比其他語言來得容易許多。讀過官方網站幾個章節的參考手冊之後，就能夠很輕易地開始寫 Lua 程式了。如果對於 Lua 有進一步興趣的話，《Programming in Lua》是一本必看不可的好書。另外如果想要瞭解 Lua 如何運用在遊戲開發的各種功能上，我會推薦閱讀《Game Development with Lua》這本書。

最後，以場景編輯為例，舉個簡單的應用示範 Lua 其中一種使用方式：程式開發者需要先在 C++ 端撰寫好 Lua 端程式碼可呼叫使用的函式，然後在 Lua Script 中就可以自由呼叫使用。首先在 C++ 端的主程式中寫好：

// 在場景上增加一個物件
static int AddObject(lua_State* _pkState)
{
    string kObjectType;
    // 取出 script 傳來的第一個參數
    g_ScriptManager->GetValueAt(1, kObjectType);

    if (kObjectType == "monster") {
        // 取出後續的參數進行處理
    }
    else if (kObjectType == "light") {
       // 取出後續的參數進行處理
    }

    // 把物件交由場景相關的介面處理
    g_SceneManager->AddObject(kObjectType);
    return 0;
}

以上這樣的函式稱為 Glue Function，負責把 C++ 與 Lua 兩端膠黏起來以便於相互溝通。把這個函式註冊好之後，在 Lua 端裡就可以這樣使用：

-- 這是 Lua 中的註解

-- 增加一隻怪物在 (10, 20, 5) 的位置
AddObject("monster", 10, 20, 5)
-- 增加一個白色燈光在 (0, 50, 0) 的位置
AddObject("light", 0, 50, 0, 255, 255, 255)
-- 增加一個寶箱在 (-51, 512, 3) 的位置
AddObject("treasure", -51, 512, 3)

對於場景上各種物件的增加與刪減，從此不用透過 C++ 端程式碼的修改，能夠直接利用 Lua 端的 Script 做出更加動態與彈性的關卡設計。在下篇進階技術的文章中，會以小型商業遊戲中應用的實例，來看 Lua 真正使用在遊戲中的實做細節，敬請期待囉。

最後，讓我們一起大呼：葡萄牙月亮萬歲～！ XD