H2002801081_胡昊天_基于Java ME无线网络移动端的俄罗斯方块游戏的实现.doc
【精品】基于java me无线网络移动端的俄罗斯方块游戏的实现(论文,源代码)
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分类号： U D C： 007)6154 级：公开 编 号： 2002801081 成都信息工程学院 学位论 文 基于 论文作者姓名： 胡昊天 申请学位专业： 网络工程 申请学位类别： 工学学士 指导教师姓名 (职称 )： 李晓岗 (高级工程师 ) 论文提交日期： 2007 年 06 月 03 日 基 于 摘 要 本系统是 一个基于 E 平台 的无线网络移动端的俄罗斯方块游戏， 利用 E 发包工具 在 无线网络移动端上 实现 经典的俄罗斯方块游戏 。 论文 开始部分 对 无线网络移动 系统开发中常使用 几种开发语言和环境作了比较，说明了选择 E 为 开发环境 的 的原因并对它作了 相关 的 介绍。 并展示了 在 打开 一个 项目、把源文件打包成、产生混淆包的方法和过程 。在 系统 设计时， 遵循了 无线网络移动端 程序 的 开发生命周期。在 设计与实现方面，分成 难度选择、游戏规则、方块处理这几个模块进行 实现。 在开发与实现的同时也讲解了俄罗斯方块这款古老而经典游戏的游戏背景、规则以及相关特性。最终展示了 无线网络移动端的 游戏开发的基本开发 过程 和设计思路 。 关键词： 无线网络移动端 ； E； 俄罗斯方块 ； 游戏 开发 of n E a of to E. is a of a of is of It is is a is on E E to in a E s of of In of s s to of E; E; 目 录 论文总页数 ： 25页 1. 引言 . 1 统综述 . 1 E 游戏开发背景 . 1 线网络移动端游戏发展现状 . 1 2 开发环境介绍 . 2 程环境的选择 . 2 E 介 . 4 E 发环境的简介 . 5 3 游戏设计 . 7 罗斯方块游戏的背景 . 7 罗斯方块游戏的规则 . 7 罗斯方块游戏的特性 . 7 4 游戏系统分析设计 . 8 统解决方案 . 8 统总体结构 . 8 度选择模块 . 9 块处理模块 . 9 戏规则模块 . 9 戏中断处理流程 . 10 5 系统实现与测试 . 10 统源文件结构 . 10 度选择模块 . 11 度选择模块结构 . 11 度选择模块功能 . 12 戏规则模块功能 . 14 戏规则模块结构 . 14 戏规则模块功能 . 15 块处理模块 . 17 块处理模块结构 . 17 块处理模块功能 . 20 结 论 . 23 参考文献 . 23 致 谢 . 24 声 明 . 25 第 1 页 共 25 页 1. 引言 统综述 综合运用以前所学专业知识，在 E 开发平台上实现无线网络移动端的俄罗斯方块游戏。其研 究主要包括以下内容：第一，克服有限的可视屏幕尺寸，使游戏正常显示；第二，解决有限的可用内存调用问题，实现游戏流畅运行；第三，俄罗斯方块游戏规则算法在 E 平台的实现，保证游戏可玩性；第四，游戏开始、结束等逻辑在游戏进行中的判断。本系统在 P 的操作系统下， 开发工具，用中文版 E 游戏 开发背景 游戏开发是艺术与编程技术相结合的完美表现。利用 “ 性，可以真正达到程序只写一次，在任何平台都可以执行。同时 开发具有高效性。所以 E(广大无线网络移动端游戏开发厂商和游戏开发爱好者的首选平台 。 线网络移动端游戏发展现状 纵观 业的历史，计算机游戏已经成为技术创新背后的动力之一。计算机游戏者渴望更加强大的硬件计算能力，渴望不受不同的软件的限制 无论是将图形强制在人工智能 (还是网络安全性。而无线网络移动端游戏已成为 无线网络移动端 是一个崭新的游戏 开发 平台。在众多种类的游戏当中，只有几种游戏类型是适合开发成 无线网络移动端 游戏的。低激烈程度的游戏；简单街机游戏；运动类“情景”游戏；简单的运动类游戏；解谜或简单的匹配游戏；主题测试游戏。在上面的游戏种类中，我选择了经典的方块匹配游戏：俄罗斯方块。俄罗斯方块有着举世闻名的游戏性且非常直观。某些与坠落的玩具碎片和它们的形状有关的东西，使得哪怕新手也会很自然地企图把它们排列起来，并加以适当组合，就好似俄罗斯方块触动了玩家某些内在的感官，使得哪怕是我们 当中最杂乱无章的人也要把事情整理妥 当。在操控性方面，只需方向键就可完成对游戏的全盘控制，这也适合无线网络移动端 游戏的基本特性。 俄罗斯方块 要比过去二十年间出现的任何东西都要浪费人们的时间。它被选为历史上最伟大游戏之一。它的起源实际上要追溯到八十年代中期，尽管它的人气一直到几年后才开始显露出来。游戏的概念十分简单，如今已经成为一种公认的规则：屏幕顶部以随机顺序落下形状各异的碎块， 玩家 要试图用它们拼成没有空隙的行列。 玩家是 没法打赢它 的， 因为坚持得时间越长，游戏速度也就变得越来越快，而游戏的吸引 力就在于使 玩家 顶住碎块的进攻，支撑的 第 2 页 共 25 页 时间比上一次更长。俄罗斯方块举世闻名的游戏性，在该游戏新鲜出炉时就显得非常直观。某些与坠落的玩具碎片和它们的形状有关的东西，使得哪怕新手也会很自然地企图把它们排列起来，并加以适当组合，就好似俄罗斯方块 触动了 玩家某些内在的感官，使得哪怕是最杂乱无章的 玩家 也要把事情整理妥当。 2 开发环境介绍 编程环境的选择 目前， 移动开发有以下四种主流平台。 E)， ， 其中： 基于高通公司的 术的手机为开发平台。它使用 +结合 开发 备上面的程序。和 支持本地代码，能够专门针对某一手机的处理器而编译 。本地代码通常比对应的解释版本要快很多，但在设备之间移植会花费很多技巧。在北美和亚洲有部分无限通信服务提供商。 一种开放的操作系统，任何设备制造商都能获得使用许可。持 C+、 编程语言。但大多数商业 +开发并作为本地 用程序，这使得它们和 发的游戏相比更快一些。 台上，可以使用在 编写 C 游戏时所用的一样的工具和 意味着要使用 C、 C+或 C#编程语言并结合使用 这里我选用 E)作为开发平台。 司在 1999 年 6月推出 E。 E 用于为信息家电市场提供应用服务，这些信息家电包括传呼机、移动电话、个人商务助理 (电视机顶盒、 端以及其他消费电子设备。 E 体系结构采用模块化、可扩展的设计。这种设计通过一个 3层软件模 型来实现。 由于无线移动设备比桌面计算机具有更弱的计算能力和更小的屏幕， E 的一个简化功能集， E 是 E 的一个子集，它支持一个较小的功能集，这些功能适用于无线和有线的移动设备。 E 包括一组可以灵活调用的开发工具和丰富的应用程序接口 (依靠通用的字节码而不 第 3 页 共 25 页 是本地应用程序代码， 其程序 不需要费多大力气就可以移植到不同的手机。同时全球手机制造商中， E 有着最广泛的工业支持。 E 也是 目前 最 占据优势的移动软件开发技术。并且所有的 迹象表明它将保持并可能继续扩展它的市场份额。 2007 年约有 支持 手机销售出去，占据整个手机市场的 75%。 按照 范开发的 E 应用程序叫做 此，用 E 存储在 节码文件中，扩展文件名 必须在发布之前进行验证，以确保它们不会执行任何非法操作。进行这个预验证步骤的原因和移动设备所使用的虚拟机的限制有关。为了保证虚拟机尽可能地小且高效，在一个运行时 上 所执行的验证被最小化。预验证在编译之后发生，并生成一个新的 件，这个文件是通过验证后等待测试或发布的。最后 包成 件以便发布。应用程序描述符 (件 )提供了和一个 件中包含的多个 关的描述信息。一个 件中的 件，能够提供安装和访问单个 相应的信息。 用 行开发的一个标准开发工具包。 E 作用相当于一个用来和 同工作的插件，它包括用来验 证和测试 一个字节码验证器和几个 E 模拟器。 E 技术架构分为：简表 (配置 ( 拟机 ( 层，它们都构建在本地操作系统之上。 其中，简表层定义了特定系列设备上可用的应用程序编程接口 (最小子集；配置层 面对的是大量各种不同的小型嵌入式设备，通过定义其配置可以描述硬件的功能； 拟机层是针对在本地操作系统定制的虚拟运行平台。其架构图如下： 图 1 E 架构 图 按照 范开发的 E 应用程序叫做 用 E 建的任何游戏实际上都是 存储在 节码文件中，扩展文简表层 (配置层 (拟机 ( 第 4 页 共 25 页 件名 必须在发布之前进行验证，以确保它们不会执行任何非法操作。进行这个预验证步骤的原因和移动设备所使用的虚拟机的限制有关。为了保证虚拟机尽可能地小且高效，在一个运行时 上所执行的验证被最小化。预验证在编译之后发生，并生成一个新的 件，这 个文件是通过验证后等待测试或发布的。最后 包成 件以便发布。应用程序描述符 (件 )提供了和一个 件中包含的多个 关的描述信息。一个 够提供安装和访问单个 本系统的编译环境选用 E WT)样对于游戏中包含的类，字节码验证器在打包前对它们进行验证。 E 模拟器可以用来在 测试，而不必下载到移动设备上。 E 介 E 的全称是 ： E 无线开发工具包。这一工具包的设计目的是为了帮助开发人员简化 E 的开发过程。它的功能包括了编译、打包、模拟执行 用程序。其中包括了字节码验证器、 配置服务器 (很有用的工具。 该工具箱包含 的生成工具、实用程序以及设备仿真器。现在共推出有四个版本，分别是 个 版本都包括英语，日语，简体中文，繁体中文 4 个语种包。它的功能包括了编译、打包、模拟执行 用程序。只能够开发 用程序， 只能够开发 用程序，改用 自定义 (随机组合 及 种环境下的应用程序。 中， 面的支持 范。即 72)、 5)、 82)和 384)，同时也可以使用该版本开发面向 应用程序。 具包中的 一个可视化的开发环境，可以通过一个图形用户界面来创建、编译、打包和测试 E 应用程序。它也提供了直接的方法来管理 目并生成 设置。 这里我选用 为开发环境。 安装 ，将得到一个包括多种实用工具的开发包。以下是安装显示的菜单项，见下图： 第 5 页 共 25 页 图 2 件结构 无论哪个版本的 会包括以下几个目录： 录： 据库信息 录： 带的 序 录： E 开发工具执行文件 录： 各种帮助与说明文件 录： E 程序库， 与控制文件 录：性能监控保存信息 录： 程序与模拟器外观 E 发环境的简介 打开 的 择打开项目， 把自身 录下的应用项目全部显示出来，选择“打开项目”后，能够对 录下的 目进行开发更改， 见下图： 图 3 打开一个项目 直接运行 。在弹出的对话框中选择其它路径中的 同时运行目录路径中不能包含中文。 生成功能只能帮将源代码编译并预先审核并不会帮产生 件，如果要发布 了 述文件，还必须打包成 件。 第 6 页 共 25 页 在 中 以把整个程序，包括资源文件打包成 件。形成的 存在项目对应的 录下，如下图： 图 4 创建一个包 了“产生包”，另外还有“产生混淆包”功能。为了防止别人反编译后读取源代码，将程序 (件 )进行混淆，经过混淆的 面提供很多实用的功能，如下图： 图 5 选择 单 了“产生包”，另外还有“产生混淆包”功能。为了防止别人反编译后读取源代码，将程序 (件 )进行混淆，经过混淆的 在需要监视程序性能的时候，可以 在 选中“ 在下一次模拟器执行的时候，就可读出程序运行时的内存消耗均值，消耗峰 值以及具体产生对象的个数 使用情况。 第 7 页 共 25 页 除了内存监视，还可以执行网络监视，设定存储区大小和堆栈大小，设定安全签名和蓝牙操作属性，以尽可 能模拟手机实际运行环境。 3 游戏设计 罗斯方块游戏的背景 俄罗斯方块是俄罗斯人阿列克谢 帕基特诺夫 (明。 人们一开始并没预料到它将会有如此广泛的吸引力。实际上，在游戏发明后的数年间， 俄罗斯方块 成了无数场专利官司和法律纠纷的目标，而许多公司也不遗余力地 上 阵 厮 杀 ， 想 要 将 游 戏 的 创 意 据 为 己 有 。 一 个 最 初 的 版 本 是 容机开发的游戏。 1988 年，俄罗斯方块在街机上也变得非常流行，这归功于 为他们发布了一个能让两名玩家同时游戏的版本。 俄罗斯方块 经常被称为拼图游戏。玩家需要找出如何能把各块积木最好的拼在一起的方法。 俄罗斯方块 相当于直角的智力拼图游戏，或者其它一种“在这有限空间内组织 几何体 ” 的拼图。俄罗斯方块为了创造真正引人入胜的游戏，它巧妙的平衡了拼图游戏与动作游戏的机制。因而每个人玩这个游戏都会有一次不同的体验。俄罗斯方块所用到的一种 动作游戏机制是越来越逼近的威胁感，留给玩家的时间总是非常有限。俄罗斯方块中积木是从上面落下来。如果玩家不在积木落到屏幕底下或翻转它，不能给它找一个最有利的位置，这块积木就可能会堵住某处，而它下面的几行 也就没有办法拼接完整，玩家也就离游戏结束又靠近了一行或几行。在游戏进程中，积木落下来的速度越来越快，这样对玩家的挑战也就越来越大，游戏的难度也逐步增加。 罗斯方块游戏的规则 俄罗斯方块游戏 的玩法非常简单易学，游戏界面是一个很高的长方形 2D 盒子，方块出现在盒子的上方，这些方块都由四个小方块组成，并按照各种方式排列，其中每一个方块都至少和另一个方块相连。然后，这些积木慢慢地落向盒子底部，玩家可以把这些方块左右移动或旋转。一旦这个方块碰到阻碍，比如盒底或者另一个方块，它就会停止，而玩家可以对之加以操作。当屏幕底端的方块拼满一横行时，这个层的方块就会消失，而这一行以上的所有方块都会下降一层。而当那些没有拼完的横行填满整个长方形盒子，新的方块无法再出现时，游戏就结束了。 罗斯方块游戏的 特性 (1)单屏游戏： 俄罗斯方块全部反映在一个屏幕上。玩家可以在同一时间看到整个游戏环境，在此基础上决定怎么处理手上的这块积木。这个游 戏当中没有任何探险成分 第 8 页 共 25 页 在内，它不会让玩家真正大吃一惊，玩家能够看到让游戏顺利进行下去的所有信息，所以玩家输了的话只能怪他自己。 (2)无限游戏： 只要积木还没有堆到盒顶，俄罗斯方块就允许玩家一直玩下去，不管他做出了多少错误的决定。每次游戏都以失败而告终，没有人真正能打败这个游戏。玩家们总是能找到提高玩俄罗斯方块技艺的方法，这就是俄罗斯方块和传统拼图游戏的根本不同。一旦玩家拼好了一幅拼图，只要他还记得他是怎么 拼的，那么这个拼图就对他再也无挑战了。所以人们通常不会多次玩一个拼图，但一个设计精巧的游戏却总能让人玩 上一遍又一遍。俄罗斯方块正是这样一个游戏。 (3)多条生命： 和大多数的街机游戏不同，最早的俄罗斯方块只给玩家一条生命。积木一堆到盒子顶部，玩家就输了。但是游戏的设计允许玩家出现错误，同时还不会立即败下阵来。当积木叠在长方盒子的底部时，玩家可以看到自己所犯的错误，在游戏结束前，他还是有时间想一想如何把后面的积木拼放得更合理些。这样，俄罗斯方块虽然没有给玩家多条生命，但却在玩家重新开始前，给玩家一个改善游戏技巧、获得一些小小成就的机会。 (4)最高分机制： 俄罗斯方块引入一个计分模式，它给玩家计分并把分数记录 在高分排行榜上。实际上，因为玩家不可能击败这个游戏，所以，取得一个更高分数的可能性就成为玩家反复玩这个游戏真正的动力所在。 (5)简单易学，容易操作： 俄罗斯方块的真正杰出之处在于它的游戏机制简单平朴，浅显易懂。玩好这个游戏只需极少的键位，所有操作都在屏幕上一览无余。这意味着，不论是否熟悉计算机游戏，任何人都可以走过来并立即开始玩它。然而， 玩家永远不可能完全掌握这个游戏，因为这个游戏的难度与是递增并且它在理论上可以玩无限长的时间。 4 游戏系统分析设计 统 解决方案 本系统在 P 的操作系统下， 以 开发工具，用中文版 为代码编辑器而实现的。在发包的 拟器下进行调试。 统总体结构 系统开发的主要任务是俄罗斯方块游戏在无线移动端的实现。 本系统的主要实现功能模块分为 ： 难度选择模块、方块处理模块、游戏规则模块。 第 9 页 共 25 页 度选择模块 用户 在 按键数字键选择 0 9 种游戏难度，进入相对应游戏关卡 。 图 6 选择关卡 模块图 块处理模块 方块处理模块定义方块的 7种状态 ， 每种状态都是由四个小方块组合而成，如下 ： 图 7 方块形状 模块图 戏规则模块 游戏规则模块 主要实现俄罗斯方块 游戏 基本规则 。比如， 积满 一行后消减；能够快速直接的下落；记录游戏最高 分；方块翻转；分数计算； 随机生成方块 ，见下图： 图 8 游戏规则模 块图 游戏规则 消减积满行 快速下落 方块翻转 分数计算 随机生成方块 进入游戏 按键输入 (0 9)选 择关卡难度 处理输入 选择 关卡难度 进入关卡 0 进入关卡 1 进入关卡 2 进入关卡 3 。 判断游戏是否结束 第 10 页 共 25 页 戏中断处理 流程 中断处理是移动 设备程序生命周期 的重要 组成 特性， 包括下图三种阶段： 图 9 系统 生命周期 图 5 系统实现与测试 统源文件结构 本系统由 10 个类组成并实现全部功能 。 项目名字为 项目文件结构如下图： 图 10 项目 结构 图 在项目源文件中， 件夹下为 实现 系统 的 源文件 。建了两个包作为功能划分，分别为： 和 。 运行阶段 (挂起阶段 (结束阶段 (唤醒 挂起 结束 结束 第 11 页 共 25 页 难度选择模块 度选择模块结构 里包含以下类： 用于显示数字的信息框 显示 ，包含当前高分提示选择一个难度 示下一个激活方块 理程序的所有 在屏幕上显示 结构图如下： 图 11 结构图 其中核心类 方法 图如下： 图 12 类 方法图 在 方法 实现了 的显示，其代码如下： g) x, y, / 背景 x, y, / 边框 第 12 页 共 25 页 g); 下面是 绘制方块 方法的实现代码： x, y, g) ( x); (y - ; = / 绘制下落时的 阴影 1, 1, 1, 1); / 绘制一个实际的方块覆盖在阴影上 g); 1, 1); /绘制颜色 其中， 定义， Y 坐标的从行 0 开始索引的位置，初始值为 2。 定义的空方块，初始值为 定义的预设 色，初始值为 0 定义的预设 色，初始值为 0 度选择模块功能 模拟器程序运行，在应用程序列表里显示可以载入运行的模拟程序，如下图： 第 13 页 共 25 页 图 13 载入程序 点击运行程序后，在 显示游戏名称、作者、最高分记录和按键提示，点击数字键输入 0选择不同难度的关卡，如下图： 图 14 运行游戏 第 14 页 共 25 页 在 ， 也 可以点击左软键退出程序 。 戏规则模块功能 戏规则模块结构 游戏规则模块包含 3个类： 处理方块下落问题 数定义 游戏规则和 对键盘输入的捕捉 ，以及中断的处理 其结构图如下： 图 15 游戏规则模块结构图 其中 核心类 现了 方块的下落， 它的 方法图 如下 ： 图 16 类 法图 其中 方法实现循环下落，代码如下： /运行方法 / 当前下落的方块 if( ; 第 15 页 共 25 页 ); / 线程睡眠 戏规则模块功能 游戏规则模块实现俄 罗斯方块游戏的主要功能包括，消减 积满 的行、快速下落、方块翻转、分数计算、下落碰撞检测、随机生成方块 。 下面 是消减积满行功能代码，如下： ; / 检查方块的每一行，看是否以完成 i = 0; i = 0; /从下到上重复 if( 0) y, if(y) ; y, / 为下一次重置 / 清除最上面的完成行数 i = 0; i i+) i); 第 16 页 共 25 页 为了增加玩家在游戏过程中的游戏性，下落的方块设置成随机生成，这里利用 法得到随机数， 下面是 随机生成方块 功能的 部分代码 ， 如下： % + 1; 首先用 方法得到随机数 后 ， 用随机数 除以定义的表示方块类型数的常量 值初始值为 7， 取余后 加 1取 其 绝对值。实现效果 如下图： 图 17 游戏进行 状态 图 在 前面 分通过图 9的 系统生命周期流程图，已经了解了游戏中断处理的过程。 在游戏
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