开题报告-基于Cocos2D-X的跨平台游戏设计与开发.doc

杭州电子科技大学毕业设计（论文）开题报告题 目基于Cocos2D-X的跨平台游戏设计与开发学 院软件工程学院专 业软件工程姓 名班 级学 号指导教师一、 综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义1.1 国内外研究动态近年来，随着智能手机以及平板电脑的普及，智能终端应用开发已经展现出其强大的市场价值。根据7月由Enfodesk易观智库产业数据库最新发布的2013年上半年中国移动游戏市场季度监测显示，2013年上半年，中国移动游戏市场整体规模达到50.13亿元人民币，增长率达到66.1%。2013年上半年，中国移动游戏市场月均新产品超过百款1。业界普遍认为，移动互联网是一个比互联网大数倍的万亿级产业，手机将作为未来人类线上生活娱乐的最主要载体而存在。移动设备的种类繁多，配置更是千奇百怪。从移动操作系统占有的市场份额来看，目前主流的移动作系统就有iOS、Android、WP三大移动操作系统2。并且由于Android的开源特性，目前基于 Android系统的机型越来越多，一些硬件指标出现了混乱的局面，其中最明显的就是屏幕分辨率的问题3。这让开发游戏的难度如同市场增长一样飙升。因此，为了降低开发成本，缩短开发周期，我们需要一种跨平台的移动应用开发解决方案。目前跨移动平台开发实现方式可分为跨平台应用编译和跨平台引擎驱动两种方式4。跨平台应用编译技术是利用一种标准开发语言进行开发。在开发前需要针对不同系统搭建相应环境，开发完成后再由编译器编译生成相应的可执行程序。比如Web网页技术语言（HTML5、CSS、JavaScript）。这种开发方式不依赖于终端引擎驱动，编译应用程序后直接运行在移动操作系统。于是其开发能力同样受制于网页开发语言的限制。采用 Web技术开发，是利用浏览器实现跨平台的适配性，但浏览器调用Moblie OS API能力较弱，并不适用于期望较高性能和使用较多资源的游戏开发。跨平台运行引擎技术需要底层设备加载驱动引擎，用于屏蔽不同移动操作系统之间的差异。开发者按照各系统正常开发，编译打包发布（apk，ipa等）用户下载应用后由驱动引擎安装完成。如Unity3D，Cocos2D-X等。Cocos2D-X，是基于Cocos2D开发的游戏引擎。Cocos2D最早定位于平面游戏框架，使用python语言开发。然而由于个人电脑平台本身存在众多优秀的游戏引擎，且python相对比较小众，使用者并不多。2008年6月，引擎开发团队发布以Objective-C为基础的Cocos2D for iPhone 0.1版本，才使之在移动开发者中逐渐流行起来。之后，更具历史意义的Cocos2D-X版本诞生了。Cocos2D-X开启了跨平台开发的时代。“X”意味着Cross，即交叉的意思5。Cocos2D-X是MIT许可证下发布的开源游戏引擎，游戏开发快速、简易、功能强大。Cocos2D-X核心优势在于允许开发人员利用C+、Lua及Javascript来进行跨平台部署，覆盖平台包括iOS、Android、Windows Phone、黑莓（BlackBerry）及Tizen等等，开发者只要编写一次游戏逻辑，就可以在多个平台上运行，省事省力省成本6。其在国内手机游戏开发使用的份额接近70%，而国外使用份额则是接近25%，在苹果APP排行榜top10里面，有7个都是用Cocos2D-X引擎开发的5。1.2 选题的依据和意义游戏引擎是游戏的灵魂，它直接控制游戏的内容显示、资源管理、内存管理等。一款通用、强大的游戏引擎，可以提高游戏制作效率、游戏性能，可以说是直接影响游戏的品质和开发成本。目前，在手游领域，相对活跃的游戏引擎主要有：Cocos2D-X、Unity、Unreal、Havok、Shiva3D等，与其他引擎相比，Cocos2D-X具有开源、易学易用、支持跨平台等特点，因此，在游戏开发中有着比较高的经济性和泛用性。使用Cocos2D-X作为本游戏的开发引擎，是因为它已具有了优秀游戏引擎的品质：功能完善、性能强劲、多平台支持、丰富的工具、简单易用。同时由于其开源的特性，网站提供大量的测试案例、编程指南、教学视频等。本课题通过设计并开发近年火热的植物大战僵尸，能够了解最新的游戏开发知识，熟悉游戏基本开发过程和设计思路，了解图形、动画、音频的实现。同时，通过学习Cocos2D-X框架，更深入理解设计模式、内存管理、以及跨平台技术。二、 研究的基本内容，拟解决的主要问题2.1研究的基本内容(1) 设计模式设计模式是对软件中普遍存在（反复出现）的各种问题，所提出的解决方案。是被反复使用、多数人知晓的代码设计经验。恰当的使用设计模式，能使程序更易拓展和维护。另外，设计模式有助于对框架结构的理解，成熟的框架通常使用了多种设计模式,如果熟悉这些设计模式将迅速掌握框架的结构7。(2) Cocos2D-X了解Cocos2D-X的主要特性和功能，学习Cocos2D-X的使用方式，为基于Cocos2D-X的跨平台游戏开发做准备。鉴于目前Cocos2D-X版本更新较快，版本间差异较大，其3.0还是beta版，因此本课题选用Cocos2D-X 2.2.0版。(3) 游戏内容植物大战僵尸（Plants vs. Zombies）是PopCap Games于2009年5月5日发售的一款益智策略类塔防游戏。玩家通过武装不同的植物切换不同的功能，从而有效地把僵尸阻挡在入侵的道路上。本课题将实现其一个简易的版本，实现其核心的玩法。即保留最基本的生产植物（向日葵）、攻击植物（豌豆射手）、防御植物（坚果墙）以及敌人（普通僵尸）。2.2拟解决的主要问题(1) 实现游戏的基本逻辑玩家通过在地图上放置各种植物，抵御来自僵尸的进攻。(2) 要有良好的设计，以提高游戏的可扩展性，可维护性代码结构要能支持方便的扩展更多植物和僵尸。(3) 如何提高游戏性能使用尽量少的内存，高效率的运算。(4) 多平台支持，自适应分辨率问题能够在多个平台上运行良好，并自动适应不同分辨率的屏幕，确保用户体验。三、 研究步骤、方法及措施3.1 研究步骤(1) 查阅资料，了解跨平台游戏引擎现状，选择合适的引擎作为基础(2) 学习C+高级应用(3) 学习设计模式，从而更容易理解Cocos2D-X(4) 学习Cocos2D-X(5) 根据Cocos2D-X框架设计游戏(6) 功能模块实现(7) 在多个平台测试，查缺补漏3.2 方法及措施Cocos2D-X的开发流程为：在一个平台上开发并完成游戏，然后将代码迁移到对应的开发环境进行交叉编译完成游戏打包，实现一处编码，处处编译。以下是各开发环境：(1) Windows上VS环境本课题将主要在Windows下开发，因此主要使用Visual Studio 2010作为主要开发环境。(2) Android上eclipse+ADK+NDK 四、研究工作进度序号时间内容12014.01.10-2014.02.05编写开题报告22014.02.06-2014.02.28文献综述与外文翻译32014.03.01-2014.03.20Cocos2D-X深入学习42014.03.21-2014.03.31游戏详细设计52014.04.01-2014.04.30功能模块实现62014.05.01-2014.05.20实机测试72014.05.21-2014.06.06撰写毕业论文及答辩五、主要参考文献1 郭艳. 移动游戏迎来盛世J. 中国对外贸易，2013(8)：44-45.2 王欣. 跨平台移动应用研究与实现D. 北京：北京邮电大学，2013.3 高兰兰. 基于Android平台的多分辨率解决方案J. 软件，2011(9)：70-72.4 张玉晴. 黄瑾娉. 基于HTML5的跨平台移动应用关键技术的研究与实现J 工业控制计算器，2013(3)：56-58.5 百度百科. Cocos2D-X_百度百科DB/OL. /link?url=PcZ-_X8NwbmeZho9ziYmGPw4lJPY8u_EC5nNAVmfMLyFMBK1_W1-KJzCYCZtQi0lTcqSTKTMlpojRD3JrDuGFa, 2014-02-18.6 Ivenyang，walzer. Cocos2D-X开发手册DB/OL. http:/www.Cocos2D-X.org/docs/manual/framework/native/about/about-us/zh，2014-02-23.7 Erich Gamma, Richard Helm, Ralph Johnson & John Vlissides. 设计模式：可复用面向对象软件的基础M. 机械工业出版社，2000.8 邢 芳. 张小钦. 基于 Cocos2D-X 的三消类游戏的设计J. 科技广场，2013(5)：113-115.9 奚焱. 基于Box2D物理引擎的刚体运动和碰撞模拟J. 电脑编程技巧与维护 ，2011(24)：125-126.10 JUAN R. REZA. Mobile Apps Multi-Platform Design PatternDB/OL. /plop/2013/papers/Group2/plop13