手机游戏开发基础.doc

Mobile Game Development FundamentalAuthor: Xie Fu GuiUISOFT1. 基本模块一个完整的2D游戏通常包含以下模块：图形模块(Graphics)：负责图形的显示。至少要具备在屏幕缓冲区上的任意(x, y)点显示任意大小的矩形图像的功能。由于游戏中的人物，场景和道具并非都是矩形，所以图形模块在显示图像时还应该能指定透明色。所谓的透明色，是指在图形中指定某种颜色是透明的，图形模块将图像拷贝到屏幕缓冲区时，忽略透明色，只把非透明色的点从图像拷贝到缓冲区上，如图1所示。更高级的图形模块还可能支持Alpha通道，画直线，画圆，旋转，缩放等功能。由于游戏在更新屏幕时不是一次操作就完成，往往是要很多操作，先画背景，再画前景，如果把游戏中的图形直接显示在屏幕上，人眼将能观察到屏幕的刷新过程，其效果就是整个屏幕都在闪烁。 为了消除这种现象，游戏都采用了缓冲技术。游戏引擎先把图画在虚拟屏幕缓冲区里，等所有绘图操作完成，再把虚拟屏幕缓冲区的内容拷贝到物理屏幕缓冲区，这样就不会有闪烁的现象。对于J2ME的游戏，由于系统已经做了缓冲，往paint()的Graphics里画图的时候实际上是画在虚拟屏幕缓冲区里，只有在paint()返回后，系统才把虚拟屏幕缓冲区的内容拷贝到物理屏幕缓冲区，所以游戏中就不需要用这种缓冲了。 前景 背景 屏幕图一 透明色透明色背景模块(Background)：如果游戏中的背景很小，用一张图表示就可以了。但对于很多2D的游戏，背景往往很大，用一张图表示，会占用很到的数据空间和内存空间，对于手机这样的设备来说是很不现实的。所以，一般这种2D游戏的背景是用Tiled Background. 其原理是把整个背景分割成一个个固定大小的方块(Tile)，通常是8x8和16x16。把互不相同的Tile放在一个图(Tile Image)中, 然后再用这些Tile拼成背景（图二）。这些Tile在背景中的分布用一个二维数组表示。背景可以是多层的。除了有可见的图形层外，还可以有不可见的物理层，用于表示地图中每个位置的物理属性。它往往也是用Tile表示，大小跟图形的Tile一致。为了充分利用Tile Image, Tile可以水平和左右翻转。如图三所示。这是一个用来拼背景的Tile Image用Tile Image拼出来的背景图二 Tiled BackgroundX-FlipXY-FlipY-FlipOriginal背景的物理层，红色表示与屏幕平行的墙，绿色表示路面和与屏幕垂直的墙。图三 物理层动画模块(Animation)：一个动画由一个或多个Action组成。Action表示动作。例如，对于一种怪物，可能有等待，走路，攻击，受伤，死亡这几个动作。每个Action又是由一个Frame序列组成。例如，一个人物的攻击动作可能是由一下三个Frames组成：图四 一个攻击动作的Frame序列对于对内存和数据容量宽裕的游戏，每个Frame往往就一个幅图。而对于内存和数据容量不宽裕的游戏，每个Frame可能又是由几个小图组成，类似Tiled Background。每个Frame可以有Collision Box和Attack Box。它们是用来检测对象跟场景或对象跟对象之间的碰撞。图五 Frame的Collision Box和Attack BoxAttack BoxCollision Box动画除了可以用在游戏场景中表示人物，特效和道具，也可以用作动态背景或菜单中的活动背景和字体。对象模块(Object)：对象是游戏中具有AI的实体。它通常可以看作是Animation的实例。每个对象对应于游戏中一个特定的实体；对象通常具有以下属性： 类型(Type)：表示对象的类型。同种对象有相同的Animation和AI 位置(Position)：对象在地图中的坐标（x, y） 速度(Velocity)：对象的速度（vx, vy） 当前动作(Current Action)：当前用的是Animation中的哪个动作 当前帧(Current Frame)：当前播放的是Current Action中哪一帧 状态：对象AI的当前状态。如果AI的状态与Animation的Actions一致，该属性也可以被当前动作(Current Action)代替对于具体的对象还有更多的属性。AI模块(AI)：对象的AI其实就是一个状态机。它根据当前状态和周围的环境或玩家的输入而改变自己的状态，并同时改变动画的Current Action和对象的位置，速度等。输入模块(Input)：用来接收用户的输入。移动设备通常有按键和触摸屏两种输入方法。移动设备的系统通常用事件来传递用户的输入，如果在事件中处理输入，代码会变得复杂难懂且容易出错。所以一般是在事件处理中把输入设备的当前状态保存下来，然后在游戏中根据输入设备的当前状态做出相应的反应。声音模块(Sound)：游戏中的声音包括背景音乐(Music)和音效(SFX)。由于移动设备的局限性，游戏在同一时刻中往往只能播放其中一种。手机游戏中用到的声音格式有Nokia ott, General Midi, Yamaha SMF和PCM Wav等格式。菜单模块(Menu)：游戏一般有两个菜单：Main Menu和Pause Menu. 在刚进游戏时看到的菜单叫Main Menu, 在游戏过程中弹出的菜单叫Pause Menu。游戏需要有专门的代码来绘制菜单和实现菜单的功能。资源模块(Resource)：由于游戏常常用到很多的图片，动画数据，场景数据，声音数据，如果把它们都各自存到一个独立的文件中，将有成百上千个文件。这会带来很多问题。所以游戏引擎往往有自己的资源管理系统。游戏用到的这些数据文件被收集打包到一个或几个资源包中，并用数字或字符串标识。游戏引擎通过数字或字符串在资源包中找到相应的数据。pStart在游戏开始时申请一块内存，并把指针pStart指向起始地址在初始化关卡时，每次需要分配nByte的内存，就返回pStart，并把pStart下移nBytepStartObject 2Object 1Image 1Image 1pStartAvailableAvailablepStart在关卡结束时，把pStart重新指向起始地址，下次进关时又可以从头分配内存了pStartAvailable图六 简单的内存分配方法内存管理模块(Memory)：对于Java游戏，由于系统所提供的内存管理比较自动化，而且也没太多的灵活性，所以Java游戏一般没有自己的内存管理系统。但是对于运行在内存非常有限的，系统尚未具备虚拟内存等高级内存管理的设备上的C/C+游戏，为了避免游戏过程中可用内存减少或内存碎片过多而产生内存分配失败，采用自己的内存分配管理是必需的。一个有效的方法是在程序初始化时向系统申请足够的内存，然后在进入游戏的关卡时如果需要内存就在这块内存上分配空间，在游戏过程中避免动态分配和释放内存，在换关时再把这块内存标记为未分配状态。2游戏循环游戏引擎就象一个层层嵌套的、复杂的状态机，大状态嵌套的小状态，小状态又嵌套小小状态。一个典型的游戏外层状态如下：其中Game_Loop状态可能又包含以下子状态：Game_Loop中的每个游戏角色又有自己的状态。例如，一个怪物的AI有以下状态：与一般应用程序不同，绝大部分游戏是帧驱动，而不是事件驱动。游戏引擎会在启动的时候创建一个定时器，让定时器每秒钟去调用游戏循环几十次。定时器每秒钟调用游戏循环的次数称为帧数(FPS, Frames per second)。FPS低了，游戏的屏幕就会显得一抖一抖的，对输入的反应也会显得很迟钝。一般10FPS以上才能接受。30FPS以上就显得比较流畅了。手机游戏的帧数一般为10-30FPS。在一个游戏循环中，引擎会按照固定的次序去调用各个模块。一个典型的2D动作冒险游戏的游戏循环流程如下：按键输入处理AI动画碰撞处理画背景画前景画状态条3. 开发平台当前的主流平台有三个：J2ME：J2ME 是 Sun Microsystems 公司推出的一套适用于消费产品和嵌入式设备的平台。该平台已被大多数的Nokia, Motorola等新手机所支持，是市场占有率最高的平台。标准开发工具是Sun WTK。但是很多手机设备对J2ME做了扩展，如果要用到扩展的API，则必须使用相应的SDK。开发语言：JavaSDK：J2ME WTK，Nokia NDS，etc.IDE：Jbuilder, NetBeans, Jcreator, etc.BREW：BREW是Qualcomm推出的一个无线终端应用软件的运行平台。目前仅用于基于Qualcomm CDMA技术的手机上。开发语言：C/C+SDK：BREW SDK, ADS(ARM Development Suit)IDE：MS Visual StudioSymbian: Symbian OS是Symbian公司为支持数据分组传输的手机所开发的操作系统。Symbian公司是一家由Nokia，Erisson, Siemens等无线技术通讯公司持股的软件许可证通讯公司。不同厂家所用