Android塔防游戏应用开发设计方案.docx

Android塔防游戏应用开发设计方案1.1概述Android一词的本义指“机器人”，曾经是一家创立于旧金山的公司的名字，该公司于2005年8月份被Google收购，同时也是Google于2007年11月5日宣布的基于Linux平台的开源手机操作系统的名称，该平台由操作系统、中间件、用户界面和应用软件组成，号称是首个为移动终端打造的真正开放和完整的移动软件，并从此踏上了飞速发展的道路。经过这几年的发展，它已经发展成了一个平台、一个生态体系。现在Android在移动领域已经得到了广泛的应用。根据Google于2011年6月份公布的数字，现在每天激活的Android设备高达50万台，比5月份的数据增加了10万台！Google还透露目前已经与36家OEM厂商和215家运营商合作，共激活了超过1亿台Android设备。由于Android的良好的发展前景与应用开发的刚起步，基于Android的应用开发，特别是游戏开发是一片新的热土。本项目正是在Android平台上进行塔防游戏的开发，从Android做为受限设备的特点出发，塔防游戏对系统性能要求相对较低，也更适合与Android手机的触屏操作方式。塔防游戏也适于当前手持设备游戏的休闲娱乐的特点，更利于用户适应和喜爱。1.2行业发展现状当前Android游戏开发行业并不成熟，当前适合Android平台上的游戏引擎很少，没有一个主流的底层平台。Andriod手机游戏的开发呈现出百花齐放的态势，当前Android上的很多游戏都是从J2ME上移植过来的。但是由于Android游戏开发的广阔前景，行业发展也十分迅速，出现了很多优秀的作品。1.3研究的主要内容和前景与iPhone相似，Android采用WebKit浏览器引擎，具备触摸屏、高级图形显示和上网功能，用户能够在手机上查看电子邮件、搜索网址和观看视频节目等，比iPhone等其他手机更强调搜索功能，界面更强大，可以说是一种融入全部Web应用的单一平台。但其最震撼人心之处在于Android手机系统的开放性和服务免费。Android是一个对第三方软件完全开放的平台，开发者在为其开发程序时拥有更大的自由度，突破了iPhone等只能添加为数不多的固定软件的枷锁；同时与Windows Mobile、Symbian等厂商不同，Android操作系统免费向开发人员提供，这样可节省近三成成本。本项目的是基于Android的塔防游戏的开发，由于行业的不成熟，所以项目初期对Android的各个游戏引擎进行的测试与比较。其中包括的基于OpenGL以及2Dbox物理引擎的2D与3D支持的游戏引擎libGDX；基于libGDX进行更加优化与方便地封装的游戏引擎rokon；同样基于libGDX的游戏引擎LGame,相对之前的游戏引擎，这款引擎文档与样例丰富，在封装程度上也较为适合，所以本项目使用该引擎进行开发。从前景上看来，由于Android的良好势头和刚起步的游戏应用市场的需求，Android游戏开发将有十分广阔的发展。也随着智能手机，手持设备的普及，Android应用的开发将会有十分巨大的需求与广阔的市场。第2章总体设计2.1设计目的由于Android火热的发展势头，以及Android游戏的相对缺乏，基于Android的游戏开发将会有很好的市场前景。本设计的目标是在Android平台上设计出一款用户体验良好，性能稳定，充满休闲性和娱乐性的塔防游戏。为了缩短开发周期，本项目没有采取基于OpenGL图形库比较底层的libGDX游戏引擎，也避免其强大的桌面与Android系统的可移植行，2D与3D支持的干扰。本项目使用LGame游戏引擎，该引擎有更好的层次结构，有较丰富的文档资料。2.2 需求分析2.2.1需求分析过程问题识别：就是从系统角度来理解软件，确定对所开发系统的综合要求，并提出这些需求的实现条件，以求需求应该达到的标准。这些需求包括：功能需求（做什么），性能需求（要）3.2.1libGDX本游戏采用经典的塔防游戏模式，主要模块有炮塔，入侵者，地图，菜单，记录，流程。详见下面的思维导图：图1-总体设计思维导图其中炮塔分为子弹，跟踪，施毒，能量波四种类型，所有类型从父类Turret中继承。炮塔类包含有其对应的攻击方式的内部类，所有攻击方式内部类从父类Bullet继承。图2-Turrent思维导图入侵者大体分为快速，强壮，小巧类型，所有类型从父类Enemy中继承。图3-Enemy思维导图关卡由文本中布局，程序运行时加载入游戏，一些例举部分关卡名称。图4-Map思维导图菜单中盛放选择炮塔的按钮，升级按钮，出售按钮。图5-Menu思维导图记录显示功能包括得分，入侵者的攻击波数，拥有的金钱数。图6-Recorder思维导图流畅控制包括整个游戏的运行流程，包括选择地图关卡，游戏，结束，返回等界面流程。图7-Process思维导图3章详细设计3.1 开发环境IDE:Eclipse ADT, 三星android2.2真机测试OS:WinXP、Win7、Ubuntu11.043.2游戏引擎3.2.1libGDXLibgdx是一个跨平台的游戏开发库，用Java编写的，与有部分优化性能的JNI代码。它抽象了书面方式桌面和基于OpenGL Android游戏之间的差异。这使得原型和开发应用程序完全在桌面上，只需要6行代码，使其运行在Android。下面是关于LibGDX的一些测试。Colormesh = new Mesh(true, 3, 3, new VertexAttribute(Usage.Position, 3, a_position), new VertexAttribute(Usage.ColorPacked, 4, a_color); mesh.setVertices(new float -0.5f, -0.5f, 0, Color.toFloatBits(255, 0, 0, 255), 0.5f, -0.5f, 0, Color.toFloatBits(0, 255, 0, 255), 0, 0.5f, 0, Color.toFloatBits(0, 0, 255, 255) ); mesh.setIndices(new short 0, 1, 2 );在网格建设中，增加了一个颜色VertexAttribute。它包含4个部分组成（R，G，B，alpha），添加颜色信息的float数组。当我们运行应用程序时，它看起来应该像这样：图9-ligGDX ColorTexture要放在一个网格上的纹理，需要把我们的工作区中的图像文件，在我们的代码中引用该图像创建一个纹理对象，然后添加一个纹理VertexAttribute我们的网格。图9-ligGDX Textureprivate Mesh mesh;private Texture texture;Overridepublic void create() if (mesh = null) mesh = new Mesh(true, 3, 3, new VertexAttribute(Usage.Position, 3, a_position), new VertexAttribute(Usage.ColorPacked, 4, a_color), new VertexAttribute(Usage.TextureCoordinates, 2, a_texCoords); mesh.setVertices(new float -0.5f, -0.5f, 0, Color.toFloatBits(255, 0, 0, 255), 0, 1, 0.5f, -0.5f, 0, Color.toFloatBits(0, 255, 0, 255), 1, 1, 0, 0.5f, 0, Color.toFloatBits(0, 0, 255, 255), 0.5f, 0 ); mesh.setIndices(new short 0, 1, 2 ); FileHandle imageFileHandle = Gernal(data/badlogic.jpg); texture = new Texture(imageFileHandle); Overridepublic void render() Gdx.gl.glClear(GL10.GL_COLOR_BUFFER_BIT); Gdx.graphics.getGL10().glEnable(GL10.GL_TEXTURE_2D); texture.bind(); mesh.render(GL10.GL_TRIANGLES, 0, 3);导入所需的类和运行MeshColorTextureDesktop应用程序。结果应该是这样的：图10-ligGDX Txture3.2.2RokonRokon是基于libGDX的Android游戏开发库，保留了桌面和Android平台的兼容性。Rokon将游戏组建封装为Actor，Scense，并提供对Texture的缓存处理的Texture队列。下面是Rokon实用Actor响应点击的例子：图11-Rokon Spirit3.2.2 LGameLGame是一款国人开发的Java游戏引擎，有Android及PC(J2SE)两个开发版本。其底层绘图器LGrpaphics封装有J2SE以及J2ME提供的全部Graphics API（PC版采用Graphics2D封装，Android版采用Canvas模拟实现），所以能够将J2SE或J2ME开发经验直接套用其中，两版本间主要代码能够相互移植。Android版内置有Admob接口，可以不必配置XML直接硬编码Admob广告信息。该引擎除了基本的音效、图形、物理、精灵等常用组件以外，也内置有Ioc、xml、http等常用Java组件的封装，代价是jar体积较为庞大，PC版已突破1.2MB，Android版有所简化也在500KB左右。此外，该引擎还内置有按照1:1实现的J2ME精灵类及相关组件，可以将绝大多数 J2ME游戏平移到Android或PC版中。同时也是是一个高通用性的游戏框架，作为支持Java桌面游戏以及网页游戏开发的全功能引擎，LGame无论对画面绘制、精灵碰撞、特效渲染、窗体组件，还是XML操作，文本数据库操作，HTTP操作，日志操作等都提供有完善的内部解决方案，避免了多包配置的繁琐与不便，同时也降低了用户的学习曲线。出于效率与程序体积两方面考虑，LGame中所有组件皆不依赖Swing，完全采取AWT绘制而成，因此它可以将自身的运行环境压缩到最小，一个压缩后不足4MB的精简JRE，已足够支持它的运行，也就是与RMXP或吉里吉里2的运行库大小相仿佛，但功能却更多。LGame内置有视频解码器，支持mp4视频文件播放（在LGame-Simple-0.3.0中将支持flv，在0.6-0.7版本中将以可选组件方式引入jmc支持，以争取可播放视频种类的最大化），内置音频解码器支持mid、mod、mp3、ogg、wav、au、aiff等。LGame结构分析LGame同样是基于LibGDX，封装了更加便利高效的组件。其中Activity是整个程序的入口，进行屏幕设置等基本操作。Screen是控制整个游戏界面的类，其中包含了游戏的流程控制等函数。Layer中封装了游戏场景，可以用于不知地图，菜单等。Actor是对游戏中的活动元素的封装。图12-LGame 框架结构3.3 基于LGame的详细设计在LGame的框架基础上，用Layer描述Map与Menu，由Actor继承生成Turrent与Enemy。整体示意图如下：图13-详细设计总览其中TowerDefenseActivity用于程序进入与基本的初始化图14-TowerDefenseActivityTowerDefenseScreen由Screen继承，处理游戏场景信息图15-TowerDefenseScreenMapLayer除了地图场景的布置，还包括对点击的响应等。图16-MapLayerMenuLayer中包含有Turrent和升级卖出等按钮。图17-MenuLayer由Actor派生出了Enemy和Turrent类，其中Turrent类包含响应的Bullet内部类。图18-Actor第4章软件编程设计4.1 模板总体设计图 19工程目录结构图图19-Actor图 20-包结构图4.2 主要模板功能实现4.2.1 地图选择界面布局代码图 21-地图选择界面布局代码4.2.2 游戏入口Activity关键代码图 21-游戏入口Activity关键代码4.2.3 Screen子类关键代码Screen的派生类TD用于游戏场景控制。图 22-Screen子类关键代码4.2.4 Enemy类关键代码Enemy是众多Enemy的父类。图 23-Enemy类关键代码Enemy的addLayer方法，将Enemy添加到指定的layer中。图 24- Enemy的addLayer方法4.2.5 Turret类关键代码Turret是众多Turret的父类。图 23-Turret类构造方法Turret的显示攻击范围的绘图方法。图 23-Turret的drawAttackRange方法4.2.6 MapLayer类关键代码MapLayer包含有地图布局代码。图 23-Turret类构造方法图 23-MapLayer类构造方法MapLayer中的downClick方法响应按键，实现添加Turrent和选中等功能。图 23-Turret类构造方法图 23-MapLayer的downClick方法总结本项目的主要内容是基于Android的塔防游戏应用开发。该游戏具有良好的用户体验，界面美观性能稳定。这款游戏采