chapter4-游戏引擎概览

第四章游戏引擎概览浙江大学软件学院梁秀波Email：游戏引擎的提出常用游戏引擎简介Cocos2d-x引擎介绍Cocos2d-x开发环境配置本章目录电子游戏初期的矛盾：每款游戏从底层开始编码，工作量巨大开发商希望尽可能多地开发游戏，获取利润解决方法：复用其他游戏的局部代码，节省开发时间费用游戏引擎兴起：20世纪90年代中期，代表作：IdSoftware公司的Doom引擎游戏引擎的提出游戏引擎的常见功能物理模拟光影效果图形渲染动画生成交互控制光影效果游戏场景中光源对于其中物体的影响方式光的折射、反射动态光源、彩色光源动画生成骨骼动画系统模型动画系统游戏引擎常见功能物理模拟使物体的运动遵循固定的物理规律重力模拟碰撞检测图形渲染将游戏世界的所有效果实时显示人物模型角色动画光影特效游戏引擎常见功能交互控制负责处理玩家与计算机之间的交互键盘事件鼠标事件客户端与效劳端通信游戏引擎常见功能按照开发游戏的维度2D引擎3D引擎2.5D引擎？划分标准不明确按照引擎使用是否收费开源〔免费〕引擎商业〔收费〕引擎常用游戏引擎简介常用游戏引擎简介AndEngineOGRECocos2d-xCryEngineRAGEUnrealEngineUnity3DAndEngine2D开源引擎Java语言开发封装物理引擎BOX2D便于扩展缺点仅适用Android平台缺乏官方文档常用游戏引擎AndEngine作品《FlappyBird》常用游戏引擎Cocos2d-x2D开源引擎基于OpenGLES高效易扩展脚本支持核心：跨平台常用游戏引擎Cocos2d-x作品《捕鱼达人》常用游戏引擎ORGE〔Object-OrientedGraphicsRenderingEngine〕开源3D引擎渲染效果好高度可扩展缺点：只是图形渲染引擎，非完整的游戏引擎开发速度方面较慢常用游戏引擎ORGE作品《火炬之光》常用游戏引擎RAGE〔RockstarAdvancedGameEngine〕大型3D商业引擎AI设计方面领先网络编程速度快天气特效出色缺点：用户图形界面质量不高键盘和鼠标控制需要优化常用游戏引擎RAGE作品《GTA4》常用游戏引擎CryENGINE3D商业引擎适用于大型游戏场景具备强大的美术编辑工具画面堪称业界顶级缺点不支持第三方插件学习门槛较高常用游戏引擎CryENGINE作品《孤岛危机》常用游戏引擎UnrealEngine知名度高、功能全面的3D商业引擎定位高端游戏开发支持多个平台拥有功能完善的编辑器

缺点引擎授权条件较高常用游戏引擎UnrealEngine作品《战争机器》

常用游戏引擎Unity3D3D商业引擎，后起之秀独一无二的跨平台特性学习门槛低授权条件平民化众多的用户量缺点制作复杂和多样化的效果比较费时常用游戏引擎Unity3D作品《御天降魔传》常用游戏引擎开源引擎，节省费用2D引擎，易学易懂通过源代码学习引擎原理跨平台特性为什么选择Cocos2d-x？Cocos2d-x的根本类框架Cocos2d-x的核心概念场景类（Scene）导演类（Director）层类（Layer）节点类（Node）精灵类（Sprite）节点类〔Node〕包含场景节点的根本功能与渲染相关类均继承自Node类场景类〔Scene〕层类〔Layer〕精灵类〔Sprite〕Cocos2d-x的核心概念导演类〔Director〕游戏的“总指挥”采取单例模式，getInstance()获取实例引擎的控制核心OpenGLES初始化场景的转换游戏暂停/继续世界坐标和GL坐标之间的切换Cocos2d-x的核心概念场景类〔Scene〕构成游戏的一个个界面构成不同的关卡与板块提供场景切换效果旋转翻页淡入淡出Cocos2d-x的核心概念层类〔Layer〕游戏元素的容器处理玩家事件响应触摸事件鼠标事件加速度计事件键盘输入几种特殊层颜色层〔LayerColor〕菜单层〔Menu〕复合层〔LayerMultiplex〕Cocos2d-x中的核心概念精灵类〔Sprite〕由纹理、帧和动画组成OpenGLES负责渲染具有平移、旋转、缩放等属性可接受其他的转换Cocos2d-x中的核心概念Cocos2d坐标系〔OpenGL坐标系〕：原点位于屏幕左下角X轴正方向向右Y轴正方向向上标准屏幕坐标系：原点位于屏幕左下角X轴正方向向右Y轴正方向向下Cocos2d-x中的坐标系Cocos2d-x中的坐标系世界坐标系也叫绝对坐标系其他坐标系所需的参考标准本地坐标系也叫局部坐标系每个节点的独立坐标系锚点设置一个节点在其父节点上的位置Cocos2d-x中的坐标系接收数据〔Touch〕触摸类Touch存储用户操作信息分发事件〔EventDispatcher〕获得用户操作数据，分发用户操作信息监听响应〔EventListener〕事件监听器的基类负责委托和监听事件响应Cocos2d-x中的用户交互响应引用计数机制在对象基类Ref中实现手动引用计数New创立对象，引用计数加1调用retain()方法，引用计数加1调用release()方法，引用计数减1引用计数为0，回收对象内存Cocos2d-x的内存管理机制智能管理内存使用autorelease声明对象指针对象参加自动释放池，每一帧结束时清理自动释放池清理时对每个对象执行一次release假设对象引用计数为1，表示从未使用执行release后引用计数为0，释放对象Cocos2d-x的内存管理机制支持三种3D模型格式Obj3dsMax或Maya导出的一种格式Obj格式不支持动画C3t通过fbv-conv从FBX格式转换来的Json格式文件格式较大C3b通过fbv-conv从FBX格式转换来的二进制格式文件体积小，运行速度快Cocos2d-x的新增3D特性Windows开发环境配置〔1〕下载所需工具Python2.7.8/Cocos2d-x3.7

MicrosoftVisualStudio2013；

Cocos2d-x的开发环境配置Windows开发环境配置〔2〕安装和配置环境安装VS2013和Python右击“我的电脑”—>”属性”—>“高级系统设置”—>“用户变量”—>“新建”

Cocos2d-x的开发环境配置Windows开发环境配置〔2〕安装和配置环境修改PATH变量，在末尾加上：;%PYTHON_HOME%

Cocos2d-x的开发环境配置Windows开发环境配置〔2〕安装和配置环境命令行输入Python，出现如下内容，说明配置成功

Cocos2d-x的开发环境配置Windows开发环境配置〔3〕创立Cocos2d-x工程进入cocos2d-x-3.7\tools\cocos2d-console\bin目录，按住shift+鼠标右键，在此处翻开命令窗口输入命令pythoncocos.pynewHelloWorld–p–lcpp–dmyprojects-p：Android工程下的包名-l：工程所用编程语言-d：保存工程的目录

Cocos2d-x的开发环境配置Windows开发环境配置〔3〕创立Cocos2d-x工程进入proj.win32目录，翻开HelloWorld.sln

Cocos2d-x的开发环境配置Windows开发环境配置〔3〕创立Cocos2d-x工程选择HelloWorld，将其设为启开工程后执行

Cocos2d-x的开发环境配置Android开发环境配置〔1〕下载和安装AndroidSDK：Android开发工具，包括模拟器等，下载； AndroidNDK:Android原生态本地开发包，作为SDK的补充，辅助SDK进行编译开发，支持C和C++。下载

Cocos2d-x的开发环境配置Android开发环境配置〔1〕下载和安装JavaDevelopmentKit，是Java的开发工具，下载；下载后直接运行安装即可，假设安装路径为C:\ProgramFiles(x86)\Java\jdk1.7.0_21,添加环境变量，然后在PATH后增加“;%JAVA_HOME%bin”。

Cocos2d-x的开发环境配置Android开发环境配置〔1〕下载和安装ANT：是一个Apache基金会下的跨平台的构件工具，可以实现工程的自动构建和部署等功能，这里用来自动构建Android程序。下载； Eclipse：支持Java和Android开发的开源集成开发工具。下载AndroidSDK时下载的ADT中包含了SDK和Eclipse；Cocos2d-x的开发环境配置Android开发环境配置〔1〕下载和安装Python2.7.8(建议使用该版本，比较稳定)，下载；安装时默认选项即可，设置环境变量可参考前面windows开发环境搭建。Cocos2d-x3.7压缩包，下载；解压Cocos2d-x3.7，将下载的AndroidSDK、AndroidNDK、ANT解压到一个文件夹下，如D:\AndroidCocos2d-x的开发环境配置Android开发环境配置〔2〕设置Android的环境变量翻开计算机->属性->高级系统设置->环境变量，在这里配置Android的环境变量，所需配置的变量名和变量值分别为：ANDROID_SDK_ROOT:D:\Android\adt-bundle-windows-x86-20140321\sdkNDK_ROOT:D:\Android\android-ndk-r10eANT_ROOT:D:\Android\apache-ant-1.9.6\binCocos2d-x的开发环境配置Android开发环境配置〔3〕构建Cocos2d-x工程新建Cocos2d-x工程可参照Window下工程的创立，创立好HelloWorld之后，再次翻开命令行，输入cdD:\software\cocos2d-x-3.7\tools\cocos2d-console\bin\myprojects\HelloWorld，按回车键，进入HelloWorld所在目录，执行命令cocoscompile–pandroid，该命令用来编译当前目录下的Android工程Cocos2d-x的开发环境配置Android开发环境配置〔3〕构建Cocos2d-x工程按回车键后，可以看到编译开始，最后如果看到如图4-17所示的结果，那么说明编译成功。Cocos2d-x的开发环境配置Android开发环境配置〔4〕在Eclipse下运行程序a.找到之前的adt目录D:\Android\adt-bundle-windows-x86-20140321.该目录中包含了SDK和Eclipse目录。进入eclipse目录，双击eclipse.exe，运行eclipse集成开发工具。b.确定SDK和NDK的路径是否正确。选择Window—>Peferences菜单项，翻开选项对话框。选择Android节点，看SDKLocation是否正确，具体为D:\Android\adt-bundle-windows-x86-20140321\sdk。如果没有值，就手动把SDK的根目录设进去Cocos2d-x的开发环境配置Android开发环境配置〔4〕在Eclipse下运行程序接着选择Android—>NDK节点，在NDKLocation中输入D:\Android\adt-bundle-windows-x86-20140321\android-ndk-r9d。

Cocos2d-x的开发环境配置Android开发环境配置〔4〕在Eclipse下运行程序c.导入HelloWorld工程。选择File—>Import菜单项，翻开导入对话框，选择Android—>ExistingAndroidCodesIntoWorkSpace，单击Next按钮

Cocos2d-x的开发环境配置Android开发环境配置〔4〕在Eclipse下运行程序单击按钮Browse，找到HelloWorld工程下的proj.android目录。此时会列出HelloWorld工程，点击Finish按钮把工程导进来

Cocos2d-x的开发环境配置Android开发环境配置〔4〕在Eclipse下运行程序d.导入HelloWorld工程后，会有红色的错误提示

Cocos2d-x的开发环境配置Android开发环境配置〔4〕在Eclipse下运行程序解决方法是，到D:\software\cocos2d-x-3.7\cocos