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游戏的基本结构

游戏的基本结构游戏是什么呢?在游戏中,往往是显示各种各样的画面,玩家可以做一些设定好的控制,画面根据玩家的控制有所变化。

从这儿可以看出,游戏至少需要三个功能-显示画面,接受玩家输入和对输入产生反馈。

这就是常说的渲染,输入输出和逻辑三个模块。

将这三个模块组合在一起有很多方法。

比如事件驱动-画面保持不变直到接受到输入事件,程序进行逻辑运算然后改变画面。

而游戏往往不是这样,游戏是时间驱动的。

也就是说无论有没有输入,游戏都在不停的循环-检查是否有输入,运行逻辑,渲染画面。

这里我多说一句,其实什么样的结构并不能区别一个程序是不是游戏,其实只要可以互动娱乐的程序就可以称为游戏,也不一定要用时间驱动,但采用时间驱动是专业游戏的普遍做法,也是很容易接受的方法-因为从一定程度上讲,游戏很像电影,随着时间流逝画面在改变。

既然是时间驱动,游戏中就会有帧的概念。

所谓帧就是某个时刻显示在屏幕上的画面。

从整体上看,游戏就是一系列的帧不断播放着,像动画片一样,不过玩家可以通过交互改变播放的内容。

而我们开发游戏的主要任务就是安排每一帧的内容。

在每一次游戏循环中,我们需要搜集玩家的输入、运行逻辑以更新游戏的数据、根据更新后的数据安排下一帧显示的内容。

所以一个最简单的游戏结构就是:这是一个最基本的结构,特别对于比较简单的J2ME游戏来说,这个结构更加有代表性。

下面我们将分别讲述专业手机游戏如何实现这个结构中的各个内容。

游戏循环的实现我们需要一个进入后就一直循环下去直到游戏结束的结构。

线程正好可以实现。

最通常的做法是让Canvas实现Runnable接口。

于是我们就可以实现run方法。

下面是一个run 方法简化版:public void run(){exitMidlet = false ;long startTime = 0 ;long timeCount = 0 ;gameInit() ;int curKey = 0 ;while (!exitMidlet) { startTime = System.currentTimeMillis();//acquire keyacquireKey() ;//call game loopgameLoop() ;//repaint the screenrepaint();serviceRepaints();frameCount++ ;//lock fpstimeCount = MIN_DELAY - (System.currentTimeMillis() - startTime); timeCount = (timeCount<1)?1:timeCount ;try {Thread.sleep(timeCount);} catch (InterruptedException ex) {}}endMidlet() ;}看到我们的while循环了吗?除非在程序逻辑中设定exitMidlet为true-那是当玩家选择了退出游戏,我们的游戏将一直运行下去。

在while循环之前,gameInit方法的作用是进行游戏初始化-比如初始化变量值,载入全局数据,生成全局对象等。

在while循环中,我们先是调用了acquireKey方法,这个方法将键盘输入信息进行缓冲以便逻辑中判断按键状态,下面讲会讲到键盘缓冲。

gameLoop是我们游戏的主体,每帧中的逻辑运算,图形处理都在这里面进行。

然后是repaint和serviceRepaints,刷新屏幕-新的一帧呈现在屏幕上。

最后当跳出while之后,我们执行endMidlet结束这个Midlet。

endMidlet的内容只是调用了destroyApp和notifyDestroyed方法。

好了整个游戏循环就是这样了,下面讲分别讲述键盘缓冲和gameLoop如何组织。

不过再这之前先让我解释下lock fps。

FPS就是Frame per second。

为了防止游戏在不同的机器上速度变化太大,我们设定一个最大的FPS值,或者说设置一个每帧至少要花费的时间(这里的MIN_DELAY)。

比如我们设置MIN_DELAY=50,那么max FPS = 1000/50 = 20 帧/秒。

锁定FPS有多种方法,这里的方法是判断如果一帧所有的时间还没达到最大时间,那么就让线程sleep一会儿。

顺便在说一下FPS的计算,顾名思义用1000除以一帧所有时间即可,不过要注意的是,一般计算的FPS是平均FPS,所以FPS=累计帧数*1000/累计花费时间。

键盘缓冲搜集玩家输入信息是一个很重要的内容,我们知道J2ME中可以在keyPressed和keyReleased事件中处理按键内容,但这样势必将逻辑代码分散与gameLoop和keyPressed中。

如果你说将所有逻辑代码放在keyPressed中,那可不行,因为keyPressed只有在按键的时候才产生,而即使没有按键游戏也有很多逻辑运算要做。

所以专业游戏开发中采用键盘缓冲将按键信息存起来,然后在gameLoop中就可以判断这一帧按键的状态,利用按键缓冲,除了可以判断一个键是否按下松开,还可以判断一个键是否一直被按住了,甚至可以判断组合键。

不过在这里,我只介绍一种最简单的按键缓冲。

由于篇幅所限,只讲述原理并不给出具体代码。

首先我们需要一个数据结构存储按键信息。

你可以为每个键用一个bool值存储它的状态,不过专业一点的做法是用一个位表示一个键的状态,一个int有32个位,足够表示大多数手机的所有按键了。

因为我们要判断键是否按下或松开,为了方便,我们再用2个整数记录这两种状态。

所以现在我们一共有三个int了:OK! 有了存储的地方,我们还需要一些常量表示每个位,我们设定key中某个位为0表示某键没有按下,为1表示按下。

如果用第1位表示0键,第2位表示1键,那么可以这样设置常量:明白了吗?这些常量是用来指定某个位用的,比如GKEY_1其实就是第2为1其它位均为0的一个整数。

如果还不明白,先看下面的。

keyPressed和keyReleased里将分别将按下的键和松开的键进行记录。

在keyPressed里面,我们先将keyCode转换成我们的按键常量,就是上面的GKEY_0等。

因为keyCode可不是像我们的常量那样可以用某个位表示的,而且不同手机的keyCode是有可能不一样的,所以我们必须用一个函数getKeyValue进行转化。

得到常量后key|=value的作用是将key里面常量所代表的位置1,现在你应该明白常量的作用了吧!pressedKey|=value同理。

不过keyReleased有些不同,由于releasedKey只记录这一帧里哪些键“被松开”了,所以仍然用或运算。

但key是记录整个按键的状态,所以用异或。

接下来就是如何判断按键状态了:还记得acquireKey吧,我们在while循环中首先要调用它,其作用就是记录下这一帧的按键状态,所有我们用了三个新int变量记录他们,分别是frameKey,framePressedKey和frameReleasedKey。

acquireKey所做的就是将按键状态记录在这3个变量中,其实framePressedKey和frameReleasedKey不是必须的,只是这样看上去比较清楚。

记录完后我们将pressedKey和releasedKey清空,以便下次有键按下或松开时记录新的信息。

关键的三个函数登场了,keyDown判断某个键是否在这一帧里被按下,参数gameKey是我们定义的按键常量中的某个值。

如果对位运算还算明白的话,很容易看懂这3个函数。

唯一要说明的就是keyHold和keyDown的区别,keyHold表示某个键一直被按着,也就是至少从前一帧开始它就被按下了,而不是在这一帧里被按下的。

现在你应该明白我们为什么要清空pressedKey和releasedKey了。

说到这里也差不多了,有了这个按键缓冲我们就可以在gameLoop中调用keyDown等方法判断按键的状态了。

不过我还是要说一句,这只是最简单的按键缓冲,只能缓冲一次按键,如果一个键被多次按下就不行啦。

更专业的内容需要你在实际工作中探索。

状态机状态机是编译原理的内容,看上去挺复杂的,不过说白了就是选择分支结构。

但我为什么要提状态机呢?其实它是一个简化问题的好工具。

再复杂的问题都可以被分解成若干小问题去解决。

虽然一个游戏很复杂,但我们把它分解成若干块,分而治之,就简单多了。

分类的依据就是状态。

我们可以将一个游戏划分成很多状态。

比如主菜单状态,控制主角状态,暂停状态等。

在状态中可以再细分子状态。

一直分下去,直到问题变简单。

下面看看某个游戏的gameLoop片断。

针对不同的状态进入不同的逻辑处理函数,问题就简单多了。

从某个角度来说,游戏就是状态的集合,我们要处理好状态之间的转换,写好每个状态的代码。

在写状态机之前,最好先画出状态转换图。

这样条理清楚,而且便于观看整个游戏的结构。

举个例子,下面是一个ARPG游戏中敌人的AI状态图:(图略)从状态转换图很容易得到AI代码,而且容易检查错误。

常犯的错误是没有处理所有可能的状态。

画出状态转换图并仔细检查是个不错的方法.当然对于简单的AI就不必要麻烦了。

中等复杂的AI画一个简单的小图就可以解决问题。

渲染首先解释一下渲染这个词,英文是render,用在这里只是绘制的意思,这么用只是一个习惯。

上面讲的run函数中并没有任何渲染的代码。

这是由J2ME的结构决定的,所有的绘制代码被放在了paint里面。

当然如果你使用一个Muttable Image缓冲屏幕,也可以在gameLoop里面对这个Muttable Image进行绘制,然后在paint里一次性的将这个Image 贴到屏幕上。

不过由于大多数手机硬件上支持双缓冲-paint的参数来自一个后台缓冲,这么做并没有太大的意义,反而白白浪费一块内存。

所以J2ME游戏中的渲染往往放在paint 中。

在paint里面我们进行绘制工作也是分状态进行的,比如logo状态,我们在gameLoop 里面根据时间(可以用run里面的那个frameCount代替真实时间)设置下一帧将要显示的logo图片,然后在paint里面将当前的图片画出来。

其实也有一种写法是将gameLoop的代码写在paint中,因为paint是通过repaint和serviceRepaints每帧强制调用的,所以这样做完全可行。

如果这样paint就是gameLoop,不需要另外一个gameLoop了。

整个游戏的渲染可以按层次分几块进行。

首先是场景的渲染,然后是场景中的所有物体,我称之为Sprite。

这些Sprite需要根据位置进行排序后按顺序渲染,这样才能显示出正确的遮挡关系。

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