基于Android的飛行射擊游戲設計與實現

賴建評

摘要：基于Android的游戲應用，是Android市場中最重要的組成部分，而飛行射擊類游戲是經典的游戲類型之一。該文采用Android平臺，分析設計了Android飛行射擊游戲開發的總體框架，研究Android飛行射擊游戲開發相關的技術，包括SurfaceView視圖、背景滾動、碰撞檢測等、爆炸動畫等，設計實現飛行射擊游戲開發。

關鍵詞：Android；飛行射擊；游戲

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）12-0073-02

游戲發展至今，劃分出了休閑益智、體育競速、動作冒險、飛行射擊、經營策略、角色扮演等游戲類型。在眾多的游戲分類中，飛行射擊游戲是發展較早的游戲類型之一，在電子游戲的歷史演變過程中扮演了重要的角色，留下很多經典的代表作，如“斑鳩”、“1945”、“雷電”等。隨著Android智能終端的普及，飛行射擊游戲在Android平臺，通過用戶觸屏直接控制飛機，能給用戶帶來更刺激、更暢快的體驗。本文基于Android平臺，分析相關開發技術，設計實現一款飛行射擊游戲。

1 飛行射擊游戲框架

1.1游戲視圖

在Android游戲開發中，游戲界面需要用到大量的圖片資源和處理圖像特效，如果采用Android應用開發中單純的XML布局界面，會造成界面刷新時間過長、事件處理等待太久等問題。為解決以上問題，在Android游戲中采用自定義視圖繼承View或SurfaceView實現游戲界面繪制。

View對畫布的重新繪制，通過該類的invalidate（）或postInvalidate（）完成，畫布由系統的UI主線程進行更新。而SurfaceView中內嵌有Surface對象，Surface是在后臺線程中繪制，畫布的重繪由新線程完成。在飛行射擊游戲中，游戲界面的物體是動態變化的，需要在游戲過程中不斷重新繪制，因此選擇SurfaceView視圖，能夠避免主線程阻塞，提高程序反應速度，SurfaceView更適合用于飛行射擊游戲開發。

1.2 SurfaceView框架

SurfaceView繼承View，包含SurfaceHolder接口的實現實例，對外提供該實例的訪問接口。SurfaceHolder里包含對SurfaceView內嵌的 Surface進行控制的接口，能夠獲取Surface、更改Surface顯示內容及監聽Surface狀態事件。

Surface狀態事件的監聽通過重寫以下三個函數實現：surfaceCreated（），當SurfaceView首次創建后調用，在該函數中完成繪制界面相關信息的初始化工作；surfaceChanged（），當SurfaceView的尺寸發生改變的時候調用，在surfaceCreated運行后會首次被調用；surfaceDestroyed（），當SurfaceView被銷毀前調用，如退出游戲畫面，在該函數中停止繪圖線程和清理使用的資源。

SurfaceView采用了雙緩沖技術，在繪圖前通過SurfaceHolder的lockCanvas（）獲取Canvas，在 Canvas上繪制內容，繪制完成后調用SurfaceHolder的unlockCanvasAndPost（），把畫布中的內容提交到Surface渲染顯示，這種雙緩沖技術能夠避免更新視圖時畫面閃爍。在線程的run方法中循環調用繪圖函數，實現動態刷新屏幕。

2 飛行射擊游戲關鍵技術

2.1背景滾動

在飛行射擊游戲運行后，通過用戶點擊“開始”按鍵，啟動游戲進入主界面，此時游戲的背景一般是用同一張圖片，在游戲過程中不斷從上到下滾動，使得飛機在游戲界面中給玩家留下不斷飛行的錯覺。為實現這一效果，設計一張上、下兩邊沿能夠銜接過渡的背景圖片，設置兩個位圖A、B初始化為同一背景圖，通過繪圖控制兩個位圖A、B前后連接一起向下移動，當A的上邊到達屏幕底部后，把A設置到B的上方，當B到達屏幕的底部后，把B設置到A 的上方，不斷循環以上過程，實現背景不斷向下滾動的效果，該過程如圖1所示。

2.2 碰撞檢測

游戲開發經常需要進行碰撞檢測處理，飛行射擊游戲中要判斷子彈是否擊中飛機，然后根據檢測的結果做出不同的處理。在手機游戲開發中最常用到三種檢測碰撞的方式，包括矩形碰撞、圓形碰撞和像素碰撞檢測。當碰撞檢測的物體形狀比較復雜時，需要進行組合碰撞檢測，將復雜物體分解成多個基本形狀的組合，然后分別進行碰撞檢測。本程序中用到的角色形狀近似矩形，下面只討論矩形碰撞檢測的其中一種實現方式。

矩形碰撞檢測是通過兩個矩形之間的位置關系，判斷它們是否發生碰撞。兩個矩形之間不碰撞時的位置關系有圖2所示的四種情況：當矩形A的右端比矩形B的左端靠左，或矩形A的左端比矩形B的右端靠右，或矩形A的下端比矩形B的上端靠上，或矩形A的上端比矩形B的下端靠下時，兩個矩形不可能發生碰撞。根據德摩根定律，求不碰撞情況下的否定，既為碰撞情況：在水平方向上，矩形A的右端比矩形B的左端靠右，并且矩形A的左端比矩形B的右端靠左，同時在垂直方向上矩形A的下端比矩形B的上端靠下，并且矩形A的上端比矩形B的下端靠上時，兩個矩形發生碰撞。

2.3爆炸動畫

Android游戲開發中，爆炸效果可以用逐幀動畫實現。逐幀動畫實現有兩種方式：當每一幀是單獨一張圖片時，可以通過XML資源設置animation-list定義每一幀圖片和播放時間，在碰撞點播放該逐幀動畫；當多個幀的圖片合并在一張圖片里面的時候，需要通過畫布的剪切區域，更改剪切區域位置，依次在碰撞點繪制顯示每一幀。在本文中，采用第二種方式實現爆炸動畫效果。

3 飛行射擊游戲設計與實現

3.1 程序流程設計

游戲中設計了玩家飛機、敵機和Boss角色。程序運行后，進入菜單界面，點擊開始進入游戲界面。進入游戲界面后，背景和敵機不斷從上到下移動，同時敵機發射子彈，當敵機移動到屏幕底部或者被玩家擊中后，敵機爆炸，隨后敵機在屏幕上方重新出現；在游戲狀態下，玩家通過觸屏控制飛機上、下、左、右飛行，并不斷向上發射子彈，玩家飛機被擊中后減少血量，當玩家能夠擊中足夠多的敵機時，通關成功，否則游戲失敗。

3.2程序實現

程序主體框架使用自定義視圖類繼承SurfaceView并實現SurfaceHolder.Callback和Runnable接口。線程的run（）方法不斷循環調用邏輯處理模塊和繪圖方法，根據玩家操作所處的階段，完成游戲初始狀態、游戲進行狀態、游戲結束狀態界面更新繪制。初始狀態菜單繪制使用GameMenu類完成，實現初始歡迎界面；游戲過程中通過GameBg類設置背景循環滾動，Player類完成玩家飛機飛行繪制、玩家飛機與敵機碰撞檢測、玩家飛機與敵機子彈碰撞檢測，Enemy類完成敵機飛行繪制、敵機與玩家飛機子彈碰撞檢測，Boss類完成Boss飛行繪制、Boss與玩家飛機碰撞檢測，Bullet完成子彈飛行繪制，Boom類完成爆炸效果動畫顯示。

3.3 游戲運行效果

通過使用SurfaceView視圖，應用背景滾動和矩形碰撞檢測技術，實現完成的飛行射擊游戲運行效果如圖3所示。

4 結束語

本文介紹了Android游戲開發中的SurfaceView視圖，研究了飛行射擊游戲開發過程中背景滾動、碰撞檢測、爆炸動畫等關鍵技術，設計實現了Android飛行射擊游戲的框架開發，經過運行測試，該游戲運行流暢、穩定，后期為了增強趣味性，可以在游戲中增加武器選擇、音效等開發。

參考文獻：

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