J2ME专业手机游戏开发基础(1)

【引自N5的博客】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：

0 初始化游戏
1 是否结束游戏（Yes:转到6)
2 搜集玩家输入信息
3 运行游戏逻辑
4 更新下一帧，显示下一帧
5 回到1
6 清理，结束游戏

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 key
acquireKey() ;
//call game loop
gameLoop() ;
//repaint the screen
repaint();
serviceRepaints();  
frameCount++ ;   
//lock fps  
timeCount = 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：

static int key , pressedKey, releasedKey ;

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：

final static int GKEY_0=1<<0, GKEY_1=1<<1 ;

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。

public void keyPressed(int keyCode) 
{
int value = getKeyValue(keyCode) ;
key |= value ;
pressedKey |= value ;
}
public void keyReleased(int keyCode) 
{
int value = getKeyValue(keyCode) ;
key ^= value ;
releasedKey |= value ; 
}

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：

private static void acquireKey()
{
frameKey = key ;
framePressedKey = pressedKey ;
frameReleasedKey = releasedKey ;     
pressedKey = 0 ;
releasedKey = 0 ;
}     
public static boolean keyHold(int gameKey)
{ 
return ((frameKey & gameKey)!=0) ;
}     
public static boolean keyDown(int gameKey)
{     
return ((framePressedKey & gameKey)!=0) ;
}     
public static boolean keyUp(int gameKey)
{
return ((frameReleasedKey & gameKey)!=0) ;
}

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。