基于Android的飞行射击游戏设计与实现
赖建评
摘要：基于Android的游戏应用，是Android市场中最重要的组成部分，而飞行射击类游戏是经典的游戏类型之一。该文采用Android平台，分析设计了Android飞行射击游戏开发的总体框架，研究Android飞行射击游戏开发相关的技术，包括SurfaceView视图、背景滚动、碰撞检测等、爆炸动画等，设计实现飞行射击游戏开发。
关键词：Android；飞行射击；游戏
中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）12-0073-02
游戏发展至今，划分出了休闲益智、体育竞速、动作冒险、飞行射击、经营策略、角色扮演等游戏类型。在众多的游戏分类中，飞行射击游戏是发展较早的游戏类型之一，在电子游戏的历史演变过程中扮演了重要的角色，留下很多经典的代表作，如“斑鸠”、“1945”、“雷电”等。随着Android智能终端的普及，飞行射击游戏在Android平台，通过用户触屏直接控制飞机，能给用户带来更刺激、更畅快的体验。本文基于Android平台，分析相关开发技术，设计实现一款飞行射击游戏。
1 飞行射击游戏框架
1.1游戏视图
在Android游戏开发中，游戏界面需要用到大量的图片资源和处理图像特效，如果采用Android应用开发中单纯的XML布局界面，会造成界面刷新时间过长、事件处理等待太久等问题。为解决以上问题，在Android游戏中采用自定义视图继承View或SurfaceView实现游戏界面绘制。
View对画布的重新绘制，通过该类的invalidate（）或postInvalidate（）完成，画布由系统的UI主线程进行更新。而SurfaceView中内嵌有Surface对象，Surface是在后台线程中绘制，画布的重绘由新线程完成。在飞行射击游戏中，游戏界面的物体是动态变化的，需要在游戏过程中不断重新绘制，因此选择SurfaceView视图，能够避免主线程阻塞，提高程序反应速度，SurfaceView更适合用于飞行射击游戏开发。
1.2 SurfaceView框架
SurfaceView继承View，包含SurfaceHolder接口的实现实例，对外提供该实例的访问接口。SurfaceHolder里包含对SurfaceView内嵌的 Surface进行控制的接口，能够获取Surface、更改Surface显示内容及监听Surface状态事件。
Surface状态事件的监听通过重写以下三个函数实现：surfaceCreated（），当SurfaceView首次创建后调用，在该函数中完成绘制界面相关信息的初始化工作；surfaceChanged（），当SurfaceView的尺寸发生改变的时候调用，在surfaceCreated运行后会首次被调用；surfaceDestroyed（），当SurfaceView被销毁前调用，如退出游戏画面，在该函数中停止绘图线程和清理使用的资源。
SurfaceView采用了双缓冲技术，在绘图前通过SurfaceHolder的lockCanvas（）获取Canvas，在 Canvas上绘制内容，绘制完成后调用SurfaceHolder的unlockCanvasAndPost（），把画布中的内容提交到Surface渲染显示，这种双缓冲技术能够避免更新视图时画面闪烁。在线程的run方法中循环调用绘图函数，实现动态刷新屏幕。
2 飞行射击游戏关键技术
2.1背景滚动
在飞行射击游戏运行后，通过用户点击“开始”按键，启动游戏进入主界面，此时游戏的背景一般是用同一张图片，在游戏过程中不断从上到下滚动，使得飞机在游戏界面中给玩家留下不断飞行的错觉。为实现这一效果，设计一张上、下两边沿能够衔接过渡的背景图片，设置两个位图A、B初始化为同一背景图，通过绘图控制两个位图A、B前后连接一起向下移动，当A的上边到达屏幕底部后，把A设置到B的上方，当B到达屏幕的底部后，把B设置到A 的上方，不断循环以上过程，实现背景不断向下滚动的效果，该过程如图1所示。
2.2 碰撞检测
游戏开发经常需要进行碰撞检测处理，飞行射击游戏中要判断子弹是否击中飞机，然后根据检测的结果做出不同的处理。在手机游戏开发中最常用到三种检测碰撞的方式，包括矩形碰撞、圆形碰撞和像素碰撞检测。当碰撞检测的物体形状比较复杂时，需要进行组合碰撞检测，将复杂物体分解成多个基本形状的组合，然后分别进行碰撞检测。本程序中用到的角色形状近似矩形，下面只讨论矩形碰撞检测的其中一种实现方式。
矩形碰撞检测是通过两个矩形之间的位置关系，判断它们是否发生碰撞。两个矩形之间不碰撞时的位置关系有图2所示的四种情况：当矩形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的下端靠下时，两个矩形不可能发生碰撞。根据德摩根定律，求不碰撞情况下的否定，既为碰撞情况：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，同时在垂直方向上矩形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的下端靠上时，两个矩形发生碰撞。
2.3爆炸动画
Android游戏开发中，爆炸效果可以用逐帧动画实现。逐帧动画实现有两种方式：当每一帧是单独一张图片时，可以通过XML资源设置animation-list定义每一帧图片和播放时间，在碰撞点播放该逐帧动画；当多个帧的图片合并在一张图片里面的时候，需要通过画布的剪切区域，更改剪切区域位置，依次在碰撞点绘制显示每一帧。在本文中，采用第二种方式实现爆炸动画效果。
3 飞行射击游戏设计与实现
3.1 程序流程设计
游戏中设计了玩家飞机、敌机和Boss角色。程序运行后，进入菜单界面，点击开始进入游戏界面。进入游戏界面后，背景和敌机不断从上到下移动，同时敌机发射子弹，当敌机移动到屏幕底部或者被玩家击中后，敌机爆炸，随后敌机在屏幕上方重新出现；在游戏状态下，玩家通过触屏控制飞机上、下、左、右飞行，并不断向上发射子弹，玩家飞机被击中后减少血量，当玩家能够击中足够多的敌机时，通关成功，否则游戏失败。
3.2程序实现
程序主体框架使用自定义视图类继承SurfaceView并实现SurfaceHolder.Callback和Runnable接口。线程的run（）方法不断循环调用逻辑处理模块和绘图方法，根据玩家操作所处的阶段，完成游戏初始状态、游戏进行状态、游戏结束状态界面更新绘制。初始状态菜单绘制使用GameMenu类完成，实现初始欢迎界面；游戏过程中通过GameBg类设置背景循环滚动，Player类完成玩家飞机飞行绘制、玩家飞机与敌机碰撞检测、玩家飞机与敌机子弹碰撞检测，Enemy类完成敌机飞行绘制、敌机与玩家飞机子弹碰撞检测，Boss类完成Boss飞行绘制、Boss与玩家飞机碰撞检测，Bullet完成子弹飞行绘制，Boom类完成爆炸效果动画显示。
3.3 游戏运行效果
通过使用SurfaceView视图，应用背景滚动和矩形碰撞检测技术，实现完成的飞行射击游戏运行效果如图3所示。
4 结束语
本文介绍了Android游戏开发中的SurfaceView视图，研究了飞行射击游戏开发过程中背景滚动、碰撞检测、爆炸动画等关键技术，设计实现了Android飞行射击游戏的框架开发，经过运行测试，该游戏运行流畅、稳定，后期为了增强趣味性，可以在游戏中增加武器选择、音效等开发。
参考文献：
[1] 吴新华，万强.基于Android平台的手机游戏开发[J].萍乡学院学报，2015，12（32）.
[2] 李华明.Android游戏编程之从零开始[M].北京：清华大学出版社，2011.
[3] 吴亚峰，于复兴，杜化美.Android游戏开发大全[M].北京：人民邮电出版社，2013.
