基于Android的3D空戰游戲開發

曾翔宇

（湖南科技學院 電子與信息工程學院，湖南 永州 425199）

1 游戲設計發展

動作類游戲是最傳統的游戲類型之一，主要由玩家所控制的人物或角色根據周圍環境的變化，利用鍵盤或者手柄、鼠標的按鍵作出一定的動作，如移動、跳躍、攻擊、躲避、防守等，來達到游戲要求的相應目標，一般是為了過關。TV GAME早期的作品多數集中在這個類型上。

通過了幾代游戲機種的變化和發展，現在的動作類游戲中已經融入了更新鮮的元素、更完整的劇情、更復雜的機關解謎，這些都使動作類游戲逐漸成為所有類型游戲里面款式最豐富的一種。代表作品：《波斯王子》《鬼泣》系列、《超級忍者》系列（是SEGA經典系列正宗ACT代表），還有《超級瑪麗》《刺客信條》《真三國無雙》等。

本文通過設計并實現在Android平臺上的空戰游戲《3D空戰》，闡述了此類游戲的開發過程及實用的開發技巧。

2 游戲的背景及功能概述

2.1 背景概述

《3D空戰》是一款很好玩的3D飛行射擊游戲，在游戲中你要控制一架模擬戰機，完成不同的任務。全3D的畫面，游戲場景的設計別具一格，雖然畫面是全3D打造，不過運行非常流暢，在Symbian系列手機系統中廣為流行。游戲的玩法和同類3D飛行游戲類似，上下左右鍵控制飛機運動，確定鍵進行射擊，游戲的目標就是完成每關的任務，也就是擊落一定數量的敵機。不過敵機也可以射擊，你要做的是控制好自己的戰機，盡量和對面呼嘯而來的敵機導彈保持距離。該游戲最大的特點就是巧妙而又豐富的場景設計—天空球和陸地球，這也是3D游戲吸引人的特點之一[1]。同時也是非常有挑戰性的游戲，面對不斷飛馳而來的炮彈，你要操作你的戰機，努力躲避空中的炮彈，同時發射導彈擊落敵機，當擊落的敵機數大到一定數量時，就可以成功過關了。

2.2 功能簡介

《3D空戰》游戲的規則很簡單，玩家駕駛著自己的飛機向前飛行，在飛行的過程中，會從不同方向飛出向玩家發射炮彈的敵機，玩家可以按下手機上的確認鍵發射炮彈擊落敵機，也可以通過上下左右鍵控制飛機躲避，當擊落的敵機數到一定數量時，玩家就闖關成功，進行下一次挑戰。下面具體進行闡述。

（1）啟動游戲后首先進入的便是游戲聲音設置界面。單擊“是”，則開啟游戲聲音，單擊“否”，則關閉游戲聲音。

（2）聲音設置完畢后，返回主界面。該界面共有5個菜單，分別是關于游戲、游戲設置、快速游戲、游戲幫助及退出游戲。

（3）在開始菜單界面若單擊“游戲設置”，則進入游戲聲音設置界面。可進行聲音設置。

（4）游戲主界面若單擊“關于游戲”，則進入游戲關于界面。該界面介紹了關于本游戲的相關信息。

（5）游戲主界面若單擊“游戲幫助”。該界面顯示了游戲的操作規則和操作方法。

（6）在開始菜單界面若單擊“快速游戲”，則首先切換到游戲加載畫面，然后開始游戲。開始菜單界面若單擊“退出游戲”，則會自動結束游戲，返回手機桌面，若要重新運行，在應用程序中單擊小飛機圖標，就可以重新開始游戲。

（7）游戲開始的畫面：在一開始，自己的飛機在屏幕中間位置，敵機則由遠及近從不同角度對我機射擊。屏幕的左上角顯示的是我機的數量，當被敵機擊中之后，其數量會相應減少，替換我機繼續進行游戲，當我機全被敵機擊中后，則表示游戲失敗。屏幕右上角是擊落的敵機數量，當擊落10架敵機，則闖關成功。

（8）游戲進行中：敵機從上到下，由遠到近對我機進行射擊。

（9）戰機被敵機擊中，并發生爆炸時的場景。

（10）當玩家完成規定的任務時，則游戲勝利，進入游戲勝利界面。玩家飛機全被擊落之后，則游戲結束，進入失敗界面。

3 游戲的策劃和準備工作

3.1 游戲的策劃

人們自古以來就對浩瀚的太空充滿好奇，同時也不斷地探索著這塊未知的領域，正是由于這樣，出現了許多以太空為中心題材的游戲，比如《太空保衛戰》等一些游戲。《3D空戰》也是這種3D動作飛行射擊游戲，玩家控制自己的戰機遨游天空，需要玩家注意力集中，當玩家投入到游戲中后，就可以體會到穿越高山、海洋、在空中邀游的完美體驗。開發這款游戲的目的是在Android平臺上的游戲開發提供一個指導方案，而不是生產商業化的游戲產品。

3.2 Android平臺下游戲的準備工作

游戲的準備工作通常是根據游戲的策劃來制作游戲所用的圖片、聲音等。由于圖片的加載在游戲中比較耗時，建議把一些小的圖片紋理，如飛機的機翼紋理、機身紋理、螺旋槳紋理等集成到一張圖片上，以縮短游戲加載時間，提高運行速度。對于紋理的大小，不應太大，適當大小即可，這樣可以節省內存資源。另外，還有準備好游戲中用到的聲音文件。如炮彈發射聲音、敵機發炮聲音、爆炸音效、背景音樂等[2]。

4 游戲的架構

4.1 游戲中用到的主要技術

程序中開始菜單、聲音設置界面、關于界面、幫助界面、加載界面及勝利界面均以2D實現。以上界面均直接自定義SurfaceView并重寫了其中的onDraw()方法，所有的按鈕均是作者用貼圖實現的，避免了使用Android自帶控件，使游戲畫面更加絢麗、個性。

游戲時的界面使用3D技術實現，游戲界面直接自定義了GLSurfaceView并實現了Renderer接口，通過重寫onKeyDown()方法、onTouchEvent()方法實現與用戶的交互。本游戲使用了簡單的碰撞檢測算法。實際商業化游戲開發中，往往使用的碰撞檢測算法是更有效率、更準確、更成熟的算法。而這些算法往往都是由數學家來研究的。

4.2 游戲的框架

接下來將通過游戲的運行過程闡述各個類在游戲中的作用，游戲的運行步驟如下。

（1）啟動游戲后，首先在G L D e m o中初始化StartSurfaceView，然后將用戶界面切換到聲音設置界面。

（2）設置完游戲聲音后，StartSurfaceView將調用其中的setMenuView方法，將界面切換到主菜單界面。

（3）在主菜單界面StartSurfaceView中，根據不同的菜單項調用不同的方法，進入不同界面。如果單擊關于，則調用setAboutView方法，進入關于界面。

（4）當主界面調用setMySurfaceView后，進入游戲界面，首先MySurfaceView會初始化背景類、地板類、建筑塊類、鋼絲繩類等場景類來繪制場景。同時將啟動線程ActionThread來刷新界面，同時進行動畫的繪制和碰撞檢測。

（5）游戲界面類中有一個消息處理器，MySurfaceView中有一個線程時時刻刻檢測是否勝利，如果勝利就發送消息，然后交給消息處理器處理，GL Demo調用setWinView方法，切換到勝利界面。

（6）在勝利界面，觸摸屏幕任意處，則GL- Demo調用setMenuView方法，切換到開始菜單界面[3]。

5 游戲中的運動線程和碰撞檢測

下面闡述游戲中控制物體運動的線程和碰撞檢測的實現，以及用戶的交互，這些類中控制hero機和敵機的飛行，hero機炮彈和敵機炮彈的飛行，以及各種碰撞檢測。

（1）飛機是如何按路線飛行的，主要包括飛機路線設計器和游戲中的MoveThread線程。飛機的每條路線由4個點構成，第1個點和第4個點在屏幕外，第2個點和第3個點在屏幕內，讓飛機沿著這條路線飛行，就能保證飛機從屏幕外面飛進來，最后又飛出屏幕的效果。

由此可以用一個程序來生成多條不同的飛機路線，在游戲中讓這多條不同路線循環出現，這樣既能保證路線的多樣化，又能節省資源，使游戲具有可玩性。

（2）飛機發射炮彈后，炮彈被添加進炮彈列表，炮彈列表里面所有的炮彈在單獨線程中按既定的路線飛行，并且需要處理碰撞檢測和生命周期檢測。

6 游戲的優化與改進

6.1 增加游戲的關數

—款多關游戲，總是能激發玩家的挑戰心理，對玩家有更大的吸引力。在玩家眼中，離開了闖關的刺激，游戲的體驗就會大打折扣，所以增加游戲關數是游戲開發中必不可少的。本游戲中，并沒有設置游戲關數，在以后的研究中可以改進程序，增加游戲關數，每闖一關，游戲難度越大，以提升玩家的體驗。

6.2 模式的定制

游戲應該開發成多種模式，不同的模式帶來不一樣的體驗，單一模式會讓游戲很快失去對玩家的吸引力。同時應該增加游戲難度的選擇功能，使玩家根據自己的情況選擇不同的等級進行游戲，這樣才更加合理。

6.3 子彈的變換

如果能在游戲過程中通過撿裝備改變子彈種類或者數量，比如hero機吃到了一個晶體之類的東西就可以讓炮彈數量更多或更快，會大大提高玩家對本游戲的體驗，在以后的研究中可以自行開發完成此功能。

[參考文獻]

[1]吳亞峰.Android3D游戲開發技術詳解與典型案例[M].北京：電子工業出版社，2012.

[2]夏有新.Android3D游戲模型紋理處理[J].硅谷，2013（11）：103-104.

[3]林深華，范志尚，蔣建兵，等.基于Android平臺Unity3D游戲設計與實現[J].企業科技與發展，2013（10）：40-42.