使用Cocos2d-x制作三消类游戏Sushi Crush——第一部分

2014.10.24 技术干货 by cocos

一直以来,消除类游戏以其简单明快的节奏、浓厚的趣味性和智慧性而被广大玩家所喜爱。其分支三消类游戏更是倍受广大游戏玩家的推崇,最近的CandyCrush、开心消消乐、天天爱消除等三消游戏????火的那是一个一塌糊涂啊。下面,我们就将和大家一起探讨一下如何制作一款属于自己的仿CandyCrush三消游戏——“SushiCrush”。

项目介绍

引擎版本:本教程使用当前最新版本的 Cocos2d-x-3.0rc0 引擎。

效果图:

游戏框架:为了使项目的代码结构清晰,好的前期规划是很有必要的,下图是该节游戏工程的主要类结构,先从整体看一下,项目的组织结构,然后我们会对其内部实现做些解说。

其中:

  • AppDelegate.cpp:程序入口,分辨率适配设置。
  • PlayLayer.cpp:游戏场景层,游戏中所有的Node节点都在其内,它同时负责管理SushiSprite。
  • SushiSprite.cpp:寿司精灵层,即游戏中可被消除和操作的对象。

在本章节教程中,我们将主要完成以下功能:

  • 分辨率适配
  • 寿司的创建、布局和下落

程序入口

AppDelegate.cpp是Cocos2d-x自动生成的一个类,它控制着游戏的生命周期,是Cocos2d-x游戏的通用入口文件,类似于一般 Windows 工程中主函数所在的文件。打开AppDelegate.cpp文件,在applicationDidFinishLaunching()函数中我们可以设置第一个启动的游戏场景:

auto scene = PlayLayer::createScene();
director->runWithScene(scene);

分辨率适配

为了能更好的适应各种分辨率大小和屏幕宽高比的移动终端设备,游戏的开始,我们还是先来看看分辨率的适配设置。
打开AppDelegate.cpp文件,在applicationDidFinishLaunching函数里面添加如下代码,以便我们的游戏,能够更好的适应不同的运行环境。

// 分辨率适配
glview->setDesignResolutionSize(320.0, 480.0, ResolutionPolicy::FIXED_WIDTH);
std::vector<std::string> searchPath;
searchPath.push_back("w640");
CCFileUtils::getInstance()->setSearchPaths(searchPath);
director->setContentScaleFactor(640.0 / 320.0);

设计分辨率是通过setDesignResolutionSize(width, height, resolutionPolicy)方法来设置的,第一,二个参数分别是设计分辨率的宽度和高度,第三个参数是你想要的模式。这里设置的分辨率大小是开发时为基准的屏幕分辨率大小。

模式有五种:

  • EXACT_FIT 整个游戏内容都会在屏幕内可见,并且不用提供比例系数。x,y会被拉伸,使内容铺满屏幕,所以可能会出现形变,所有的应用程序看起来可能会是拉伸或者压缩的。
  • NO_BORDER 一个方向铺满屏幕,另外一个方向超出屏幕,不会变形,但是可能有一些裁剪。
  • SHOW_ALL 该模式会尽可能按原始宽高比放大游戏世界,同时使得游戏内容全部可见。内容不会形变,不过可能会出现两条黑边,即屏幕中会有留白。
  • FIXED_WIDTH 该模式会横向放大游戏世界内的内容以适应屏幕的宽度,纵向按原始宽高比放大。
  • FIXED_HEIGHT 与上一中模式相反。

setSearchPaths()方法设置资源搜索路径,这里w640是搜索的文件夹名。 setContentScaleFactor()方法设置内容缩放因子,顾名思义,就是设置整个游戏内容放大或者缩小的比例系数。

寿司精灵 SushiSprite

SushiSprite类继承于Sprite,用来创建单个的寿司精灵,下面是它的类定义:

class SushiSprite :  public Sprite
{
public:
    static SushiSprite *create(int row, int col);// 随机创建不同种类的寿司精灵
    static float getContentWidth();// 得到精灵图片的宽(精灵图片为正方形,宽等于高),方便后面计算精灵在场景中的位置。
    // 暂时没用到,在下一节的教程中我们将用来定位行列。
    CC_SYNTHESIZE(int, m_row, Row);
    CC_SYNTHESIZE(int, m_col, Col);
    CC_SYNTHESIZE(int, m_imgIndex, ImgIndex);
};

CC_SYNTHESIZE的定义如下:

#define CC_SYNTHESIZE(varType, varName, funName)\
protected: varType varName;\
public: virtual varType get##funName(void) const { return varName; }\
public: virtual void set##funName(varType var){ varName = var; }

CC_SYNTHESIZE的作用是定义一个保护型的变量,并声明一个getfunName函数和setfunName函数,你可以用getfunName函数得到变量的值,用setfunName函数设置变量得值。
参数varType是变量的类型,m_row是变量名,funName是要声明函数的“后半截”名字,如:CC_SYNTHESIZE(int, m_row, Row)的作用是声明一个int型的m_row变量和一个函数名为getRow以及setRow的函数。

寿司精灵的创建:

SushiSprite *SushiSprite::create(int row, int col)
{
    SushiSprite *sushi = new SushiSprite();
    sushi->m_row = row;
    sushi->m_col = col;
    sushi->m_imgIndex = arc4random() % TOTAL_SUSHI;
    sushi->initWithSpriteFrameName(sushiNormal[sushi->m_imgIndex]);
    sushi->autorelease();
    return sushi;
}

arc4random()方法获取随机数比较精确,并且不需要生成随即种子,arc4random() % TOTAL_SUSHI是获得 0 ~ TOTAL_SUSHI - 1之间的整数。

游戏主场景 PlayLayer

PlayLayer是游戏的主场景,同时也负责管理SushiSprite,在该章教程中,PlayLayer里我们只实现了寿司的布局和它的下落。下面我们会详细讲解,先看看PlayLayer的初始化:

bool PlayLayer::init()
{
    if (!Layer::init()) 
    {
        return false;
    }    

    // 创建游戏背景
    Size winSize = Director::getInstance()->getWinSize();
    auto background = Sprite::create("background.png");
    background->setAnchorPoint(Point(0, 1));
    background->setPosition(Point(0, winSize.height));
    this->addChild(background);

    // 初始化寿司精灵表单
    SpriteFrameCache::getInstance()->addSpriteFramesWithFile("sushi.plist");
    spriteSheet = SpriteBatchNode::create("sushi.pvr.ccz");
    addChild(spriteSheet);

    // 初始化矩阵的宽和高,MATRIX_WIDTH、MATRIX_HEIGHT通过宏定义
    m_width = MATRIX_WIDTH;
    m_height = MATRIX_HEIGHT;

    // 初始化寿司矩阵左下角的点
    m_matrixLeftBottomX = (winSize.width - SushiSprite::getContentWidth() * m_width - (m_width - 1) * SUSHI_GAP) / 2;
    m_matrixLeftBottomY = (winSize.height - SushiSprite::getContentWidth() * m_height - (m_height - 1) * SUSHI_GAP) / 2;

    // 初始化数组
    int arraySize = sizeof(SushiSprite *) * m_width * m_height;//数组尺寸大小
    m_matrix = (SushiSprite **)malloc(arraySize);//为m_matrix分配内存,这里m_matrix是指向指针类型的指针,其定义为:SushiSprite **m_matrix。所以可以理解为m_matrix是一个指针数组
    memset((void*)m_matrix, 0, arraySize);//初始化数组m_matrix

    //初始化寿司矩阵
    initMatrix();
    return true;
}

上面的初始化函数中有以下几点需要说明一下:

  • plist 和 pvr.ccz文件
  • SpriteFrameCache和SpriteBatchNode
  • 寿司矩阵起始点的初始化
  • 寿司精灵如何布局

1. plist 和 pvr.ccz文件

游戏中一般会有比较多的图片资源,如果有很多很多的资源,那加载这些资源是非常费时间和内存的,所以如何高效地使用图片资源对于一款游戏是相当重要的。在Cocos2d中,我们一般会将图片资源打包成一张大图,这样加载图片不仅节省了空间,而且还提升了速度。

在Cocos2d-x引擎开发中,常又到的两种图片编辑打包工具,即 Zwoptex 和 Texturepacker。我们的教程里用到的是Texturepacker,你可以到它的官方网站下载并安装。

打开Texturepacker,界面如下图所示。

Texturepacker工具的每个设置项都给出了相应的提示信息,这里就不一一介绍。接下来,你就可以根据提示把本章节所需要的6张寿司图片资源打包了。导出的时候勾选 output-》Texture format-》zlib compr.PVR,然后单击Publish按钮进行导出,这样就会导出我们需要的plist 和 pvr.ccz文件了。

plist文件是图片信息的属性列表文件。

PVR图像是专门为ios设备上面的PowerVR图形芯片指定的图像容器。它们在ios设备上非常好用,因为可以直接加载到显卡上面,而不需要经过中间的转化。pvr.ccz文件则是pvr文件格式的压缩格式,使用这种图片格式的好处有两点:1、可以使你的应用程序更小,因为图片是被压缩过了的。2、你的游戏能够启动地更快。

2. SpriteFrameCache和SpriteBatchNode

上面,我们用TexturePacker工具打包生成了plist和pvr.ccz文件,那么下一步,我们就该获取plist中的信息了。
Cocos2d中SpriteFrameCache通常用来处理plist文件,并能与SpriteBatchNode结合使用来达到批处理渲染精灵的目的。

  • 精灵帧缓存类SpriteFrameCache
    精灵帧缓存类SpriteFrameCache 用来存储精灵帧,缓存精灵帧有助于提高程序的效率。 SpriteFrameCache是一个单例模式,不属于某个精灵,是所有精灵共享使用的。
  • 精灵批处理节点SpriteBatchNode
    当你需要渲染显示两个或两个以上相同的精灵时,如果逐个渲染精灵,每一次渲染都会调用 OpenGL ES 的 draw 函数,这样做自然降低了渲染效率。不过幸好,Cocos2d为开发者提供了一个SpriteBatchNode类,它能一次渲染多个精灵。并可以用来批处理这些精灵,比如我们游戏中的寿司精灵。用SpriteBatchNode作为父层来创建子精灵,并且使用它来管理精灵类,这样可以提高程序的效率。

在init()方法中调用SpriteFrameCache的addSpriteFramesWithFile方法,传入plist文件名称,它会从plist属性列表文件的元数据部分获取各个纹理的纹理名,载入到纹理缓存中。并解析属性列表文件,使用SpriteFrame对象来内部地跟踪所有精灵的信息。

在Cocos2d中高效使用图片总结:

使用TexturePacker打包图片成pvr.ccz文件,使用SpriteBatchNode优化绘制,使用SpriteFrameCache缓存读取,使用spriteWithFrameName获取单张图片。

3. 寿司矩阵起始点的初始化

在游戏中,我们用来存储SushiSprite的数据结构是一个指针数组,其实它也就相当于一个矩阵。寿司矩阵的起始点其实就是寿司精灵开始布局的起始点,在我们的游戏教程中,它位于屏幕的左下角,它由左下角的点开始逐行逐列的初始化寿司精灵。计算该点的公式如下:

m_matrixLeftBottomX = (winSize.width - SushiSprite::getContentWidth() * m_width - (m_width - 1) * SUSHI_GAP) / 2;
m_matrixLeftBottomY = (winSize.height - SushiSprite::getContentWidth() * m_height - (m_height - 1) * SUSHI_GAP) / 2;

其原理可简单描述为下图所示的过程(只以计算m_matrixLeftBottomX的值为例,即X轴方向坐标值):

看原理图其实就已经一目了然了,上图N代表的是横向布局的寿司精灵数,m_matrixLeftBottomX的值 = ( 屏幕的宽 - 寿司的宽*N个寿司 - ( N-1 )*寿司之间的间隙) / 2。

4. 如何布局

加载完寿司精灵图片,计算好寿司精灵布局的起始点以后,我们就可以开始寿司精灵的布局和它的下落显示了,下面是代码行:

// 矩阵的初始化
void PlayLayer::initMatrix()
{
    for (int row = 0; row < m_height; row++) 
    {
        for (int col = 0; col < m_width; col++) 
        {
            createAndDropSushi(row, col);
        }
    }
}   

// 创建SushiSprite,并下落到指定位置
void PlayLayer::createAndDropSushi(int row, int col)
{
    Size size = Director::getInstance()->getWinSize();

    SushiSprite *sushi = SushiSprite::create(row, col);

    // 创建并执行下落动画
    Point endPosition = positionOfItem(row, col);
    Point startPosition = Point(endPosition.x, endPosition.y + size.height / 2);
    sushi->setPosition(startPosition);
    float speed = startPosition.y / (2 * size.height);
    sushi->runAction(MoveTo::create(speed, endPosition));

    // 将寿司添加到精灵表单里。注意,如果没有添加到精灵表单里,而是添加到层里的话,就不会得到性能的优化。
    spriteSheet->addChild(sushi);

    // 给指定位置的数组赋值
    m_matrix[row * m_width + col] = sushi;
}

// 得到对应行列精灵的坐标值
Point PlayLayer::positionOfItem(int row, int col)
{
    float x = m_matrixLeftBottomX + (SushiSprite::getContentWidth() + SUSHI_GAP) * col + SushiSprite::getContentWidth() / 2;
    float y = m_matrixLeftBottomY + (SushiSprite::getContentWidth() + SUSHI_GAP) * row + SushiSprite::getContentWidth() / 2;
    return Point(x, y);
}

我们先来看怎样获取指定行列精灵在屏幕上的坐标值,即positionOfItem(row, col)方法的实现。同样附上原理图,方便理解。

上图矩阵的起始点已知(m_matrixLeftBottomX,m_matrixLeftBottomY),计算第row行col列的寿司精灵的坐标值。
需要说明的是,精灵图片的锚点默认在图片的中心位置,锚点关系到纹理贴图的位置。例如:如果把一个精灵设置在(0,0)点的位置,那么它的锚点也就会和(0,0)点重合,在屏幕上也就只能显示四分之一的精灵。所以往往为了避免这种问题,在贴精灵图片的时候我们会加上它宽高的一半。
言归正传,结合上面的原理图,你将很容易理解(x, y)是如何计算的。

最后,寿司精灵的创建和下落方法:createAndDropSushi(row, col)。 寿司精灵的创建一幕了然,它的下落是通过让寿司精灵执行MoveTo动作来实现的,具体方法是把寿司精灵的起点设置在比终点(可以通过positionOfItem方法获取)高size.height / 2的地方,再让其以一定的速度从起点移动到终点。原理如下图所示:

where to go

至此,我们第一章的内容久讲完了。

本节代码下载地址:https://github.com/iTyran/SushiCrush/tree/Part1

在下一章中,我们将实现初次掉落的消除检查,并自动消除三个连在一起的寿司,然后掉落新的寿司补齐空缺。