【正文】 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告 （含文獻(xiàn)綜述、外文翻譯） 題 目 基于 Android 手機(jī)平臺(tái)的吃豆人游戲設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā) 1 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 開(kāi) 題 報(bào) 告 （包括選題的意義、可行性分析、研究的內(nèi)容、研究方法、 擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題、預(yù)期結(jié)果、研究進(jìn)度計(jì)劃等） 浙江大學(xué)城市學(xué)院畢業(yè)論文 開(kāi)題報(bào)告 2 1. 選題的背景和意義 選題的背景 目前隨著移動(dòng)設(shè)備越來(lái)越普及以及移動(dòng)設(shè)備的硬件的提升，移動(dòng)設(shè)備的功能越來(lái)越完善，他的系統(tǒng)平臺(tái)也日漸火熱起來(lái)。目前國(guó)內(nèi)最常見(jiàn)的移動(dòng)系 統(tǒng)平臺(tái)有 Symbian， iPhone， Windows Phone 以及當(dāng)下正在逐步興起的 Android。目前為止國(guó)內(nèi)已經(jīng)有很多 Android 系統(tǒng)的用戶。截止 2021 年第二季度 Android 系統(tǒng)的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率已經(jīng)過(guò) 10%，在西歐以及北美智能手機(jī)市場(chǎng)占有率也在 20%左右。可見(jiàn) Android 系統(tǒng)正在崛起之中。但是對(duì)于 Android 系統(tǒng)的應(yīng)用和開(kāi)發(fā)在國(guó)內(nèi)仍然屬于起步和探索階段。急需要大量的相關(guān)技術(shù)和人員的投入。 下面首先介紹一下 Android 系統(tǒng)。 Android 是基于 Linux 內(nèi)核的軟件平臺(tái)和操作系統(tǒng)，是Google 在 2021 年 11 月 5 日公布的手機(jī)系統(tǒng)平臺(tái)，早期由 Google 開(kāi)發(fā)，后由（ Open Handset Alliance）開(kāi)發(fā)。它采用了軟件堆層（ Software stack，又名以軟件疊層）的架構(gòu)，主要分為三部分。低層以 Linux核心工作為基礎(chǔ)，只提供基本功能；其他的應(yīng)用軟件則由各公司自行開(kāi)發(fā)，以 Java 作為編寫程式的一部分 [1]。 手機(jī)游戲作為 Android 系統(tǒng)平臺(tái)的一個(gè)重要組成部分，正在被越來(lái)越多的人所重視。全球在使用的移動(dòng)電話已經(jīng)超過(guò) 10 億部，而且這個(gè)數(shù)字每天都在不斷增加。在除美國(guó)之外的各個(gè)發(fā)達(dá)國(guó)家， 手機(jī)用戶都比計(jì)算機(jī)用戶多。手機(jī)游戲潛在的市場(chǎng)比其他任何平臺(tái)，比如 PlayStation和 GameBoy 都要大。 在學(xué)院和老師的支持和幫助下，我所在的手機(jī)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室在 2021 年底就開(kāi)始對(duì) Android系統(tǒng)進(jìn)行深入細(xì)致的研究。在國(guó)內(nèi) Android 相關(guān)領(lǐng)域?qū)儆谳^早研究的一批，經(jīng)過(guò)老師和同學(xué)一年多的努力，在這個(gè)方面也積累了一定的知識(shí)和技能。所以希望通過(guò)這篇論文的研究，展示我這一年多來(lái)學(xué)習(xí)與實(shí)踐的成果，給本科四年的學(xué)習(xí)交上一份圓滿的答卷。 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 國(guó)內(nèi)外手機(jī)系統(tǒng)現(xiàn)狀 目前國(guó)外各軟硬件廠商已經(jīng)推出過(guò) 多款手機(jī)操作系統(tǒng)。下面簡(jiǎn)單介紹一下現(xiàn)主流手機(jī)操作系統(tǒng)。 浙江大學(xué)城市學(xué)院畢業(yè)論文 開(kāi)題報(bào)告 3 現(xiàn)階段使用較廣泛大家也相對(duì)熟悉的手機(jī)操作系統(tǒng)是由諾基亞公司主導(dǎo)推出的 Symbian操作系統(tǒng)。 Symbian 是為手機(jī)而設(shè)計(jì)的操作系統(tǒng)，它是一個(gè)實(shí)時(shí)性，多任務(wù)的純 32 位嵌入式的操作系統(tǒng)，具有低能耗，內(nèi)存占用較少等特點(diǎn)?，F(xiàn)在流行的 Symbian 系統(tǒng)有以下四個(gè)版本，分別為 S S60(第二版）、 S60（第三版）、 S60（第五版）。 S60（第五版）為觸摸屏手機(jī)版本[2]。 iOS 是由蘋果公司為 iPhone 開(kāi)發(fā)的操作系統(tǒng)。它主要是給 iPhone、 iPod touch 以及 iPad使用。就像其基于的 Mac OS X 操作系統(tǒng)一樣，它也是以 Darwin 為基礎(chǔ)的。 iOS 的系統(tǒng)架構(gòu)分為四個(gè)層次：核心操作系統(tǒng)層（ the Core OS layer），核心服務(wù)層（ the Core Services layer），媒體層（ the Media layer），可輕觸層（ the Cocoa Touch layer）。系統(tǒng)操作占用大概 240MB 的存儲(chǔ)器空間 [3]。 相對(duì)國(guó)外手機(jī)系統(tǒng)百花齊放的局面，國(guó)內(nèi)手機(jī)操作系統(tǒng)則處于剛起步的階段。目前國(guó)內(nèi)還沒(méi)有自主研發(fā)并商品化的手機(jī)操作系統(tǒng)。當(dāng)然近些年來(lái) 國(guó)內(nèi)企業(yè)和我國(guó)政府在這方也投入了大量的人力和物力。同時(shí)也取得了一定成果。 在 2021 年 8 月，由中國(guó)移動(dòng)所主導(dǎo)開(kāi)發(fā) OPhone平臺(tái)面世。 OPhone 平臺(tái)采用開(kāi)源的 Linux作為系統(tǒng)內(nèi)核，借鑒并兼容 Android 平臺(tái)，集成靈活高效的 Java 應(yīng)用框架，充分借鑒當(dāng)下主流手機(jī)操作系統(tǒng)所具有的良好用戶體驗(yàn)，提供了一套完整的電話解決方案和各類移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)解決方案 [4]。 國(guó)內(nèi)外手機(jī)應(yīng)用現(xiàn)狀 隨著 3G 在中國(guó)的全面啟動(dòng)，它所帶來(lái)的巨大機(jī)遇和新生力量，大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)正不斷深入展開(kāi)。但不可否認(rèn)的是我國(guó)在通信領(lǐng)域中相 比許多發(fā)達(dá)國(guó)家仍然存在著不小的差距，就在國(guó)人還在為 EDGE（即增強(qiáng)型數(shù)據(jù)速率 GSM演進(jìn)技術(shù)。 EDGE 是一種從 GSM 到 3G的過(guò)渡技術(shù) )[5]這種傳輸速度僅能達(dá)到 384KB/秒的 過(guò)渡技術(shù)而欣喜的時(shí)候，國(guó)外早已開(kāi)始試行HSDPA（高速下行分組接入 ,是一種移動(dòng)通信協(xié)議，亦稱為 ）這種 技術(shù)，傳輸速度更可達(dá)到驚人的數(shù)兆每秒，而基于其上所開(kāi)發(fā)的延伸功能更是數(shù)不勝數(shù)，所以國(guó)內(nèi)外手機(jī)應(yīng)用也存在的較大的差異。但國(guó)內(nèi)外對(duì)手機(jī)應(yīng)用的需求方向是大致相似的，主要集中在信息服務(wù)，娛樂(lè)，學(xué)習(xí)這些方面。 目前手機(jī)應(yīng)用 中數(shù)量最大，使用人數(shù)最多的應(yīng)用類型是手機(jī)游戲。該類應(yīng)用作為傳統(tǒng)手機(jī)應(yīng)用，在各個(gè)平臺(tái)上發(fā)展已近相對(duì)完善，手機(jī)上對(duì)各種流媒體的播放也已完美的支持。各類傳統(tǒng) PC 游戲廠商也已進(jìn)入手機(jī)領(lǐng)域。根據(jù) iResearch 艾瑞市場(chǎng)咨詢整理的國(guó)外數(shù)據(jù)顯示，浙江大學(xué)城市學(xué)院畢業(yè)論文 開(kāi)題報(bào)告 4 全球手機(jī)游戲市場(chǎng)的收入規(guī)模在 2021年達(dá)到了 102 億美元， 2021年達(dá)到 520 億美元 [6] 。 07年之后，手機(jī)游戲市場(chǎng)增速開(kāi)始減緩，傳統(tǒng)手機(jī)游戲逐漸顯現(xiàn)頹勢(shì)，市場(chǎng)增長(zhǎng)主要由基于智能手機(jī)平臺(tái)的游戲所帶動(dòng)。所以 Android 游戲進(jìn)入智能手機(jī)游戲市場(chǎng)，必將打破原有格局，開(kāi)辟手機(jī)游戲 新紀(jì)元。 其他方面較為熱門的有基于地理位置的信息服務(wù)（ Location Based Service LBS）它是通過(guò)電信移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商的無(wú)線電通訊網(wǎng)絡(luò) (如 GSM 網(wǎng)、 CDMA 網(wǎng) )或外部定位方式 (如 GPS)獲取移動(dòng)終端用戶的位置信息 (地理坐標(biāo)，或大地坐標(biāo) )，在 GIS(Geographic Information System，地理信息系統(tǒng) )平臺(tái)的支持下，為用戶提供相應(yīng)服務(wù)的一種增值業(yè)務(wù)。例如手機(jī)定位，導(dǎo)航服務(wù) [7]。 近年來(lái)十分熱門的網(wǎng)絡(luò)社交服務(wù)（ Social Networking Services）也已進(jìn)入到手機(jī) 客戶端領(lǐng)域。例如國(guó)內(nèi)有名的社交網(wǎng)站人人網(wǎng)已經(jīng)針對(duì) Iphone， android，塞班等手機(jī)平臺(tái)推出了手機(jī)客戶端。國(guó)外最大的社交 Fackbook 也已經(jīng)傳出正在進(jìn)行針對(duì)手機(jī)的產(chǎn)品的研發(fā)。Twiter,Myspace 等國(guó)外知名社交類網(wǎng)站都已經(jīng)推出手機(jī)版?？诒W(wǎng)在今年也已經(jīng)推出針對(duì)多個(gè)手機(jī)平臺(tái)的客戶端程序。 MSN， 等即時(shí)通信類的應(yīng)用也已經(jīng)在各個(gè)主流手機(jī)平臺(tái)推出。 手機(jī)辦公類軟件在手機(jī)上也正日趨完善，在手機(jī)上編輯查看各類文檔已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，在android 平臺(tái)上的 QuickOffice 就是這樣的軟件。在 Google Market（一個(gè)谷歌針對(duì) android 系統(tǒng)用戶所開(kāi)發(fā)的應(yīng)用商場(chǎng)）上已經(jīng)有過(guò)萬(wàn)的企業(yè)應(yīng)用辦公套件。 發(fā)展趨勢(shì) 根據(jù)對(duì)谷歌電子市場(chǎng)中的 Android 應(yīng)用程序的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，該市場(chǎng)中絕大部分是游戲軟件。Android 平臺(tái)的開(kāi)放性及服務(wù)免費(fèi)大大降低了應(yīng)用開(kāi)發(fā)的門檻，使得開(kāi)發(fā)者在游戲開(kāi)發(fā)中投入成本相對(duì)較少。而隨著技術(shù)的發(fā)展手機(jī)終端的特性使其具備了地理位置、重力感應(yīng)、觸摸控制等固定終端所不具備的特性，更容易開(kāi)發(fā)出極具創(chuàng)意的游戲產(chǎn)品。 Android 設(shè)備數(shù)量的持續(xù)增長(zhǎng)使得這個(gè)市場(chǎng)對(duì)優(yōu)質(zhì)游戲的需求越來(lái)越大。 Android 平臺(tái)上的游戲相比應(yīng)用軟件，不需要進(jìn)行嚴(yán)格的市場(chǎng)細(xì)分，不需要針對(duì)目標(biāo)用戶量身定制。這是因?yàn)橛螒蛲婕业暮诵男枨笫墙y(tǒng)一的，那就是：娛樂(lè)與打發(fā)時(shí)間 (乃至更高層面的競(jìng)技需求和群體認(rèn)同需求 )，這種需求附著于特定的社會(huì)發(fā)展階段，不受地域的限制，甚至于能夠穿透文化壁壘。因此，絕大多數(shù)種類的游戲都具備傳染性與普適性，每一個(gè)售出的游戲都像一個(gè)火種，將會(huì)點(diǎn)燃周圍潛在玩家的激情，激情的火焰迅速蔓延，最終吞噬整個(gè)需求浙江大學(xué)城市學(xué)院畢業(yè)論文 開(kāi)題報(bào)告 5 市場(chǎng)，當(dāng)然前提是開(kāi)發(fā)的游戲是高質(zhì)量的。 此外，幾乎每一個(gè) Android 手機(jī)用戶都是游戲的需求者，都是潛在的顧客，現(xiàn)今 的 1000多萬(wàn) Android 用戶不過(guò)是冰山一角，另根據(jù) IDC 機(jī)構(gòu)預(yù)計(jì)在 2021 年 Android 手機(jī)用戶將達(dá)到6800 萬(wàn)，所以 Android 手機(jī)游戲的需求也將不斷擴(kuò)充。 在 Android 系統(tǒng)面世短短兩年時(shí)間內(nèi)， Android 以勢(shì)如破竹之勢(shì)，迅速的蠶食著其他手機(jī)廠商在市場(chǎng)中的份額，而終端市場(chǎng)幾乎每隔一天就會(huì)有新的 Android 機(jī)型問(wèn)世。另?yè)?jù)國(guó)外媒體報(bào)道， Android 應(yīng)用軟件數(shù)量已經(jīng)突破 13 萬(wàn)大關(guān)。業(yè)內(nèi)由此預(yù)期， Android 平臺(tái)可能會(huì)在未來(lái)幾個(gè)月內(nèi)將躋身手機(jī)操作系統(tǒng)前三甲，并獲得亞軍的地位。 雖然 Android 系統(tǒng)前景廣闊，但是基于該平臺(tái)的手機(jī)游戲開(kāi)發(fā)也面臨著各種問(wèn)題。平臺(tái)硬件差異，代碼分裂，用戶沒(méi)有良好的付費(fèi)習(xí)慣等等缺點(diǎn)一直被 Android 游戲開(kāi)發(fā)者詬病，但是Android 快速的發(fā)展卻使開(kāi)發(fā)者又無(wú)法放棄這塊大蛋糕，所以其他手機(jī)平臺(tái)的開(kāi)發(fā)者也慢慢轉(zhuǎn)向 Android 游戲開(kāi)發(fā)。 綜上所述，在今后幾年內(nèi) Android 游戲應(yīng)用將會(huì)成為手機(jī)應(yīng)用市場(chǎng)的主流應(yīng)用，并且需要大量人力物力的投入。 2．研究的基本內(nèi)容 根據(jù)近一年來(lái)學(xué)習(xí) Android 平臺(tái)游戲動(dòng)畫(huà)的經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合現(xiàn)在已有技術(shù)，基于游戲動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)的基本原理。設(shè)計(jì)一個(gè)基于 Android 平臺(tái)的吃豆人的游戲應(yīng)用。 設(shè)計(jì)制作吃豆人游戲的目的在于主要實(shí)現(xiàn)一套 Android 游戲開(kāi)發(fā)的解決方案，解決目前在Android 游戲開(kāi)發(fā)中所面臨的幾大問(wèn)題。主要有游戲的關(guān)卡切換，游戲地圖數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)、應(yīng)用多種手機(jī)內(nèi)置傳感器進(jìn)行游戲控制、游戲動(dòng)畫(huà)的實(shí)現(xiàn)、基于圖形的碰撞檢測(cè)、數(shù)據(jù)在手機(jī)系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)上存儲(chǔ)及人工智能的實(shí)現(xiàn)。 解決這些在 Android 游戲開(kāi)發(fā)中所共同面臨的問(wèn)題，對(duì)于 Android 游戲的開(kāi)發(fā)效率與Android 游戲的質(zhì)量有著極大的幫助作用。 基本框架 首先基于 Android 平臺(tái)特性，把 本應(yīng)用主要?jiǎng)澐譃槲宕竽K分別為：程序控制界面、數(shù)據(jù)持久化模塊，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸模塊，游戲邏輯模塊，游戲音效模塊。 浙江大學(xué)城市學(xué)院畢業(yè)論文 開(kāi)題報(bào)告 6 程序體系結(jié)構(gòu)如下圖所示： 圖 程序體系結(jié)構(gòu)圖 本程序主要通過(guò)程序控制界面和用戶進(jìn)行交互， 用戶通過(guò)該界面上的相應(yīng)選項(xiàng)進(jìn)行游戲，控制怪物進(jìn)行游戲，提交游戲積分，存儲(chǔ)游戲積分，播放游戲音樂(lè)等各項(xiàng)功能。程序控制 界面同時(shí)也負(fù)責(zé)各模塊間的數(shù)據(jù)傳輸。 游戲邏輯模塊主要功能是負(fù)責(zé)游戲畫(huà)面的繪制，游戲中敵對(duì)怪物人工智能的實(shí)現(xiàn)，以及用戶輸入的控制的響應(yīng)（如鍵盤，導(dǎo)航鍵和屏幕輸入）。 本模塊主要解決游戲引擎的實(shí)現(xiàn)、應(yīng)用多種手機(jī)內(nèi)置傳感器進(jìn)行游戲控制和游戲的人工智能的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)該模塊能使用戶得到更好的動(dòng)畫(huà)體驗(yàn)和游戲操控體驗(yàn)，明顯提升游戲的用戶好感動(dòng)和實(shí)用性。 下圖是游戲邏輯塊的體系結(jié)構(gòu) ,游戲邏輯模塊主要分為人工智能、游戲繪圖引擎和人機(jī)交互控制。 圖 吃豆人程序游戲邏輯模塊結(jié)構(gòu)圖 數(shù)據(jù)持久化模塊主要負(fù)責(zé)游戲中所產(chǎn)生的內(nèi)存數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)化成可存儲(chǔ)的 XML 數(shù)據(jù)。該浙江大學(xué)城市學(xué)院畢業(yè)論文 開(kāi)題報(bào)告 7 模塊包含 XML數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義、 XML 生成和 XML 數(shù)據(jù)解析。本模塊的主要解決 Android 系統(tǒng)中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的問(wèn)題。 具體結(jié)構(gòu)如下圖所示： 圖 吃豆人程序體數(shù)據(jù)持久化圖 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸模塊主要功能為提交用戶游戲評(píng)分至網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器中。該模塊主要用來(lái)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)積分榜功能。讓原本單機(jī)的游戲具有網(wǎng)絡(luò)競(jìng)賽的功能。提升游戲的可玩性，吸引更多用戶使用游戲。 游戲音效模塊提供游戲音樂(lè)的播放和關(guān)閉的功能，其向主控制界面暴露開(kāi)啟和關(guān)閉音樂(lè)的接口。 研究的重點(diǎn)和難點(diǎn) 根據(jù)本人在 Android 游戲編程上所遇到的問(wèn)題，現(xiàn)將研究吃豆人游戲應(yīng)用中所遇到的問(wèn)題總結(jié)如下： （ 1）基于 Android 游戲動(dòng)畫(huà)的實(shí)現(xiàn)。所有計(jì)算機(jī)游戲的圖形的核心 都是動(dòng)畫(huà)，在 J2ME手機(jī)游戲中， 以上版本提供了一個(gè)有助于游戲制作的開(kāi)發(fā)包，該開(kāi)發(fā)包核心為 Sprite，使用該類能夠簡(jiǎn)