【正文】 第 1 頁 共 30 頁 1 引言 1． 1 開發(fā)背景 隨著人們精神文化生活的日益豐富， 為了讓我們在閑暇的時間多方面發(fā)展個人的興趣愛好，為了更好地開發(fā)個人智力，游戲成為人們生活中不可缺少的一部分。游戲產(chǎn)業(yè)促動高科技技術不斷升級，作為經(jīng)濟增長的一大支撐點，已經(jīng)成為經(jīng)濟騰飛的“第四產(chǎn)業(yè)”。作為休閑游戲的起源應該追溯到早期的俄羅斯方塊和坦克大戰(zhàn)，坦克大戰(zhàn)是童年經(jīng)常玩的游戲，也是一款經(jīng)典游戲。 《坦克大戰(zhàn)》游戲幾乎家喻戶曉，對我們 80 后 90 后而言，是童年最珍貴的回憶。此款游戲是一款以紅白機為平臺操作射擊游戲 [1]，玩家可以控制自己的坦克，以殲 滅對方的坦克，其操作方式及其簡單，是一款男女老少皆宜的游戲。為了滿足人們的個性化需求，使玩家在游戲的過程中，更能體驗游戲本身的樂趣，也為了滿足更好的用戶體驗，市場上逐漸出現(xiàn)了《墨水坦克大戰(zhàn) [2]》，它是經(jīng)典坦克大戰(zhàn)的姊妹游戲，只有手機版，沒有 PC 版，所以決定在自己大學畢業(yè)之時，開發(fā)一個 PC 版的《墨水坦克大戰(zhàn)》。 1． 2 國內外單機游戲的研究現(xiàn)狀 近年來，由于經(jīng)濟的迅速發(fā)展，科技日新月異的變化，越來越多的人會把電腦作為一種娛樂工具，而不僅僅是用它來工作，單機游戲又憑借自身操作簡單，價格低廉，對電腦的配置要求低，有利于 各個階層各個行業(yè)人士使用，并且有益于身心健康，在琳瑯滿目的游戲中脫穎而出。但是，對于我國國內單機游戲而言，還處于起步階段，有著較大的商業(yè)潛力，但是也存在著正版維護意識不強，從而使得盜版有機可乘，影響市場的健全發(fā)展，還需要得到進一步的更健全的發(fā)展 [3]。 1． 3 研究意義 單機游戲由于其不必聯(lián)入互聯(lián)網(wǎng)也可以進行游戲，從而擺脫了很多限制，只要有一臺電腦即可體驗游戲帶來的歡樂，現(xiàn)在許多的單機游戲都是精工細致而成的，更能呈現(xiàn)出友好的界面，流暢的畫面，悅耳的背景音樂，良好的游戲性?！赌箍舜髴?zhàn)》只有手機版，使得手機屏幕小或 者配置低的用戶很難體驗到《墨水坦克大戰(zhàn)》的妙趣橫生，開發(fā) PC 版的《墨水坦克大戰(zhàn)》勢在必行。開發(fā)這一游戲，不僅能夠滿足更多人的需要，同時，通過開發(fā)這一完整項目，使得自己能更好的鞏固大學所學的知識，使理論與實踐相結合，增強動手能力，進一步了解軟件開 第 2 頁 共 30 頁 發(fā)的流程，并且在這一過程中提升自己的編程能力。在遇到問題的時候，通過查閱資料，自己解決，或者請教老師，增強了自學的能力，增加了師生的感情。這一項目是倆人合作完成的，除了能學習到技術方面的知識，我也深刻的體會到合作的重要意義。這也使得這次畢業(yè)設計有很重要的意義。 2 開發(fā)環(huán)境及相關技術的介紹 開發(fā)環(huán)境 此系統(tǒng)是在 Microsoft Windows 7 操作系統(tǒng)下完成的，用 Java 語言編寫的，用 Eclipse 工具開發(fā)的。 Java語言的特點 Java 是 Sun 公司推出的新一代面向對象程序設計語言 [4]。 首先，作為一種程序設計語言，它簡單、面向對象、不依賴于機器的結構、具有可移植性魯棒性、安全性、并且提供了并發(fā)機制、具有很高的性能。其次，它最大限度地利用了網(wǎng) Java 的小應用程序 (Applet)可在網(wǎng)絡上運行而不受 CPU 和環(huán)境的限制。另外， Java 還提供了豐富的類庫，使程序設計者可以很方便地利用已有的封裝好的類，迅速的建立自己的系統(tǒng) [5]。 1 Java 語言是一種比 C++還面向對象的編程語言， Java 略去了運算符重載、多重繼承等模糊的概念，并且通過實現(xiàn)自動垃圾回收，大大簡化了程序設計者的內存管理工作 [6]。 Java 拋棄了指針的概念。由于 java 擁有著這些新特性，使得開發(fā)人員更容易寫出“無錯代碼”。 2 在很多面向對象的語言里， Java 才是一門純粹的面向對象語言， Java 中面向對象的思想主要體現(xiàn)在三大特點，即封裝，繼承和多態(tài) [7]。它提供了簡單的類機制以及動態(tài)的接口模型。對象中封裝了它的屬性以及對應的方法行為，實現(xiàn)了模塊化和信息隱藏，而類則提供了一類對象的原型，并且通過繼承機制，子類可以使用父類所提供的方法，大大的提高了代碼的復用率。 3 一門語言的健壯性就體現(xiàn)在它對常見錯誤的預防能力， Java 語言就很好的體現(xiàn)了這一點 [8]。 Java 在編譯和運行程序時，都要對可能出現(xiàn)的問題進行檢查，以消 第 3 頁 共 30 頁 除錯誤的產(chǎn)生。它提供自動垃圾收集來進行內存管理，防止程序員在管理內存時容易產(chǎn)生的錯誤。 4 網(wǎng)絡的快速發(fā)展，給人們的生活工 作帶來了很大的便利，但是于此同時，使得用戶的信息不再透明化。 Java 對指針進行了屏蔽，從而不能直接對內存進行操作，進而大大的提高了內存的安全性 [9]。 5 Java 解釋器生成與體系結構無關的字節(jié)碼指令只要安裝了 Java 運行時系統(tǒng)，Java 程序就可在任意的處理器上運行。這些字節(jié)碼指令對應于 Java 虛擬機中的表示， Java 解釋器得到字節(jié)碼后，對它進行轉換使之能夠在不同的平臺運行 [10]。 Java 除了具有以上一些優(yōu)點外，還有分布式、可移植性、多線程以及動態(tài)性。 關于 Eclipse Eclipse 是一個開放源代碼的、基于 Java 的可擴展開發(fā)平臺。就其本身而言，它只是一個框架和一組服務，用于通過插件組件構建開發(fā)環(huán)境 [11]。幸運的是 Eclipse 附帶了一個標準的插件集，包括 Java 開發(fā)工具（ Java Development Tools ， JDT ）。 Eclipse 還包括插件開發(fā)環(huán)境（ Plugin Development Environment， PDE），這個組件主要針對希望擴展 Eclipse 的軟件開發(fā)人員，因為它允許他們構建與 Eclipse 環(huán)境無縫集成的工具。由 于 Eclipse 中的每樣東西都是插件，對于給 Eclipse 提供插件，以及給用戶提供一致和統(tǒng)一的集成開發(fā)環(huán)境而言，所有工具開發(fā)人員都具有同等的發(fā)揮場所。 這種平等和一致性并不僅限于 Java 開發(fā)工具。盡管 Eclipse 是使用 Java 語言開發(fā)的，但它的用途并不限于 Java 語言，例如，支持諸如 C/C++、 COBOL 和 Eiffel 等編程語言的插件已經(jīng)可用或將來會推出。 Eclipse 框架還可用來作為與軟件開發(fā)無關的其他應用程序類型的基礎。 Eclipse 最初由 OTI 和 IBM 兩家公司的 IDE 產(chǎn)品開發(fā)組創(chuàng)建，起始于 1999 年4 月。 IBM 提供了最初的 Eclipse 代碼基礎，包括 Platform、 JDT 和 PDE[12]。目前由 IBM 牽頭，圍繞著 Eclipse 項目已經(jīng)發(fā)展成為了一個龐大的 Eclipse 聯(lián)盟，有 150多家軟件公司參與到 Eclipse 項目中，其中包括 Borland、 Rational Software、 Red Hat及 Sybase 等。 由于其開放源碼，任何人都可以免費得到，并可以在此基礎上開發(fā)各自的插件，因此越來越受人們關注。近期，還有包括 Oracle 在內的許多大公司也紛紛加 第 4 頁 共 30 頁 入了該項目，并宣稱 Eclipse 將來能成為可進行任何語言開發(fā)的 IDE 集大成者，使用者只需下載各種語言的插件即可。 GUI技術簡介 圖形用戶界面（ Graphical User Interface，簡稱 GUI，又稱圖形用戶接口）是指采用圖形方式顯示的計算機操作用戶界面。 Java 的圖形用戶界面由各種組件（ ponent）構成，在 包和 包中定義了多種用于創(chuàng)建圖形界面的組件類。 GUI 是一種結合計算機科學、美學、 心理學 、行為學，及各商業(yè)領域需求分析的人機系統(tǒng)工程，強調人 — 機 — 環(huán)境三者作為一個系統(tǒng)進行總體設計。這種面向客戶的系統(tǒng)工程設 計其目的是優(yōu)化產(chǎn)品的性能，使操作更人性化，減輕使用者的認知負擔，使其更適合用戶的操作需求，直接提升產(chǎn)品的 市場競爭力。 GUI 即人機交互圖形化用戶界面設計。縱觀國際相關產(chǎn)業(yè)在圖形化用戶界面設計方面的發(fā)展現(xiàn)狀，許多國際知名公司早已意識到 GUI 在產(chǎn)品方面產(chǎn)生的強大增值功能，以及帶動的巨大市場價值，因此在公司內部設立了相關部門專門從事 GUI 的研究與設計，同業(yè)間也成立了若干機構，以互相交流 GUI 設計理論與經(jīng)驗為目的。隨著中國 IT 產(chǎn)業(yè)，移動通訊產(chǎn)業(yè)，家電產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，在產(chǎn)品的人機交互界面設計水平發(fā)展上日顯滯后，這對于提高產(chǎn)業(yè)綜合素質，提升與國際同等業(yè)者的競爭能力等等方面無疑起了制約的作用。 GUI 的廣泛應用是當今計算機發(fā)展的重大成就之一，他極大地方便了非專業(yè)用戶的使用。人們從此不再需要死記硬背大量的命令，取而代之的是可以通過窗口、菜單、按鍵等方式來方便地進行操作。而 嵌入式 GUI 具有下面幾個方面的基本要求：輕型、占用資源少、高性能、高可靠性、便于移植、可配置等特點。 本章小結 本章介紹了 Java 語言的特點、本程序的開發(fā)環(huán)境及其相關的開發(fā)工具的原理和使用。 第 5 頁 共 30 頁 3 系統(tǒng)設計及相關的技術 系統(tǒng)可行性分析 技術可行性 本系統(tǒng)采用 Java 語言編寫，它是一種簡單的，面向對象的編程語言，具有多線程，分布式，跨平臺等特性。它有自己的安全機制，并且移植性很好。 Java 語言對開發(fā)網(wǎng)絡產(chǎn)品有其獨特的優(yōu)勢，本系統(tǒng)開發(fā)過程是利用 Java 編程語言和 Eclipse 集成開發(fā)環(huán)境配合使用來實現(xiàn)的。界面主要是通過使用 GUI 的知識，核心功能主要運用了 Java 的基本知識，其中涉及到了線程方面的知識。 另外，此系統(tǒng)對開發(fā)環(huán)境的要求，都是大部分 Java程序員進行軟件開發(fā)使用的開發(fā)環(huán)境，所以技術方面也是可行的。 經(jīng)濟可行性 本設計的開發(fā)是基于 和 Eclipse 的，因為他們都是免費且開源的軟件，只需要下載安裝即可，使用的圖片素材和音效素材都是網(wǎng)上共享的資源，該系統(tǒng)對操作環(huán)境沒有太多要求，系統(tǒng)的開發(fā)不需要很強的經(jīng)濟支持，無需要投入太多的 人力、物力，從而開發(fā)所需要的資金投入也不會很大，所以實現(xiàn)此需求的成本可以忽略不計。 操作可行性 本設計是一個大家都熟悉的游戲，模擬了坦克大戰(zhàn)的常用功能，加入敵我雙方坦克，加入子彈并可以打出子彈，產(chǎn)生爆炸效果等一系列功能，并且加入了自己的獨特元素 — 涂鴉風格，坦克大戰(zhàn)的操作容易，玩家不需要了解復雜的操作流程，只要有一臺電腦，可以不用網(wǎng)絡，用戶就可以體驗此款游戲，使得其適合用戶體驗，成為一款老少皆宜的游戲。 系統(tǒng)需求分析 單機模式下實現(xiàn)的功能 (1)玩家可以通過鍵盤控 制坦克的移動，并可以通過按鍵發(fā)射炮彈，包括普通炮彈和超級炮彈； (2)敵人坦克能夠自由移動和射擊； (4)能產(chǎn)生爆炸效果； (5)有聲音效果； (6)有些小道具，如血瓶，通過它可以增加血條； 第 6 頁 共 30 頁 (7)游戲的開始界面，菜單界面，游戲界面以及游戲結束界面要美觀友好。 (8)能保存玩家的游戲數(shù)據(jù)； (9)玩家可以查看排行榜信息； 用況建模 游戲中敵我雙方坦克都可以完成射擊動作，并且都可以移動，自己的坦克是通過鍵盤的方向鍵控制坦克的運動，敵人的坦克是隨機運動的。屏幕上的敵方坦克數(shù)量較多，所以需要為敵方的 每一輛坦克開辟一個獨立的線程，以便使其獨立運行。 Java 的多線程能力實現(xiàn)這樣的游戲成為了可能。此游戲的用例圖如圖 所示： 圖 游戲用例圖 程序運行流程 程序中炮彈的運行流程 炮彈是一個單獨的類，它擁有一個很重要的變量 isGood，它標識了該子彈是我方的還是敵方的，這樣可以控制子彈在脫離了坦克后的運行狀態(tài)中的行為。擊中墻時，子彈的生命 就結束，不再繼續(xù)畫。如果沒有擊中物體，就繼續(xù)監(jiān)測是否擊中了坦克，這根據(jù)子彈的來源分為兩種情況，來自我方時，監(jiān)測是否與敵人進行了碰撞，發(fā)生碰撞時，將敵人從 list 中移走，并置為空，將產(chǎn)生爆炸效果，敵人添加障礙物 移動 射擊 我方坦克射擊 敵方坦克射擊 敵方坦克 我方坦克 第 7 頁 共 30 頁 數(shù)量減少一個。如果來自敵人的子彈，將監(jiān)測是否與我方坦克碰撞，如果碰撞，就生命值減少百分之二十。子彈的功能流程圖如 所示： 圖 子彈運行流程圖 程序中小道具的運行流程 游戲中設置了獎勵道具，當 count 值為 100 時，就會在屏幕上隨機出現(xiàn)一個獎勵道具，每個道具都會有自己的生命值，定義道具的生命值 life 為 100，從道具出擊中墻壁子彈消失 開始 開始 是否出界 擊中物體 玩家子彈 擊中敵人 敵人子彈 擊中玩家 N Y Y N Y 消除敵人 N N 消除玩家 Y Y N 第 8 頁 共 30 頁 現(xiàn)開始，道具的 life 就做自減操作，當 life 的