【正文】 畢業(yè)設計（論文）開題報告（含文獻綜述、外文翻譯）題 目 基于Android手機平臺的吃豆人游戲設計與開發(fā) 姓 名 學 號 30701395 二○一○年 十二 月 二十五 日畢業(yè)設計（論文）開 題 報 告（包括選題的意義、可行性分析、研究的內(nèi)容、研究方法、擬解決的關鍵問題、預期結果、研究進度計劃等）浙江大學城市學院畢業(yè)論文 開題報告1. 選題的背景和意義 選題的背景目前隨著移動設備越來越普及以及移動設備的硬件的提升，移動設備的功能越來越完善，移動設備的系統(tǒng)平臺也日漸火熱起來。目前國內(nèi)最常見的移動開發(fā)平臺有Symbian，iPhone，Windows Phone以及當下正在逐步興起的Android。目前為止國內(nèi)已經(jīng)有很多Android系統(tǒng)的用戶。截止2010年第二季度Android系統(tǒng)的國內(nèi)市場占有率已經(jīng)過10%，在西歐以及北美智能手機市場占有率也在20%左右?？梢夾ndroid系統(tǒng)正在崛起之中。但是對于Android系統(tǒng)的應用和開發(fā)在國內(nèi)仍然屬于起步和探索階段。急需要大量的相關技術和人員的投入。 下面首先介紹一下Android系統(tǒng)。Android是基于Linux內(nèi)核的軟件平臺和操作系統(tǒng)，是Google在2007年11月5日公布的手機系統(tǒng)平臺，早期由Google開發(fā)，后由（Open Handset Alliance）開發(fā)。它采用了軟件堆層（Software stack，又名以軟件疊層）的架構，主要分為三部分。低層以Linux核心工作為基礎，只提供基本功能；其他的應用軟件則由各公司自行開發(fā)，以Java作為編寫程式的一部分。在學院和老師的支持和幫助下，我所在的手機開放實驗室在2009年底就開始對Android系統(tǒng)進行深入細致的研究。在國內(nèi)Android相關領域?qū)儆谳^早研究的一批，經(jīng)過老師和同學一年多的努力，在這個方面也積累了一定的知識和技能。所以希望通過這篇論文的研究，展示我這一年多來學習與實踐的成果，希望給本科四年的學習交上一份圓滿的答卷。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 國內(nèi)外手機系統(tǒng)現(xiàn)狀目前國外各軟硬件廠商已經(jīng)推出過多款手機操作系統(tǒng)。下面簡單介紹一下現(xiàn)主流手機操作系統(tǒng)。 現(xiàn)階段使用較廣泛大家也相對熟悉的手機操作系統(tǒng)是由諾基亞公司主導推出的Symbian 操作系統(tǒng)。Symbian是為手機而設計的操作系統(tǒng)，它是一個實時性，多任務的純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?，F(xiàn)在流行的Symbian系統(tǒng)有以下四個版本，分別為SS60(第二版）、S60（第三版）、S60（第五版）。S60（第五版）為觸摸屏手機版本。iOS是由蘋果公司為iPhone開發(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為基礎的。iOS的系統(tǒng)架構分為四個層次：核心操作系統(tǒng)層（the Core OS layer），核心服務層（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的存儲器空間Windows Mobile 系列操作系統(tǒng)是從微軟計算機的Windows操作系統(tǒng)演化而來的。Windows Mobile系列操作系統(tǒng)功能強大，而且支持該操作系統(tǒng)的智能手機大多數(shù)都采用了英特爾嵌入式處理器，主頻比較高，在其它硬件配置(如內(nèi)存、儲存卡容量等)上也比采用其它操作系統(tǒng)的智能手機要高出許多，因此性能比較強勁，速度比較快。PalmOS屬于Palm公司開發(fā)，是一種32位的嵌入式操作系統(tǒng)，是一套專門為掌上電腦編寫的操作系統(tǒng)，是一種輕量級、比較開放的操作系統(tǒng)，占用的內(nèi)存非常小?，F(xiàn)在多用Paml公司生產(chǎn)的手機上。該系統(tǒng)允許用戶在其基礎上編寫和修改相關軟件，使支持的應用程序更加豐富多彩。Palm系統(tǒng)與其他手機系統(tǒng)相比在其它方面也還存在一些不足，如Palm操作系統(tǒng)本身不具有錄音、MP3播放功能等，但是可以通過加入第三方軟件或硬件設備來實現(xiàn)。相對國外手機系統(tǒng)百花齊放的局面，國內(nèi)手機操作系統(tǒng)則處于剛起步的階段。目前國內(nèi)還沒有自主研發(fā)并商品化的手機操作系統(tǒng)。當然近些年來國內(nèi)企業(yè)和我國政府在這方也投入了大量的人力和物力。同時也取得了一定成果。在2009年8月，由中國移動所主導開發(fā)OPhone平臺面世。OPhone平臺采用開源的Linux作為系統(tǒng)內(nèi)核，借鑒并兼容Android平臺，集成靈活高效的Java應用框架，充分借鑒當下主流手機操作系統(tǒng)所具有的良好用戶體驗，提供了一套完整的電話解決方案和各類移動數(shù)據(jù)業(yè)務解決方案。 國內(nèi)外手機應用現(xiàn)狀隨著3G在中國的全面啟動，它所帶來的巨大機遇和新生力量，大規(guī)模的網(wǎng)絡建設正不斷深入展開。但不可否認的是我國在通信領域中相比許多發(fā)達國家仍然存在著不小的差距，就在國人還在為EDGE這種傳輸速度僅能達到384KB/，傳輸速度更可達到驚人的數(shù)兆每秒，而基于其上所開發(fā)的延伸功能更是數(shù)不勝數(shù)，所以國內(nèi)外手機應用也存在的較大的差異。但國內(nèi)外對手機應用的需求方向是大致相似的，主要集中在信息服務，娛樂，學習這些方面。目前國內(nèi)外手機應用服務方向主要有基于地理位置的信息服務（Location Based Service LBS）它是通過電信移動運營商的無線電通訊網(wǎng)絡(如GSM網(wǎng)、CDMA網(wǎng))或外部定位方式(如GPS)獲取移動終端用戶的位置信息(地理坐標，或大地坐標)，在GIS(Geographic Information System，地理信息系統(tǒng))平臺的支持下，為用戶提供相應服務的一種增值業(yè)務。例如手機定位，導航服務。近年來十分熱門的網(wǎng)絡社交服務（Social Networking Services）也已進入到手機客戶端領域。例如國內(nèi)有名的社交網(wǎng)站人人網(wǎng)已經(jīng)針對Iphone，android，塞班等手機平臺推出了手機客戶端。國外最大的社交Fackbook也已經(jīng)傳出正在進行針對手機的產(chǎn)品的研發(fā)。Twiter,Myspace等國外知名社交類網(wǎng)站都已經(jīng)推出手機版。國內(nèi)淘寶網(wǎng)旗下口碑網(wǎng)在今年也已經(jīng)推出針對多個手機平臺的客戶端程序。MSN，等即時通信類的應用也已經(jīng)在各個主流手機平臺推出。 手機辦公類軟件在手機上也正日趨完善，在手機上編輯查看各類文檔已經(jīng)實現(xiàn)，在android平臺上的QuickOffice就是這樣的軟件。在Google Market（一個谷歌針對android系統(tǒng)用戶所開發(fā)的應用商場）上已經(jīng)有過萬的企業(yè)應用辦公套件。手機娛樂游戲類應用，該類應用作為傳統(tǒng)類手機應用，在各個平臺上發(fā)展已近相對完善，手機上對各種流媒體的播放也已完美的支持。各類傳統(tǒng)PC游戲廠商進入手機領域。 發(fā)展趨勢隨著3G應用的不斷開發(fā)推廣，用戶會越來越需要更加個性化、優(yōu)質(zhì)化的多媒體數(shù)據(jù)服務，用戶希望能夠隨時、隨地無縫利用3G網(wǎng)絡進行辦公、網(wǎng)上交易、游戲娛樂、欣賞影視節(jié)目、收聽和下載音樂等。根據(jù)觀察，在不久的將來，移動手機終端將會在以下若干方面具有新的發(fā)展。首先，提供智能提醒服務，手機能夠與用戶實現(xiàn)密切配合，并監(jiān)控用戶的個性化設置（保持在本地或者云端），當重要時間點或關鍵事物需要用戶注意時，手機會向用戶發(fā)出“提醒”服務，服務包括日程提醒、交通狀況、最佳行車路線、最佳泊位、優(yōu)惠活動、實時新聞、體育賽事、天氣情況、股市行情、好友活動、親友生日等。其次，提供虛擬現(xiàn)實體驗，手機可以借助傳感器、周邊設備了解到您的身邊環(huán)境，并根據(jù)收集到的信息，智能的為您提供有用的信息，如在網(wǎng)絡世界養(yǎng)的寵物，可以借助音頻設備表達叫聲，借助馬達和位置傳感器等傳遞其跳、躍等行為信息；也可以在用戶購物時，提供相關的同類產(chǎn)品價格參考，提醒用戶附近的那個賣場更物美價廉；根據(jù)實際場景，為用戶及時提供正在操控的產(chǎn)品的使用方法提醒。接著，發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢，借助無處不在的傳感器，可以感知并分享到周圍世界的海量信息，這些信息將在“云端”得到整合，幫助用戶及時、準確的獲得氣息信息、交通路況。另外借助物聯(lián)網(wǎng)，用戶間可以方便、快速的分享資源，協(xié)助和交互。如進行端到端的多人游戲、照片分享、書籍分享、音樂分享等。然后，作為經(jīng)濟工具，在交通或者信息不發(fā)達的情況下，幫助用戶找到最佳的市場，獲得有價值的幫助信息，幫助用戶從事的經(jīng)濟活動的收益率。最后，更加智能、安全的設備，隨著智能手機的不斷普及和更加智能，手機軟件的更新、升級將會變得越發(fā)簡單，并會為用戶提供工具或信息，讓用戶有能力和權力決策那些內(nèi)容可以瀏覽、下載或分享。在安全性上也將更加出色，能夠十分有效的幫助用戶進行獲取到的內(nèi)容的管理，保護用戶的個人隱私和基于手機的金融活動如電子錢包、在線支付、在線貿(mào)易等。 2．研究的基本內(nèi)容根據(jù)近一年來的學習Android平臺游戲動畫的經(jīng)驗，結合現(xiàn)在已有技術，基于游戲動畫設計的基本原理。設計一個基于Android平臺的吃豆人的游戲應用。主要包含游戲的關卡切換，游戲動畫的實現(xiàn)，基于圖形的碰撞檢測，游戲數(shù)據(jù)在手機系統(tǒng)和網(wǎng)絡上存儲和人工智能的實現(xiàn)。 基本框架首先基于Android平臺特性，把本應用主要劃分為五大模塊分別為：程序控制界面、數(shù)據(jù)持久化模塊，網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸模塊，游戲邏輯模塊，游戲音效模塊。程序體系結構如下圖所示： 吃豆人程序體系結構圖本程序主要通過程序控制界面和用戶進行交互， 用戶通過該界面上的相應選項進行游戲，控制怪物進行游戲，提交游戲積分，存儲游戲積分，播放游戲音樂等各項功能。程序控制界面同時也負責各模塊間數(shù)據(jù)的傳輸。 游戲邏輯模塊主要功能是負責游戲畫面的繪制，游戲中敵對怪物人工智能的實現(xiàn)，以及用戶輸入的控制的響應（如鍵盤，導航鍵和屏幕輸入）。下圖是游戲邏輯塊的體系結構,游戲邏輯模塊主要分為人工智能、游戲繪圖引擎和人機交互控制。 數(shù)據(jù)持久化模塊主要負責游戲中所產(chǎn)生的內(nèi)存數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)化成可存儲的XML數(shù)據(jù)。該模塊包含XML數(shù)據(jù)結構定義、XML生成和XML數(shù)據(jù)解析。具體結構如下圖所示：網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸模塊主要功能為提交用戶游戲評分至網(wǎng)絡服務器中。游戲音效模塊提供游戲音樂的播放和關閉的功能，其向主控制界面暴露開啟和關閉音樂的接口。 研究的重點和難點重點（1）基于Android游戲動畫的實現(xiàn)（2）游戲地圖的數(shù)據(jù)結構的生成。（3）游戲動畫中的碰撞檢測問題。（4）Android系統(tǒng)網(wǎng)絡通信協(xié)議以及數(shù)據(jù)交互方法。（5）Android系統(tǒng)數(shù)據(jù)存儲方式。（6）人機交互界面的友好性。難點 （1）多線程程序編寫的安全性問題。（2）Android 系統(tǒng)的Dalvik虛擬機垃圾回收問題的處理。（3）基本Android吃豆人應用的人工智能算法的實現(xiàn)。（4）游戲中多線程通信的問題。 擬解決的關鍵問題關于android游戲動畫的實現(xiàn)上，實現(xiàn)一個相對簡單高效的游戲引擎，或者從其他手機平臺移植相對較為成熟的游戲動畫引擎。了解Android 系統(tǒng)的Dalvik虛擬機工作機制，解決由于虛擬機系統(tǒng)在垃圾回收時所造成的占用系統(tǒng)資源較大的問題。解決游戲人工智能的解決方案，查找A*，遺傳算法等算法在本應用中實現(xiàn)的可能性。3．研究的方法及措施利用網(wǎng)絡查閱國內(nèi)外相關資料，利用數(shù)據(jù)庫資源瀏覽大量的期刊與文獻，進行分析與研究。深入國內(nèi)外android系統(tǒng)開發(fā)者社區(qū)，與一線開發(fā)者進行交流，獲取更多信息與技術。 應用擬采用Java實現(xiàn)，模塊化結構，獨立開發(fā)各個功能模塊，盡量降低各模塊之間的耦合，在各個功能模塊實現(xiàn)的基礎上構建靈活方便的UI界面。 4．預期研究成果完成畢業(yè)論文和畢業(yè)設計以及畢業(yè)答辯。開發(fā)游戲能發(fā)布到國內(nèi)外公共android應用平臺上，例如移動的MM市場和谷歌的電子市場。為本應用申請軟件著作權。5．研究工作進度計劃2010年第7學期 第69周 查閱文獻和外文翻譯 第1012周 撰寫文獻綜述第1215周 撰寫開題報告，完成開題報告答辯第1519周 程序設計與開發(fā)2011年第8學期 第17周 程序設計與開發(fā)第910周 撰寫畢業(yè)論文第11周 修改論文第12周 論文答辯畢業(yè)設計（論文）文 獻 綜 述（包括國內(nèi)外現(xiàn)狀、研究方向、進展情況、存在問題、參考依據(jù)等）浙江大學城市學院畢業(yè)論文 文獻綜述Android手機系統(tǒng)及應用研究現(xiàn)狀1. 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀目前隨著移動設備越來越普及以及移動設備的硬件的提升，移動設備的功能越來越完善，移動設備的系統(tǒng)平臺也日漸火熱起來。目前國內(nèi)最常見的移動開發(fā)平臺有Symbian，iPhone，Windows Phone以及當下正在逐步興起的Android。目前為止國內(nèi)已經(jīng)有很多Android系統(tǒng)的用戶。截止2010年第二季度Android系統(tǒng)的國內(nèi)市場占有率已經(jīng)過10%，在西歐以及北美智能手機市場占有率也在20%左右?？梢夾ndroid系統(tǒng)正在崛起之中。但是對于Android系統(tǒng)的應用和開發(fā)在國內(nèi)屬于起步和探索階段?，F(xiàn)階段雖然已經(jīng)有較多人關注，但任然急需要大量的相關技術和人員的投入。 國內(nèi)外手機系統(tǒng)現(xiàn)狀目前國外各軟硬件廠商已經(jīng)推出過多款手機操作系統(tǒng)。下面簡單介紹一下現(xiàn)主流手機操作系統(tǒng)。 現(xiàn)階段使用較廣泛大家也相對熟悉的手機操作系統(tǒng)是由諾基亞公司主導推出的Symbian 操作系統(tǒng)。Symbian是為手機而設計的操作系統(tǒng)，它是一個實時性，多任務的純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。現(xiàn)在流行的Symbian系統(tǒng)有以下四個版本，分別為SS60(第二版）、S60（第三版）、S60（第五版）。S60（第五版）為觸摸屏手機版本。Android系統(tǒng)是Google于2007年11月5日宣布的推出的基于Linux平臺的開源手機操作系統(tǒng)，