【正文】 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(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)與開發(fā) 姓 名 學(xué) 號(hào) 二○一○年 十二 月 二十五 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 開 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 開題報(bào)告 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)備的功能越來越完善 ， 移動(dòng)設(shè)備的系統(tǒng)平臺(tái)也日漸火熱起來。目前國內(nèi)最常見的移動(dòng)開發(fā)平臺(tái)有 Symbian， iPhone， Windows Phone 以及當(dāng)下正在逐步興起的 Android。目前為止國內(nèi)已經(jīng)有很多 Android 系統(tǒng)的用戶 。 截止 2020 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(jī)市場占有率也在 20%左右?？梢?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(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 2020 年 11 月 5 日公布的手機(jī)系統(tǒng)平臺(tái)，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(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發(fā)，以 Java 作為編寫程式的一部分。 在學(xué)院 和老師的支持和幫助下，我所在的手機(jī)開放實(shí)驗(yàn)室在 2020 年底就開始對(duì) Android 系統(tǒng)進(jìn)行深入細(xì)致的研究。在國內(nèi) Android 相關(guān)領(lǐng)域?qū)儆谳^早研究的一批，經(jīng)過老師和同學(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。所以希望通過這篇論文的研究，展示我這一年多來學(xué)習(xí)與實(shí)踐的成果，希望給本科四年的學(xué)習(xí)交上一份圓滿的答卷。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 國內(nèi)外手機(jī)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(jī)操作系統(tǒng)。下面簡單介紹一下現(xiàn)主流手機(jī)操作系統(tǒng)。 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)浙江大學(xué)城市學(xué)院畢業(yè)論文 開題報(bào)告 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)。 現(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 。 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(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 Windows Mobile 系列操作系統(tǒng)是從微軟計(jì)算機(jī)的 Windows 操作系統(tǒng)演化而來的。 Windows Mobile 系列操作系統(tǒng)功能強(qiáng)大，而且支持該操作系統(tǒng)的智能手機(jī)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(chǔ)存卡 容量等 )上也比采用其它操作系統(tǒng)的智能手機(jī)要高出許多，因此性能比較強(qiáng)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(jí)、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(jī)上。該系統(tǒng)允許用戶在其基礎(chǔ)上編寫和修改相關(guān)軟件，使支持的應(yīng)用程序更加豐富多彩。 Palm 系統(tǒng)與其他手機(jī)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(shè)備來實(shí)現(xiàn)。 相對(duì)國外手機(jī) 系統(tǒng)百花齊放的局面，國內(nèi)手機(jī)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(jī)操作系統(tǒng)。當(dāng)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(shí)也取得了一定成果。 在 2020 年 8 月，由中國移動(dòng)所主導(dǎo)開發(fā) OPhone 平臺(tái) 面世。 OPhone 平臺(tái)采用開源的 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 。 國內(nèi)外手機(jī)應(yīng)用現(xiàn)狀 隨著 3G 在 中國的全面啟動(dòng)，它所帶來的巨大機(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。但不可否認(rèn)的是我國在通信領(lǐng)域中相比許多發(fā)達(dá)國家仍然浙江大學(xué)城市學(xué)院畢業(yè)論文 開題報(bào)告 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(dá)到 384KB/秒的 過渡技術(shù)而欣喜的時(shí)候，國外早已開始試行 HSDPA 這種 技術(shù)，傳輸速度更可達(dá)到驚人的數(shù)兆每秒，而基于其上所開發(fā)的延伸功能更是數(shù)不勝數(shù)，所以國內(nèi)外手機(jī)應(yīng)用也存在的較大的差異。但國內(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，學(xué)習(xí)這些方面。 目前國內(nèi)外手機(jī)應(yīng)用服務(wù)方向主要有基于地 理位置的信息服務(wù)（ Location Based Service LBS） 它是通過電信移動(dòng)運(yùn)營商的無線電通訊網(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)。 近年來十分熱門的網(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 等國外知名社交類網(wǎng)站都已經(jīng)推出手機(jī)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(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)用戶所開發(fā)的應(yīng)用商場）上已經(jīng)有過萬的企業(yè)應(yīng)用辦公套件。 手機(jī)娛樂游戲類應(yīng)用，該類應(yīng)用作為傳統(tǒng)類手機(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 游戲廠商進(jìn)入手機(jī)領(lǐng)域。 發(fā)展趨勢 隨著 3G 應(yīng)用的不斷開發(fā)推廣，用戶會(huì)越來越需要更加個(gè)性化、優(yōu)質(zhì)化的多媒體數(shù)據(jù)服務(wù)，用戶希望能夠隨時(shí)、隨地?zé)o縫利用 3G 網(wǎng)絡(luò)進(jìn)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(dòng) 手機(jī) 終端將會(huì)在以下若干方面具有新的發(fā)展。 首先，提供智能提醒服 務(wù)，手機(jī)能夠與用戶實(shí)現(xiàn)密切配合，并監(jiān)控用戶的個(gè)浙江大學(xué)城市學(xué)院畢業(yè)論文 開題報(bào)告 性化設(shè)置（保持在本地或者云端），當(dāng)重要時(shí)間點(diǎn)或關(guān)鍵事物需要用戶注意時(shí)，手機(jī)會(huì)向用戶發(fā)出 “提醒 ”服務(wù)，服務(wù)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(dòng)、實(shí)時(shí)新聞、體育賽事、天氣情況、股市行情、好友活動(dòng)、親友生日等。 其次，提供虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)，手機(jī)可以借助傳感器、周邊設(shè)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(luò)世界養(yǎng)的寵物，可以借助音頻設(shè)備表達(dá)叫聲，借助馬達(dá)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(shí)，提供相關(guān) 的同類產(chǎn)品價(jià)格參考，提醒用戶附近的那個(gè)賣場更物美價(jià)廉；根據(jù)實(shí)際場景，為用戶及時(shí)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(shí)、準(zhǔn)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(jìn)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(jì)工具，在交通或者信息不發(fā)達(dá)的情況下，幫助用戶找到最佳的市場，獲得有價(jià)值的幫助信息，幫助用戶從事的經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的收益 率。 最后，更加智能、安全的設(shè)備，隨著智能手機(jī)的不斷普及和更加智能，手機(jī)軟件的更新、升級(jí)將會(huì)變得越發(fā)簡單，并會(huì)為用戶提供工具或信息，讓用戶有能力和權(quán)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(jìn)行獲取到的內(nèi)容的管理，保護(hù)用戶的個(gè)人隱私和基于手機(jī)的金融活動(dòng)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(xué)習(xí) Android 平臺(tái)游戲動(dòng)畫的經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合現(xiàn)在已有技術(shù)，基于游戲動(dòng)畫設(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。主要包含游戲的 關(guān)卡切換，游戲動(dòng)畫的實(shí)現(xiàn)，基于圖形的碰撞檢測，游戲數(shù)據(jù)在手機(jī)系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)上存儲(chǔ)和人工智能的實(shí)現(xiàn)。 浙江大學(xué)城市學(xué)院畢業(yè)論文 開題報(bào)告 基本框架 首先基于 Android 平臺(tái)特性，把本應(yīng)用主要?jiǎng)澐譃?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(luò)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(jié)構(gòu)如下圖所示： 圖 吃豆人程序體系結(jié)構(gòu)圖 本程序 主要通過程序控制界面和用戶進(jìn)行交互， 用戶通過該界面上的相應(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，播放游戲音樂等各項(xiàng)功能。程序控制界面同時(shí)也負(fù)責(zé)各模塊間數(shù)據(jù)的傳輸。 游戲邏輯模塊主要功能是負(fù)責(zé)游戲畫面的繪制，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）。 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。 浙江大學(xué)城市學(xué)院畢業(yè)論文 開題報(bào)告 圖 吃豆人程序體系結(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。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。 游戲音效模塊提供游戲音樂的播放和關(guān)閉的功能，其向主控制界面暴露開啟和關(guān)閉音樂的接口。 研究的重點(diǎn)和難點(diǎn) 重點(diǎn) （ 1）基于 Android 游戲動(dòng)畫的實(shí)現(xiàn) （ 2）游戲地圖的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的生成。 （ 3）游戲動(dòng)畫中的碰撞檢測問題。 （ 4） Android 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)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(chǔ)方式。 （ 6）人機(jī)交互界面的友好性。 難點(diǎn) （ 1）多線程程序編寫的安全性問題。 浙江大學(xué)城市學(xué)院畢業(yè)論文 開題報(bào)告 （ 2） Android 系統(tǒng)的 Dalvik 虛擬機(jī) 垃圾回收問 題的處理。 （ 3）基本 Android 吃豆人應(yīng)用的人工智能算法的實(shí)現(xiàn)。 （ 4）游戲中多線程通信的問題。 擬解決的關(guān)鍵問題 關(guān)于 android 游戲動(dòng)畫的實(shí)現(xiàn)上，實(shí)現(xiàn)一個(gè)相對(duì)簡單高效的游戲引擎，或者從其他手機(jī)平臺(tái)移植相對(duì)較為成熟的游戲動(dòng)畫引擎。 了解 Android 系統(tǒng)的 Dalvik 虛擬機(jī) 工作機(jī)制，解決由于虛擬機(jī)系統(tǒng)在垃圾回收時(shí)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(yīng)用中實(shí)現(xiàn)的可能性。 3． 研究的方法及措施 利用網(wǎng)絡(luò)查閱國內(nèi)外相關(guān)資料，利用數(shù)據(jù)庫資源瀏覽 大量的期刊與文獻(xiàn)，進(jìn)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(jìn)行交流，獲取更多信息與技術(shù)。 應(yīng)用擬采用 Java 實(shí)現(xiàn)，模塊化結(jié)構(gòu)，獨(dú)立開發(fā)各個(gè)功能模塊，盡量降低各模塊之間的耦合，在各個(gè)功能模塊實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)上構(gòu)建靈活方便的 UI 界面。 4． 預(yù)期研究成果 完成畢業(yè)論文和畢業(yè)設(shè)計(jì)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(yīng)用平臺(tái)上，例如移動(dòng)的 MM 市場和谷歌的電子市場。 為本應(yīng)用申請(qǐng)軟件著作權(quán)。 5． 研究工作進(jìn)度計(jì)劃 2020 年第 7 學(xué)期 浙江大學(xué)城市學(xué)院