【正文】 中南林業(yè)科技大學(xué)本科畢業(yè) 設(shè)計(jì) 俄羅斯方塊游戲程序設(shè)計(jì) 第 1 頁 1 緒論 游戲是人們活動中一項(xiàng)非常重要的內(nèi)容，有人認(rèn)為如果哪一天人類對所有的游戲都失去興趣，恐怕世界的末日就要到了。電腦對游戲的貢獻(xiàn)有目共睹，現(xiàn)在摸過電腦的人很少有沒玩過電腦游戲的，喜歡游戲的人也很少有不玩電腦的。 隨著越來越多的人接觸計(jì)算機(jī)開始，人們對游戲的要求也越來越高，網(wǎng)絡(luò)游戲占據(jù)著計(jì)算機(jī)游戲非常大的市場，但是很多人同時(shí)也特別喜歡玩單機(jī)游戲，單機(jī)游戲 (ConsoleGame),指僅使用一臺計(jì)算機(jī)或者其它游戲平臺就可以獨(dú)立運(yùn)行的電子游戲。區(qū)別于網(wǎng)絡(luò)游戲，它不需要專門的服務(wù)器便可以正常運(yùn) 轉(zhuǎn)游戲，部分也可以通過局域網(wǎng)或者戰(zhàn)網(wǎng)進(jìn)行多人對戰(zhàn)。游戲玩家不連入互聯(lián)網(wǎng)即可在自己的電腦上玩的游戲，模式多為人機(jī)對戰(zhàn)。為其不能連入互聯(lián)網(wǎng)而互動性稍顯差了一些，但以通過局域網(wǎng)的連接進(jìn)行多人對戰(zhàn)，而不需要專門服務(wù)器也可以正常運(yùn)行的游戲。所以一個(gè)好的單機(jī)游戲會受到世界上非常多人的追捧。 俄羅斯方塊游戲是一款風(fēng)靡全球的電視游戲機(jī)和掌上游戲機(jī)游戲，目前在 游戲和很多的游戲平臺上都能見到俄羅斯方塊的身影 。這款游戲最初是由蘇聯(lián)的游戲制作人 Alex Pajitnov制作的，它看似簡單但卻變化無窮，令人上癮。相信大多 數(shù)用戶都還記得為它癡迷得茶不思飯不想的那個(gè)俄羅斯方塊時(shí)代。究其歷史，俄羅斯方塊最早還是出現(xiàn)在 PC機(jī)上，而我國的用戶都是通過紅白機(jī)了解、喜歡上它的。現(xiàn)在聯(lián)眾又將重新掀起這股讓人沉迷的俄羅斯方塊風(fēng)潮。對一般用戶來說，它的規(guī)則簡單，容易上手，且游戲過程變化無窮，而在 聯(lián)眾俄羅斯方塊 中，更有一些聯(lián)眾網(wǎng)絡(luò)游戲所獨(dú)有的魅力――有單機(jī)作戰(zhàn)與兩人在線對戰(zhàn)兩種模式，用戶可任選一種進(jìn)行游戲。網(wǎng)絡(luò)模式還增加了積分制，使用戶既能感受到游戲中的樂趣，也給用戶提供了一個(gè)展現(xiàn)自己高超技藝的場所。 而它曾經(jīng)造成的轟動與造成的經(jīng)濟(jì)價(jià)值可以說 是游戲史上的一件大事。無可爭議 ,《俄羅斯方塊》是有史以來最偉大的游戲之一 ?它是永恒的娛樂經(jīng)典 ,但它實(shí)際上又和那些傳統(tǒng)的經(jīng)典娛樂方式不同 ,因?yàn)樗谋举|(zhì)是電子化的 ,所以它的確屬于現(xiàn)代產(chǎn)物 ?《俄羅斯方塊》舉世聞名的游戲性 ,在該游戲新鮮出爐時(shí)就顯得非常直觀 ?某些與墜落的玩具碎片和它們的形狀有關(guān)的東西 ,使得哪怕新手也會很自然地企圖把它們排列起來 ,并加以適當(dāng)組合 ,就好似《俄羅斯方塊》觸動了我們某些內(nèi)在的感官 ,使中南林業(yè)科技大學(xué)本科畢業(yè) 設(shè)計(jì) 俄羅斯方塊游戲程序設(shè)計(jì) 第 頁 2 得哪怕是我們當(dāng)中最雜亂無章的人也要把事情整理妥當(dāng)。 電子游戲及其分類 電子游戲，也就是運(yùn)行在家 用電腦、家用電子游戲機(jī)或是掌中寶游戲機(jī)及街機(jī)上的電子游戲程序。電子游戲是一種結(jié)合劇情故事、美術(shù)、音樂、動畫、程序等技術(shù)于一身的互動型娛樂軟件，涉及到多個(gè)行業(yè)。 從電子游戲的分類來看，有著多種分類方式。傳統(tǒng)的游戲分類是按照游戲類型，將其分為即時(shí)戰(zhàn)略游戲、第一人稱射擊游戲、角色扮演游戲、策略型游戲等類別。根據(jù)游戲運(yùn)行平臺的不同，可將電子游戲分為游戲機(jī)游戲、單機(jī)版 PC 游戲、互動電視游戲、在線游戲和手機(jī)游戲。 電子游戲發(fā)展現(xiàn)狀 電子游戲在國外的發(fā)展現(xiàn)狀 真正的電子游戲機(jī)產(chǎn)生于 20世紀(jì) 70年代。 1971年，麻省理工學(xué)院的學(xué)生 Nolan Bushnell設(shè)計(jì)了世界上的黑白電視機(jī)作為顯示屏，用一個(gè)控制柄作為操縱器，不過由于市場因素這款游戲以失敗告終。但是最后他在電子游戲的發(fā)展上取得了非凡的成就。 可以說時(shí)至今日，電子游戲仍然是外國的天下。 電子游戲在國內(nèi)的發(fā)展現(xiàn)狀 與電子游戲發(fā)達(dá)的國家相比，我國在電子游戲方面還存在比較大的差距。目前，我國游戲市場正處于發(fā)展階段，但市場上的游戲軟件主要來自日本、美國、韓國等地，但由本土游戲制作人開發(fā)創(chuàng)作的游戲正在高速增加，國產(chǎn)原創(chuàng)的游戲即 將成為游戲的主流。 中南林業(yè)科技大學(xué)本科畢業(yè) 設(shè)計(jì) 俄羅斯方塊游戲程序設(shè)計(jì) 第 頁 3 2 可行性研究 設(shè)計(jì)目的 綜合運(yùn)用在校期間所學(xué)理論知識和技能，設(shè)計(jì)開發(fā)俄羅斯方塊，使自己熟悉應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)過程，培養(yǎng)獨(dú)立思考能力，檢驗(yàn)學(xué)習(xí)效果和動手能力，提高工程實(shí)踐能力，為將來實(shí)際工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 可行性研究前提 基本需求：系統(tǒng)開發(fā)的總體任務(wù)是實(shí)現(xiàn)游戲的可操作性、美觀性、及時(shí)性。開發(fā)過程遵循軟件工程師規(guī)范，可采用結(jié)構(gòu)化或面向?qū)ο蠓治鲈O(shè)計(jì)方法。主要實(shí)現(xiàn) windows的 GUI程序開發(fā)，對游戲中的圖形圖像進(jìn)行鍵盤控制。 游戲者可以通過上下左右鍵來對游戲進(jìn)行操作。 主要開發(fā)目標(biāo)：采用結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)方法，開發(fā)出一個(gè)可操作性、美觀性、及時(shí)性的游戲，實(shí)現(xiàn) windows的 GUI程序開發(fā)，并通過此次軟件開發(fā)過程全面提高自身的綜合素質(zhì)。 條件假定和限制：由于本軟件目前是我的初次版本，可能還存在一些問題。如果該軟件提高版本，本軟件需要根據(jù)游戲者得要求進(jìn)行一步的修改。 可行性研究所采用的方法和步驟：通過研究分析俄羅斯方塊所具備的能力及實(shí)現(xiàn)的方法、確定主體結(jié)構(gòu)。利用現(xiàn)階段我所能達(dá)到的能力，以最簡潔、最容易的辦法，邊開發(fā)邊 測試邊修改，實(shí)現(xiàn)一個(gè)初級游戲軟件。 評價(jià)尺度：由于本軟件是一個(gè)初級產(chǎn)品，對其要求不是太苛刻，所以能夠達(dá)到俄羅斯游戲的一般功能即可。 可行性分析 技術(shù)可行性：開發(fā)本游戲的編程語言有多種，考慮到自身對語言的掌握程度，JAVA 語言進(jìn)行游戲的開發(fā)，采用 JAVA GUI 編程來實(shí)現(xiàn)界面以及事件的控制。 經(jīng)濟(jì)可行性：本游戲的開發(fā)旨在完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，不注重直接的經(jīng)濟(jì)效益和其后的發(fā)展方向，只在注重自身水平和能力的提高，對自身的經(jīng)濟(jì)要求也不高，只要有一臺能運(yùn)行相應(yīng) JAVA 程序的電腦便可，所 以不用考慮到經(jīng)濟(jì)問題。 社會可行性：本游戲的開發(fā)主要為了完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，開發(fā)的主體是個(gè)人，不存在法律上的侵權(quán)行為，也不會為社會造成影響，這方面是完全可行的。 中南林業(yè)科技大學(xué)本科畢業(yè) 設(shè)計(jì) 俄羅斯方塊游戲程序設(shè)計(jì) 第 頁 4 3 需求分析 游戲需求 俄羅斯方塊游戲由 28種不同狀態(tài)的方塊隨機(jī)產(chǎn)生，方塊定時(shí)下移，下落的時(shí)候玩家下、左、右控制鍵來控制方塊的移動，由上控制鍵來控制方塊的翻轉(zhuǎn)，以便玩家可以得到合適的形狀和位置落下。如果方塊落下后能完全填滿一層，則這一層消去，并且給玩家加分，若是方塊把所有的顯示方框的窗口填滿，則游戲失敗。 游戲功能需求如下：游戲 界面需求：設(shè)計(jì)良好的游戲界面可以讓玩家充分感受到游戲帶來的娛樂性，游戲的背景 、 方塊用 的顏色可以根據(jù)喜好來自己設(shè)定 ，在一定的區(qū)域內(nèi)運(yùn)動和變形，落下后的障礙物 可以 用 不同顏 色顯示，這樣看起來會有一定的美感。游戲形狀需求：用數(shù)組作為存儲方塊 28 種狀態(tài)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，即長條形、 Z 字形、反 Z 形、田字形、 7 字形、反 7 形、 T 字型，各個(gè)方塊要能實(shí)現(xiàn)它的變形，可設(shè)為順時(shí)針或逆時(shí)針變形，一般為逆時(shí)針。鍵盤處理事件需求：方塊下落時(shí)，可通過鍵盤方向鍵（上、下、左、右鍵）對該方塊進(jìn)行向上 (變形 ),向下（加速）、向左、向右移動。 鼠標(biāo)處理事件需求：通過點(diǎn)擊菜單欄中相應(yīng)的菜單項(xiàng)，可以實(shí)現(xiàn)游戲的開始、結(jié)束，方塊形狀的變換的顯示，以及游戲幫助等功能。顯示需求：當(dāng)不同的方塊填滿一行時(shí)可以消行，剩余方塊向下移動并統(tǒng)計(jì)分?jǐn)?shù)。 接口控制 本游戲通過鍵盤進(jìn)行操作，在 Windows的操作系統(tǒng)下，利用鍵盤的上、下、左、右鍵對方塊進(jìn)行移動變形，要使用鍵盤的接口事件。 方案論證 學(xué)?，F(xiàn)已開設(shè)的課程有 C語言、 C++， java，自己本身自學(xué)了 Java，通過網(wǎng)上以及圖書館的資料，知道可以通過 C， C++， VB， Delphi,Java實(shí)現(xiàn)俄羅斯方塊游戲的設(shè)計(jì)。下面簡單介紹下 Java的優(yōu)點(diǎn)： Java 的優(yōu)點(diǎn) (1) 安全性 Java 是一種安全的網(wǎng)絡(luò)編程語言，不支持指針類型，一切對內(nèi)存的訪問都必須通過對象的實(shí)例來實(shí)現(xiàn)。這樣能夠防止他人使用欺騙手段訪問對象的私有成中南林業(yè)科技大學(xué)本科畢業(yè) 設(shè)計(jì) 俄羅斯方塊游戲程序設(shè)計(jì) 第 頁 5 員，也能夠避免在指針操作中易產(chǎn)生的錯(cuò)誤。此外， Java 的安全性體現(xiàn)在多個(gè)層次上：在編譯層，有語法檢查；在解釋層，有字節(jié)碼校驗(yàn)器，可進(jìn)行代碼段格式測試和規(guī)則檢查、訪問權(quán)限和類型轉(zhuǎn)換合法性檢查、操作數(shù)堆棧的上溢和下溢檢測、代碼參數(shù)類型合法性檢查等；在平臺層上 ，通過配置策略，可設(shè)定訪問資源域，無須區(qū)分本地或遠(yuǎn)程。 (2) 可移植性 Java 具備有很好的移植性，這主要得益于它與平臺無關(guān)的特性。同時(shí)， Java 的類庫中也實(shí)現(xiàn)了與平臺無關(guān)的接口，這使得這些類庫也能移植。同時(shí)， Java 編譯器主要是由 Java 本身來實(shí)現(xiàn)的， Java 的運(yùn)行系統(tǒng)（解釋器）由標(biāo)準(zhǔn) C 語言實(shí)現(xiàn)，因而整個(gè) Java系統(tǒng)都具有可移植性。 (3) 多線程機(jī)制 Java 具有多線程機(jī)制，這使得應(yīng)用程序能夠并行地執(zhí)行。它的同步機(jī)制也保證了對共享數(shù)據(jù)的共享操作，而且線程具有優(yōu)先級的機(jī)制， 有助于分別使用不同線程完成特定行為，也提高了交互的實(shí)時(shí)響應(yīng)能力。 Java 的多線程技術(shù)使網(wǎng)上實(shí)時(shí)交互實(shí)現(xiàn)很容易，從而為解決網(wǎng)上大數(shù)量的客戶訪問提供了技術(shù)基礎(chǔ)。 (4) 跨平臺 通常，在 Windows 下編寫的程序是不能直接拿到 UNIX 上運(yùn)行的，因?yàn)槌绦虻膱?zhí)行最終必須轉(zhuǎn)換成為計(jì)算機(jī)硬件的機(jī)器指令來執(zhí)行，專門為某種計(jì)算機(jī)硬件和操作系統(tǒng)編寫的程序是不能夠直接放到其他類型的計(jì)算機(jī)硬件上執(zhí)行的，至少要做移植工作。要想讓程序能夠在不同的計(jì)算機(jī)上運(yùn)行，就要求程序設(shè)計(jì)語言能夠跨越各種軟件和硬件平臺，而 Java 恰 恰滿足了這一需求。 Java 編譯器能夠產(chǎn)生一種與計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)無關(guān)的字節(jié)指令，只要安裝了 Java 虛擬機(jī)， Java 就可以在相應(yīng)的處理機(jī)上執(zhí)行。 方案的選擇 面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)吸取了結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)的先進(jìn)思想，并把它們同幾個(gè)支持用戶用新方法進(jìn)行程序設(shè)計(jì)的有力概念結(jié)合在一起。 所有面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)語言一般都包含三個(gè)概念：封裝、多態(tài)性和繼承性。 這種方法要求語言必須具備抽象、封裝、繼承和多態(tài)性這幾個(gè)關(guān)鍵要素。 面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)，是通過數(shù)據(jù)和代碼建立分塊的內(nèi)存區(qū)域， 以便提供對中南林業(yè)科技大學(xué)本科畢業(yè) 設(shè)計(jì) 俄羅斯方塊游戲程序設(shè)計(jì) 第 頁 6 程序進(jìn)行模塊化的一種程序設(shè)計(jì)方法，這些模塊可以被用作樣板，在需要時(shí)再建立其副本。 C++和 Java在面向?qū)ο筮@方面比 VB要強(qiáng)，所以我排除了用 VB做的可能性。但是 C++為了與 C語言兼容，其是包含了些面向過程的成分； Java除了 C++中非面向過程的部分，其程序編寫過程就是設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)類，定義其屬性、行為的過程。還有 Java特有的“沙箱”機(jī)制是其安全性的保障，同時(shí)它去除了 C++中易造成的錯(cuò)誤指針，增加了自動內(nèi)存管理等措施，保證了 Java程序運(yùn)行的可靠性。 所以經(jīng)過再三比較了三種語言后，決定采用 Java語言編寫俄羅斯方塊。 軟硬件需求 操作系統(tǒng) Windows98/me/2021/XP/2021 內(nèi)存容量 64MB 顯卡要求 8M 聲卡要求 支持 DirectX 聲卡 交互工具 鍵盤 /鼠標(biāo) CPU 奔騰 133以上 光驅(qū) 8倍速以上 硬盤空間 400MB 顯示器 VGA以上顯示器 開發(fā)及運(yùn)行軟件 中南林業(yè)科技大學(xué)本科畢業(yè) 設(shè)計(jì) 俄羅斯方塊游戲程序設(shè)計(jì) 第 頁 7 4 概要設(shè)計(jì) 游戲設(shè)計(jì)所要遵循的規(guī)范 一