【文章內(nèi)容簡介】 者能夠用 C++編寫軟件 ， 實現(xiàn)跨平臺游戲的開發(fā) [3]。 游戲類型繁多，但 飛行射擊類游戲可以說是 歷史最悠久 、最深入人心的游戲 類型之一[4]。脫離地球重力的影響飛上藍天，是人類自古 以 來的一大夢想，這就導致了在游戲的世界里，飛行射擊類游戲 成為 了全世界玩家 熱烈 追捧 的經(jīng)典游戲 。 世界上第一款飛行射擊類游戲是 “ Spacewar（太空大戰(zhàn)） ” ，它是 在 1961 年 由麻省理工學院（ MIT） 的 學生史蒂夫 .拉塞爾（ Steve Russell）設計出的，是一款真正運行在電腦上的交互式游戲 [5]。到了 21 世紀的今天，已經(jīng)出現(xiàn)了許許多多經(jīng)典的飛行射擊類游戲，如 “ 雷電 ” 、 “ 憤怒的小鳥 ” 、 “ 雷霆戰(zhàn)機 ” 等等，這些的出現(xiàn)都證明飛行射擊類游戲的不可替代性和不可毀滅性。 本次系統(tǒng)的開發(fā)，主要面臨以下幾個問題： （ 1） 學習 Cocos2dx 游戲引擎 ，并在短時間內(nèi)能夠使用 Cocos2dx 的引擎框架。由于 Cocos2dx 的用戶手冊是全英文的，所以閱讀它需要比閱讀中文文檔花費更多時間。另一方面， Cocos2dx 的內(nèi)存管理機制不是很完善，很容易造成內(nèi)存泄露導致程序崩潰，所以在游戲開發(fā)的初期就需要把內(nèi)存管理作為一個重要處理的對象。 （ 2） 第一次進行游戲開發(fā)，對游戲的機制需要從 頭 開始學習，另外也需要對 Cocos2dx中的導演、場景、層以及精靈進行深入理解。 （ 3） 游戲引擎的地圖系統(tǒng)牽涉到一些和專業(yè)無關(guān)的美術(shù)知識，所以需要對美術(shù)知識進行快速而系統(tǒng)的學習。 （ 4） 本次游戲開發(fā) 環(huán)境 使用的是 Microsoft Visual Studio 2020，由于之前經(jīng)常使用的是 來開發(fā)程序，所以需要快速熟練 地 掌握 VS 2020 開發(fā)平臺的使用。 （ 5） 本次游戲是屬于跨平臺游戲，不僅要在 win32 平臺上運行，也需要把 Microsoft Visual Studio 2020 下開發(fā)的程序移植到 Android、 IOS 等平臺上。然而移植并不簡單， 由于 Cocos2dx 本身以及移植技術(shù) 不是非常成熟，在移植 Android 時會出現(xiàn)很多意想不到的事件 ，所以要做好移植 的 各方面準備。 （ 6） 本游戲移植需要用到 Eclipse、 Xcode 等開發(fā)平臺，以及 python 語言，所以也得快速熟悉 并能 使用這些平臺和相關(guān)語言。 （ 7） 任何一款游戲之所以能出現(xiàn)在屏幕之上，都需要人物、場景、音樂和音效等素材，而自己不會美工，網(wǎng)上收集的大多數(shù)素材，往往在某些方面 的 搭配不符合用戶的審美觀，所以需要花費一些時間在素材的收集上。 （ 8） 如果想要 把 自己做好的飛行射擊類游戲發(fā)布在當前主流的下載平臺上，需要了解各大平臺的發(fā)布流程，如想在蘋果的 iTunes store 上架，需要每年繳納 $99（ 99 美元）把賬戶升級為開發(fā)者賬號才有資格 [6]。另一方面，要想取得很好的知名度，不僅需要游戲在質(zhì)量上有保證，在宣傳和營銷上也需要下工夫。 中國礦業(yè)大學 2020 屆本科生畢業(yè)設計（論文） 第 3 頁 （ 1） Cocos2dx 是 MIT 許可證下發(fā)布的開源 跨平臺 游戲引擎，游戲開發(fā)快速、簡易、功能強大。 Cocos2dx 的核心優(yōu)勢是 允許開發(fā)人員利用 C++、 Lua 及 Javascript 來進行跨平臺部署，覆蓋平臺包括 iOS、 Android、 Windows Phone 以及 黑莓（ BlackBerry）等 [7]。 （ 2） Microsoft Visual Studio 2020 是微軟公司在 2020 年第二季度推出的開發(fā)環(huán)境 。其 IDE（集成開發(fā)環(huán)境） 的 界面被重新組織與設計，使用起來更加簡單明了。 Microsoft Visual Studio 2020 包括了如 IDE（集成開發(fā)環(huán)境）、 UML 工具、代碼管控工具 這樣的， 在整個軟件生命周期中所需 要 的大部分工具 [8]。 （ 3） Eclipse 是一個基于 Java 的可擴展開發(fā)平臺，最初是由 IBM 捐獻給開源社區(qū)的，目前已經(jīng)發(fā)展成為人氣最旺的 Java IDE[9]。 （ 4） Xcode 是蘋果公司向開發(fā)人員提供的 IDE（集成開發(fā)環(huán)境），運行在蘋果自家的操作系統(tǒng)之上， 主要 用于開發(fā) 蘋果設備上的 應用程序 [10]。 （ 5） 交叉編譯，簡單地說是 把一種平臺上的原生代碼生成能運行在另一種平臺上的代碼 [11]。 亮點 任何手機游戲項目的開展，定位是其實際操作的第一步。手機游戲用戶定位意味著其面對的目標群體，后期的核心將以此展開。由于飛行射擊類游戲的特殊性，目標群體定位在 450 歲，這表現(xiàn)出 了 此款游戲強大的受眾面。 本課題另一個巨大的 亮點 在于跨平臺， win32 平臺下開發(fā)完成后，可移植 到 Android、IOS、 Windows Phone 等 支持 C++的 平臺，能實現(xiàn)主流平臺同期上線，幾乎可覆蓋所有的智能手機操作平臺，實現(xiàn)迅速擴大游戲用戶的效果。 第一章 緒論。首先概述課題研究的背景，介紹了手機游戲的類型、飛行射擊類游戲的優(yōu)勢所在以及 發(fā)展 歷史， 然后 分析了各大手機平臺以及其對 C++的支持，得出了運用Cocos2dx 游戲引擎實現(xiàn)飛行射擊類游戲的方案，并列舉了本次開發(fā)所面臨的八個主要問題以及五個使用的主要技術(shù)，最后又表達了本課題的創(chuàng)新之處。 第二 章 可行性分析 。 主要對技術(shù)可行性、經(jīng)濟可行性、操作可行性、法律可行性這幾方面進行分析，最后得出是否值得開發(fā)的結(jié)論 [12]。 第三 章 系統(tǒng) 分析 。首先對系統(tǒng)的功能進行需求分析，其次通過畫出系統(tǒng)流程圖對系統(tǒng)進行更加細致的分析。最后，對性能進行需求分析并畫出快速原型圖。 第四 章 系統(tǒng)設計 。這一部分為各個模塊 的編碼做 好 充分的準備，對系統(tǒng)的各個功能模塊都會進行詳細的設計。對可以預見的一些問題 提前進行處理，如系統(tǒng)優(yōu)化設計。最后將給出系統(tǒng)中類的設計和關(guān)鍵部分的順序圖及狀態(tài)圖。 第五 章 系統(tǒng)實現(xiàn) 。進入 編碼 實現(xiàn) 階段，這部分主要講述怎樣 用代碼實現(xiàn)系統(tǒng)設計階段提出的各個功能模塊 。 第六章 系統(tǒng)測試。這部分 主要對已開發(fā)出的軟件進行黑盒測試。 第 七 章 結(jié)論。這部分 主要總結(jié)開發(fā)過程中 遇到的問題、軟件存在 的不足 之處 、 軟件的創(chuàng)新之處 以及總結(jié)出的經(jīng)驗。 中國礦業(yè)大學 2020 屆本科生畢業(yè)設計（論文） 第 4 頁 2 可行性分析 本系統(tǒng)是以 Cocos2dx 游戲引擎為框架開發(fā)的飛行射擊類游戲，開發(fā) 環(huán)境 為 Microsoft Visual Studio 2020，開發(fā)語言為 C++。開發(fā)過程中的思路借鑒目前最為出色的一些手機游戲，去其糟粕，取其精華， 再加入自己的創(chuàng)意。 最終的目標是開發(fā)出一款受眾面廣，內(nèi)容豐富，易上手的能在移動設備上玩的飛行射擊類游戲，該游戲取名為 “飛機大戰(zhàn) ”。 游戲本身首先應該具有飛行射擊類游戲最基本的功能，如發(fā)子彈、碰撞檢測、敵機等幾個要素。敵機分為三種類型，規(guī)模、生命值也依次增加。對于玩家，天空中會有兩種道具可為玩家所用，分別是雙排子彈以及全屏炸彈。為了增加游戲的可玩性，在此游戲上實現(xiàn)兩種模式，分別是無盡模式、闖關(guān)模式。在無盡模式中，有積分系統(tǒng)， 當達 到一定分數(shù)后，系統(tǒng)會在后臺自動增加游戲的難度以及增加敵機的飛行速度。無盡 模式是針對不太會玩手機游戲的用戶設計的，它上手容易，難度不大，可玩性也高，而且每次游戲結(jié)束時會自動保存最高分數(shù)，讓玩家每次都有想超越自己的沖動。另一方面 ， 針對手機游戲老玩家，無盡模式 也許對 他們的吸引力不太大，所以就可以選擇難度大、視覺沖擊力大的闖關(guān)模式。在闖關(guān)模式中，一共設計三個關(guān)卡。第一個關(guān)卡，和無盡模式大體一致，當積分達到一定分數(shù)后，游戲自動進入第二個關(guān)卡。第二個關(guān)卡中，敵機速度增加，敵方會出現(xiàn) BOSS，BOSS 會發(fā)出子彈攻擊玩 家飛機，玩家需 要緊急躲閃。 對于玩家，飛機會進行全新升級，玩家飛機外觀、敏捷度、攻擊力也會 有所 提升。當積分達到一定分數(shù)后游戲會自動進入第三關(guān)，此時，玩家 戰(zhàn)機 與 BOSS 將會再次升級，致使 玩家與 BOSS 的裝備達到最先進的狀態(tài)。如果闖關(guān)成功，游戲會跳轉(zhuǎn)到恭喜玩家闖關(guān) 成功 的界面，反之跳轉(zhuǎn)到鼓勵玩家再接再厲的界面。 最后 ， 由于子彈、敵機的數(shù)量很多，為了保證游戲的流暢性與穩(wěn)定性，需要防止內(nèi)存泄露的現(xiàn)象發(fā)生，并且做好子 彈、敵機的回收 工作。 技術(shù)可行性 （ 1） 開發(fā)者技術(shù)是否能達到： 本游戲采用 Cocos2dx 游戲引擎為框架，在 Microsoft Visual Studio 2020 編譯環(huán)境中運用 C++進行開發(fā)，最后移植到各個主流平臺。對于 VS2020，可以查閱各種技術(shù)手冊，另一方面因為 熟悉 的開發(fā)， 所以 能夠完成對其 的快速熟悉并上手。 對于 Cocos2dx，由于文檔為英文， 閱讀起來會有一定難度， 但開發(fā)人員也具有一定的英文水平，花費一定的時間，也能完成預計的任務。 （ 2） 手機硬件水平是否能達到： 在智能手機剛推出的那幾年，智能手機的配置確實很低。但隨著科學技術(shù)的發(fā)展，硬件更新?lián)Q代非?？?，目 前大多數(shù) 智能手機的硬件都快趕上一些筆記本電腦了的配置了，所以手機硬件 能夠達到 所需要的水平 。 （ 3） 在規(guī)定的時間內(nèi)，能否完成開發(fā)： 從開發(fā)人員自身以及所擁有的時間來看，能夠按時完成任務。 中國礦業(yè)大學 2020 屆本科生畢業(yè)設計（論文） 第 5 頁 經(jīng)濟可行性分析 （ 1） Cocos2dx 為開源游戲引擎，所以不用為此花費資金。成本方面就只存在開發(fā)人員的開發(fā)費用，但如果想在 iTunes store 上發(fā)布此游戲，會花費 $99，所以成本花費不高。 （ 2） 該游戲收益相當可觀，由于屬于跨平臺游戲，可同時在幾大主流軟件商店同時上線，又因為飛行射擊類游戲用戶群體龐大， 所以 收益將會相當可觀。 （ 3） 若該游戲反映良好，打下了堅實的群眾基礎(chǔ)，可以對其進行深度開發(fā)，在增強可玩性的同時對其加入廣告模塊，這樣 又 可以在廣告商那里得到收益。 綜上，用經(jīng)濟的眼光看待此游戲的開發(fā)，是持完全贊同的態(tài)度的。 操作可行性 該游戲是通過手指觸摸手機觸摸屏來使玩家飛機移動，來達到攻擊敵機、躲避敵機的目的。目前，幾乎所有的智能手機都為觸屏手機，在操作上都能達到想要的效果。另一方面，由于少數(shù)手機提供 了 簡單的幾個物理按鍵， Cocos2dx 也對應提供了鍵盤事件接口，所以我們可以 對它進行重寫來達到想要的目的。 法律可行性 該軟件是自主 研發(fā) 設計 的并且內(nèi)容積極健康 ， 不會造成 侵權(quán)， 不會違反相關(guān)法律。所以用法律 的眼光看待此游戲的開發(fā)，是持完全贊同 態(tài)度的。 小結(jié) 根據(jù)上述對技術(shù)、經(jīng)濟、操作、法律的可行性分析。我認為開發(fā)者 的 能力能夠應對此項目的難度，而且 軟件 結(jié)構(gòu)清晰、功能合理有亮點、成本不算高、收益空間大、發(fā)布方式多，所以本游戲項目可以執(zhí)行。 中國礦業(yè)大學 2020 屆本科生畢業(yè)設計（論文） 第 6 頁 3 系統(tǒng)分析 系統(tǒng)基本功能 （ 1） 基本規(guī)則 在浩瀚無際的天空中，背景會以玩家的視角 向后移動，產(chǎn)生玩家戰(zhàn)機向前移動的視覺效果。 敵方飛機會隨機的出現(xiàn)在天空的另外一邊，出現(xiàn)后根據(jù)不同敵機的類型會以不同的速度向玩家的方向前進，若碰到玩家飛機，則玩家丟失生命。玩家戰(zhàn)機會發(fā)出連續(xù)不斷的子彈用以攻擊敵機，若子彈碰撞上敵機，則敵機生命值減一， 當 敵機生命值減到零時，敵機爆炸并且從天空中消失。 如果玩家選擇的是無盡模式，系統(tǒng)將會跳轉(zhuǎn)到無盡模式的場景中，游戲的難度即敵機飛行速度會隨玩家得到積分的增加而增加。玩家戰(zhàn)機被敵機碰撞上則游戲結(jié)束，系統(tǒng)會自動計算玩家所得積分，若超過歷史最高分，則更新歷史最高分。 另一方面，若玩家選擇的是闖關(guān)模式，在第一關(guān)以后會出現(xiàn) BOSS。 BOSS 會根據(jù)關(guān)卡的不同，發(fā)出速度與殺傷力不同的子彈用以消滅玩家。此外， BOSS 不會被玩家戰(zhàn)機子彈消滅掉，所以玩家需要一邊躲避敵機一邊躲避 BOSS 的子彈。當玩家積分達到 每一關(guān)對應 分數(shù)時，系統(tǒng) 會 自動 跳轉(zhuǎn)到 下一關(guān)。 （ 2） 玩家通過手指觸摸手機屏幕控制飛機 在敵機攻擊玩家時，在玩家攻擊敵方飛機時都需要移動飛機，移動的操作是通過手指在屏幕上觸摸實現(xiàn)的。當手指在飛機一定范圍內(nèi) 觸摸 時，觸摸事件被激活 。之后， 隨著手指的移動飛機也跟著移動。當手指觸摸在飛機有效范 圍外時，觸摸事件將不會被激活，飛機 也 不會隨著手指的移動而移動。 （ 3） 敵方飛機自動移動 給每種類型的敵機設置不同的移動速度。實際上是根據(jù)設定的時間間隔，把敵機移動一段距離。 （ 4） 背景的移動 為了使飛機看起來有向前飛行的效果，需要設置讓背景滾動起來，理論上需要兩張完全相同的背景圖片，但實際上只需要一張背景圖片，把它加入到緩沖區(qū)，再渲染出兩張完全相同的圖片即可。 如圖 所示 。 背景的滾動，站在玩家的視角上看即飛機的飛行速度。通過一系列的判斷語句，判斷背景所在屏幕中的位置。最后調(diào)用時間處理函數(shù)， 比如可以 設定每 移動兩個像素點。 中國礦業(yè)大學 2020 屆本科生畢業(yè)設計（論文） 第 7 頁 圖 背景移動原理圖 （ 5） 無盡模