【導(dǎo)讀】獨立進(jìn)行研究所取得的成果。畢業(yè)論文中凡引用他人已經(jīng)發(fā)表或未發(fā)。表的成果、數(shù)據(jù)、觀點等，均已明確注明出處。對本文的研究成果做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體，均已在文中以明。本聲明的法律責(zé)任由本人承擔(dān)。識產(chǎn)權(quán)歸屬平頂山學(xué)院。本人完全了解平頂山學(xué)院有關(guān)保存、使用畢。何復(fù)制手段保存和匯編本畢業(yè)論文。導(dǎo)教師同意，且第一署名單位為平頂山學(xué)院。本人離校后使用畢業(yè)論。由于手機(jī)已經(jīng)成為大眾生活的必需品，適用于手機(jī)的應(yīng)用程序，尤其是游戲，越來越受到人們的關(guān)注和喜愛。益智游戲是指那些通過一定的邏輯推理或是數(shù)。學(xué)，物理，化學(xué)知識，甚至是游戲設(shè)計者設(shè)定的原理來完成一定任務(wù)的小游戲。一般會比較有意思，需要適當(dāng)?shù)乃伎?。益智游戲的游戲目?biāo)要清晰地呈現(xiàn)給玩家，游戲的邏輯要淺顯易懂，這樣才能讓玩家容易接受。程、操作方法基本相同。一款游戲可以適用于采用不同平臺，相同開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)的手機(jī)。然后，針對游戲的需求分析制訂了詳細(xì)的測試計劃對游戲進(jìn)行了單

　　

【正文】 所示： M I D l e tM a i n S i m u l a t i o n G r a p h i c W o r l dG r a p h i c S h a p e S e tC a n v a sW o r l d 接 口 R u n n a b l e 接 口 C o m m a n d L i s t e n e rE n d C a n v a sS t a r t C a n v a sI n d e xB o d yB u l l e t M y S p r i t eH e r o R o b b e rB a s e D a oS a v e G a m eG u a nL o a d R e s o u r c eA u d i oB a c k M u s i cF o r e M u s i cT h r e a d 圖 43 本 游戲框架 的總體類圖 下面主要介紹一 下物理模擬模塊中的核心類 Bullet類的設(shè)計。 Bullet是子彈類，該類在主角發(fā)射子彈以后出現(xiàn)在畫布上。子彈出現(xiàn)的位置經(jīng)過計算以后可以得出，然后再根據(jù)此時子彈的射出方向計算出子彈的發(fā)射速度，子彈在飛行過程中要和建筑物、馬匪和地圖邊界碰撞。當(dāng)子彈發(fā)生碰撞以后，子彈的飛行方向發(fā)生適當(dāng)?shù)淖兓?。子彈的碰撞次?shù)是一個定值 10，當(dāng)碰撞次數(shù)小于 10時，子彈可被顯示在畫布否則子彈消失。經(jīng)過以上描述，可以得出 Bullet類是 Body類的子類、具有 Body類的所有屬性和方法，同時具有自身的特殊性例如：速度大小、速度方向、基于 J2ME 的益智游戲的設(shè)計 18 生命值屬性、是否顯示、位置屬性等 屬性和改變速度方向、獲取子彈出現(xiàn)位置、改變速度大小、獲取子彈生命值等方法。因此， Bullet類的類圖如圖所示： 圖 44 Bullet 類的類 圖 小結(jié) 本章在需求分析的基礎(chǔ)上，使用面向?qū)ο蟮木幊趟枷牒?UML 建模語言 [10]結(jié)合 J2ME 開發(fā)框架和 Emini 物理引擎的特點，將傳統(tǒng)游戲框架和物理引擎結(jié)合得出了游戲的框架設(shè)計和各個功能模塊的總體設(shè)計。本章還根據(jù)游戲的實際需要設(shè)計了系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的概念模型和邏輯模型。在以上分析的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了系統(tǒng)類的設(shè)計。 19 5 系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計與實現(xiàn) 功能模塊 詳細(xì) 設(shè)計 物理模擬模塊 物理模擬模塊的實現(xiàn)主要是基于 Emini物理引擎，通過調(diào)用、重寫或?qū)崿F(xiàn)新的方法完成碰撞檢測和處理、滿足動量定理的碰撞后的反應(yīng)、物體運(yùn)動過程中在摩擦力的作用下物體能靜止；物體在空中時能夠在重力作用下自由下落。同時，例如子彈還可以設(shè)置是否受到重力影響。上述需求都可以通過實現(xiàn) Emini物理引擎所提供的接口來實現(xiàn)。但是，由于游戲的特殊性，需要設(shè)置單獨處理子彈飛行的初始化工作和處理子彈碰撞后的反應(yīng)的算法即在 Body類的基礎(chǔ)上適當(dāng)?shù)募尤胱宇惖奶厥夥椒ā? 首先介紹子彈飛行之前的初始化工作即確定子 彈的出現(xiàn)位置和子彈的速度大小。 圖 51 子彈出現(xiàn)位置示意圖 如圖所示： O點代表主角的肩部，直線 OA代表主角的胳膊 A點代表觸摸屏上玩家觸摸的點， C或者 C? 代表槍口。 AOB? 表示子彈出現(xiàn)的位置和水平方向（逆時 針 ） 的 角 度 。 直 線 OA 的方程 ()ooy k x x y? ? ? ?，圓 O 的方程：22( ) ( )oox x y y r? ? ? ? 已知 r=23， O點坐標(biāo) ? ?00,yx ， A 點坐標(biāo) ? ?Ayx,A 。 (1) 求直線 OA 的斜率 ( ) / ( )A o A ok x x y y? ? ?。 (2) 聯(lián)立直線 OA方程和圓 O 的方程?？汕蠼獬?C 和 C? 的坐標(biāo)。 (3) 根據(jù)點 A的位置確定子彈是在 C 或者 C? 出現(xiàn)。 子彈的出現(xiàn)位置確定以后，下一步要確定子彈的初始速度，根據(jù)上一步求出的斜率 k 利用反正切方法可求解出 AOB? 的大小。則子彈的初始速度為： xV = 0 sinV AOB?? yV = 0 cosV AOB?? 根據(jù)以上分析子彈飛行的初始化工作已經(jīng)完成。在介紹子彈碰撞處理算法之基于 J2ME 的益智游戲的設(shè)計 20 前，首先定義方向向量：我們約定 1表示 X 軸、 Y 軸正方向， 1表示負(fù)方向。則方向向量 (1 , 1 ) , (1 , 1 ) , ( 1 , 1 ) , ( 1 , 1 )i j m n? ? ? ? ? ? ? ?可表 示 2D平面內(nèi)所有 X軸和 Y軸正負(fù)速度方向的組合。 其次 介紹子彈飛行過程中碰撞的處理算法。 (1) 第一種情況較為簡單即子彈和 MySprite 類型的子類之一馬匪碰撞。通過設(shè)置子彈的彈性系數(shù)可使子彈進(jìn)行不改變運(yùn)動方向的（子彈穿過馬匪）碰撞，算法結(jié)束。否則執(zhí)行第 2 步 。 (2) 第二種情況是子彈和建筑層發(fā)生了碰撞，它要改變速度方向。首先判斷子彈和幾個物體發(fā)生了碰撞，具體情況如圖所示： 圖 52 子彈的碰撞 1 圖 53 子彈的碰撞 2 圖 54 子彈的碰撞 3 圖 52 表示子彈在兩個 Body 的結(jié)合部位發(fā)生了碰撞，圖 53 表示子彈和一個物體發(fā)生了碰撞，圖 54 表示子彈在兩個物體的夾角部分發(fā)生了碰撞。若子彈發(fā)生碰撞的情況如圖 52或者圖 53所示，則執(zhí)行第 3 步。否則算法執(zhí)行 第 4 步。 (3) 判斷子彈和物體的相對位置如圖 ： 圖 55 子彈和碰撞物體的相對位置示意圖 E點表示子彈的位置， A、 B、 C、 D 四個點表示剛體的四個頂點。首先，根據(jù)A、 B、 C、 D 四點的坐標(biāo)求出直線 AC 、 BD 的方程 ，然后判斷 E 點和 O 點的相對位置。若 10xx? ，根據(jù)平面幾何知識，若 E 在 AOD? 內(nèi)部則 E 點的縱坐標(biāo) y1 一定滿足 213y y y??，子彈的 X 軸方向系數(shù) x_d 改變?yōu)?1。反之，若 E 在 O 左側(cè)即 n ，213y y y??，子彈的 X 軸方向系數(shù) x_d 改變?yōu)?1。若子彈既不在 AOD? 內(nèi)部也不在 BOC? 內(nèi)部則進(jìn)行下一步判斷若 10yy? 則子彈在 P 點出現(xiàn)，子彈的 Y 軸方向系數(shù) y_d 變?yōu)?1,反之子彈在 Q 點出現(xiàn)， Y 軸 方向系數(shù) y_d 變?yōu)?1。特殊的四種情況Q(x5,y5) 21 是子彈在直線 AC 或者直線 BD 上時 ， 此處只列舉一種情況如圖 56所示： 圖 56 子彈方向改變的特殊情況 當(dāng)子彈無論是以方向向量 m 還是方向向量 j 所示的方向和剛體相撞，都沿著方向向量 n 所指方向繼續(xù)飛行。算法結(jié)束。 (4) 根據(jù)圖 54 提示可知子彈的前進(jìn)方向已經(jīng)不能通行，所以，子彈的 Y 軸方向系數(shù) y_d=1, X 軸方向系數(shù) x_d=1。其它情況類似，這里不再敘述。算法結(jié)束。 根據(jù)需求分析 ,物理模擬模塊的活動圖如圖 57所示： 圖 57 物理模擬模塊的活動圖 基于 J2ME 的益智游戲的設(shè)計 22 資源管理 資源管理實現(xiàn)資源的加載和釋放。資源的加載主要分為圖片資源、地圖文件、音樂文件。資源加載必須保證游戲的流暢性，所以，在資源被使用前就必須被加載到內(nèi)存中。若該資源不再被使用就必須釋放該資源所占用的內(nèi)存，提高內(nèi)存的利用效率。為了實現(xiàn)以上目的、資 源的加載分步驟進(jìn)行： (1) 加載首頁中的圖片、音樂資源。 (2) 根據(jù)玩家選擇的選項菜單，決定是加載游戲的地圖、圖片等文件還是加載其它畫布的圖片。 (3)若游戲退出則釋放游戲中用到的資源如背景圖片、聲音文件、地圖中所用到的圖片等資源。 游戲狀態(tài)管理 游戲的狀態(tài)是繼續(xù)游戲、玩家勝利或玩家失敗。游戲狀態(tài)的判斷條件有： (1) 主角死亡。 (2) 主角還有子彈。 (3) 馬匪被全部被消滅 。 這三個條件組合起來就決定了游戲不同的狀態(tài)，在每一個游戲周期中，游戲狀態(tài)管理就會調(diào)用 checkGame()方法， 檢測游戲的狀態(tài)，然后再根據(jù)不同的狀態(tài)，調(diào)用 handleEvent()方法產(chǎn)生游戲狀態(tài)碼即三個整型變量 0,1,2。在程序中這三個整型變量分別用 Game_Continue， Game_Over、 Game_Success 表示。視圖層根據(jù)狀態(tài)碼響應(yīng)不同的事件。當(dāng)玩家勝利時，顯示勝利畫面即由 Simulation 畫布轉(zhuǎn)向EndCanvas 畫布并顯示勝利的對話框。在該對話框上，玩家可以選擇是繼續(xù)游戲、再玩一次或者選擇關(guān)卡。當(dāng)玩家闖關(guān)失敗時，顯示 EndCanvas 畫布并顯示失敗的對話框。通過該對話框，玩家可以選擇重玩一次或者 選擇關(guān)卡。 動畫管理 動畫管理模塊負(fù)責(zé)將游戲中的場景、精靈、道具繪制到畫布中。由于手機(jī)內(nèi)存的限制和手機(jī)運(yùn)算能力的限制，若游戲中大量使用空間較大的圖片就很有可能造成應(yīng)用程序大于手機(jī)支持的應(yīng)用程序最大內(nèi)存限制而不能在手機(jī)上安裝或運(yùn)行，或者由于應(yīng)用程序運(yùn)行期間的內(nèi)存峰值大于手機(jī)的最大內(nèi)存限制，也會造成程序運(yùn)行異常。所以，本系統(tǒng)采用關(guān)鍵幀方法實現(xiàn)動畫管理。 (1) 繪制原理 首先，將圖片整體讀入內(nèi)存。然后按照游戲需要繪制某一幀或某幾幀的圖片。 23 如圖 58 所示： 圖 58 馬匪圖片 在圖片進(jìn)入內(nèi)存后每 一個圖片對應(yīng)一個 Body類的對象或者 Body類的子類對象， Body 對象有位置信息即橫坐標(biāo) x，縱坐標(biāo) y，這兩個坐標(biāo)確定圖片的位置。馬匪或者主角對象有是否或者的屬性，這個屬性確定圖片是否翻轉(zhuǎn)。所有圖片還會對應(yīng)一個圖片數(shù)組，該數(shù)組依次保存圖片的大小，幀數(shù)，利用這個數(shù)組可以確定如何切割圖片即確定每一幀圖片。 繪制圖 片的時候要首先判斷馬匪的狀態(tài)，若馬匪的 isAlive 屬性為 true 則馬匪是活著的然后就繪制第一幀，若馬匪死亡，就根據(jù)馬匪是如何死亡的繪制第二幀圖片。例如：馬匪是被左邊的子彈擊中則馬匪就要向右側(cè)倒下，第二幀 圖片就要順時針旋轉(zhuǎn) 90度。最終要實現(xiàn)的效果如圖 59 所示： 圖 59 繪制靜止和死亡的精靈效果 (2) 繪制場景 綜合考慮關(guān)鍵幀繪制法和手機(jī)內(nèi)存和游戲資源的大小的限制。游戲中的一些圖片資源按照圖 58 所示的方式，進(jìn)行了合并。圖片合并的方式是將同一個對象要用到的圖片，整合到一張圖片上，這樣就可以縮小圖片的總大小。 游戲中的場景分為三層：建筑層、道具層、精靈層。建筑層主要由墻壁和邊界這兩種對象組成。精靈層主要由馬匪和主角組成、道具層就要依據(jù)各個關(guān)卡的情況而定。主要的道具有鐵球、小木箱、大木箱等。繪制 這三層時必須協(xié)調(diào)才能完成場景的搭建。 這建筑層效果如圖 510 所示： 圖 510 建筑層的效果 第一幀 第二幀 基于 J2ME 的益智游戲的設(shè)計 24 精靈層如圖 511 所示： 圖 511 精靈層的效果 道具層的效果如圖 512 所示： 圖 512 道具層的效果 游戲主畫布會將這三層按照，建筑層、精靈層、道具層的順序進(jìn)行繪制。首先，將加載完成的圖片對象有資源管理模塊傳遞給動畫管理模塊，然后該模塊使用 Graphic 類的實例調(diào)用 piant()方法將圖片繪制到畫布，這樣建筑層就繪制完成了。然后再依次繪制精靈層和道具層。最終完成游戲 場景的創(chuàng)建。這樣就滿足了根據(jù)游戲狀態(tài)繪制特定的圖片需求。游戲中還需要相應(yīng)的字符提示玩家游戲的狀態(tài)。比如：現(xiàn)在游戲進(jìn)行到第幾關(guān)、玩家還有幾發(fā)子彈。這些信息可以幫助玩家游戲。綜上，繪制完成的地圖效果如 圖 513 所示： 圖 513 第 2 關(guān)地圖效果 聲音管理 在 支持混音的手機(jī)上根據(jù)玩家的輸入播放相應(yīng)的聲音。同時，手機(jī)也能播放背景音樂 。由于， MMAPI 各個產(chǎn)商實現(xiàn)的方式不同而且同一個產(chǎn)商如諾基亞， 25 實現(xiàn) MMAPI 的方式就不完全一 樣。所以，聲音管理是針對某一機(jī)型而言的。本游戲的聲音管理模塊 針對的是支持混音格式的手機(jī) 。 (1) 音樂播放原理 在 Java ME 里，聲音的處理是交給接口 Player 來處理的。 Player 把整個聲 音的播放過程看作是幾個狀態(tài)之間的變化 [11]如圖 514 所示： 圖 514 Player 狀態(tài)模型 當(dāng)一個 Player 接口被創(chuàng)建時，處于 UNREALIZED 狀態(tài)，狀態(tài)之間可以通過消息改變。但是，有些手機(jī)的 Player 接口沒有實現(xiàn)全部的狀態(tài)。所以， Player 接口的具體實現(xiàn)是需要針對機(jī)型進(jìn)行開發(fā)的。本游戲中首先判斷 Player 的狀態(tài)，然后再根據(jù)狀態(tài)模型決定如何改變 Player 的狀態(tài)，最終播放音樂。 播放前景音樂的活動圖如圖 515 所示： 圖 515 播放前景音樂的活動圖 基于 J2ME 的益智游戲的設(shè)計 26 播放背景音樂的活動圖如圖 516 所示： 圖 516 播放背景音樂的活動圖 游戲的實現(xiàn) 游戲框架的組織 (1) 加載資源 在游戲各 個模塊實現(xiàn)的 基礎(chǔ)上，就需要編寫 MI