定义游戏的角色和特征

一个只能将图片左右移动的游戏是没有意思的。我们现在要对清单1的代码作一些改动，让它变得更有趣些。首先我们要定义游戏显示的边界，这样能保证在所有设备上的大小一致，先定义一些常量，如下代码所示：

//游戏边界
public static final int GAME_WIDTH = 160;
public static final int GAME_HEIGHT = 160;

// 游戏屏幕的原点坐标（左上角）
public final int GAME_ORIGIN_X = (getWidth() - GAME_WIDTH) / 2;
public final int GAME_ORIGIN_Y = (getHeight() - GAME_HEIGHT) / 2;

// couple小精灵上下区域的高度
public final int SECTION_HEIGHT = 64;

// couple小精灵来回移动的基准位（base）
public final int BASE = GAME_ORIGIN_Y + GAME_HEIGHT - SECTION_HEIGHT;

// couple小精灵跳跃的最大高度
public final int MAX_HEIGHT = 32;

(注意，我们这里引入了一个游戏特征：couple小精灵很快就可以在屏幕上跳动了)

在游戏屏幕上定义的这些常量规定了游戏的边界，如图2所示。

                        图 2. 用常量定义游戏边界

当然，我们现在需要修改代码来使用这些常量。在清单1的代码中添加一个buildGameScreen(Graphics g)方法，如下代码所示：

private void buildGameScreen(Graphics g)
{
    // 设置画笔为黑色
    g.setColor(0x000000);
    
    // 绘制游戏边界
    g.drawRect(GAME_ORIGIN_X, GAME_ORIGIN_Y, GAME_WIDTH, GAME_HEIGHT);

    // 绘制基准线
    g.drawLine(GAME_ORIGIN_X, BASE, GAME_ORIGIN_X + GAME_WIDTH, BASE);

    //标出couple小精灵能跳到的最高位置
    g.drawLine(GAME_ORIGIN_X, BASE - MAX_HEIGHT, GAME_ORIGIN_X + GAME_WIDTH, BASE - MAX_HEIGHT);
}

再在updateGameScreen()方法里绘制couple之前添加一个该方法的调用，还要将couple小精灵的开始位置由CENTER_Y改为BASE（在start()方法里设置coupleY = BASE）。

couple小精灵可以左右移动，我们要限制它走出边界，更改calculateCoupleX()方法里左右移动的代码，避免坐标超出边界。修改后的代码如下：

private void calculateCoupleX(int keyState)
{
    // 根据移动方向改变x坐标
    if((keyState & LEFT_PRESSED) != 0)
    {
        coupleX = Math.max(
            GAME_ORIGIN_X + coupleImg.getWidth() / 2,
            coupleX - dx);
    }
    else if((keyState & RIGHT_PRESSED) != 0)
    {
        coupleX = Math.min(
            GAME_ORIGIN_X + GAME_WIDTH - coupleImg.getWidth() / 2,
            coupleX + dx);
    }
}

方法使用Math.max()和min()函数使图片显示在游戏边界内。注意我们在计算中还考虑了图片的大小。

我们刚才说过要实现couple小精灵在屏幕上跳跃的功能，我们现在增加一个方法使图片在Y轴上移动，跳跃时移动的具体路径将不受玩家影响。

在清单1的代码中添加三个新的实例变量：up、jumpHeight 和random。如下所示：

// 表示couple小精灵移动方向的标识
private boolean up = true;

// 跳跃高度，跳跃时随机生成
private int jumpHeight = MAX_HEIGHT;

// 随机数产生器
public Random random = new Random();

jumpHeight初始值被设为MAX_HEIGHT。jumpHeight变量会在couple小精灵每次跳跃时动态设为随机值，新增的calculateCoupleY()方法如下：

private void calculateCoupleY(int keyState)
{
    // 检查couple小精灵是否在跳跃
    if(up)
    {
        // 检查小精灵是否跳到了最大高度
        if((coupleY > (BASE - jumpHeight + coupleImg.getHeight())))
        {
            //没达到最大高度，继续上升
            coupleY -= dy;
        }
        else if(coupleY == (BASE - jumpHeight + coupleImg.getHeight()))
        {
            // 到了最大高度，开始下降
            coupleY += dy;

            // 修改方向标识
            up = false;
        }
    }
    else
    {
        // 小精灵正在下降，检查是否到地面了？
        if(coupleY < BASE)
        {
            // 还没有，继续下降
            coupleY += dy;
        }
        else if(coupleY == BASE)
        {
            // 到达地面，算一个新的随机高度（小于等于最大高度）
            int hyper = random.nextInt(MAX_HEIGHT + 1);
            
            // 保证跳跃高度大于图像高度
            if(hyper > coupleImg.getHeight())
            {
                jumpHeight = hyper;
            }

            // 往上跳
            coupleY -= dy;

            // 重置方向标识
            up = true;
        }
    }
}

你可能已经发觉，这个方法不依赖于用户的按键，传入的keyState信息也没有用到。传入这个值是为了与calculateCoupleX()方法保持一致。方法刚开始时通过渐增coupleY变量值使couple小精灵上升，直到达到这次的跳跃高度（刚开始是MAX_HEIGHT）。达到这个高度后，小精灵开始往下降，降到BASE后又随机生成一个介于MAX_HEIGHT和图像高度之间的数值，按这个高度开始下一次跳跃。

游戏的整个效果是一个以随机高度跳跃的couple小精灵，它可以在用户的操纵下左右移动。图3是游戏的一个截屏：



                   图 3. 游戏截屏

GameCanvas类继承自Canvas，提供了一个屏幕后端的缓冲区，所有的绘制操作都先在这个缓冲区里进行。当所有绘制操作完成后，我们调用flushGraphics()方法将缓冲区内容输出到屏幕。这种双缓冲机制可以使图像的移动更加平滑，避免图像的闪烁。缓冲区大小等于屏幕的大小，而且每一个GameCanvas实例有且仅有一个缓冲区。

GameCanvas类提供一种存储按键状态的机制，我们可以通过它方便的了解用户与游戏的交互。这种机制可以跟踪用户按特殊键的次数，调用getKeyStates()方法返回所有游戏键按键状态的二进制表示，1代表上次调用方法后按过该键，0表示上次调用后还没有按过该键。我们可以跟踪的游戏状态有（这里的键都是在Canvas类里定义的）：DOWN_PRESSED, UP_PRESSED, RIGHT_PRESSED, LEFT_PRESSED, FIRE_PRESSED, GAME_A_PRESSED, GAME_B_PRESSED, GAME_C_PRESSED和GAME_D_PRESSED。

首先扩展GameCanvas类，定制一个游戏画布，代码见清单1。清单2是运行例子的MIDlet。

package com.j2me.part3;

import javax.microedition.lcdui.Image;
import javax.microedition.lcdui.Display;
import javax.microedition.lcdui.Graphics;
import javax.microedition.lcdui.game.GameCanvas;

import java.io.IOException;

public class MyGameCanvas
    extends GameCanvas
    implements Runnable
{
    public MyGameCanvas()
    {
        super(true);
    }
    
    public void start()
    {
        try
        {
            //导入couple图片，坐标定位在屏幕中央
            coupleImg = Image.createImage("/couple.gif");
            coupleX = CENTER_X;
            coupleY = CENTER_Y;
        }
        catch(IOException ioex)
        {
            System.err.println(ioex);
        }
        
        Thread runner = new Thread(this);
        runner.start();
    }
    
    public void run()
    {
        //获取画布的graphics对象
        Graphics g = getGraphics();
        
        while(true) //无穷循环
        {
            //基于上一个代码清单列出的结构
            
            //首先检查游戏状态
            verifyGameState();
            
            //检查用户输入
            checkUserInput();
            
            //更新屏幕
            updateGameScreen(getGraphics());
            
            //休息一下，控制刷新频率
            try
            {
                Thread.currentThread().sleep(30);
            }
            catch(Exception e)
            {}
        }
    }
    
    private void verifyGameState()
    {
        //现在先不做任何操作
    }
    
    private void checkUserInput()
    {
        //获取按键信息
        int keyState = getKeyStates();
        
        //计算x轴位置
        calculateCoupleX(keyState);
    }
    
    private void updateGameScreen(Graphics g)
    {
        //清空屏幕背景
        g.setColor(0xffffff);
        g.fillRect(0, 0, getWidth(), getHeight());
        
        //将couple图片绘制到当前坐标位置
        g.drawImage(
            coupleImg, coupleX, coupleY, Graphics.HCENTER |
            Graphics.BOTTOM);
        
        flushGraphics();
    }
    
    private void calculateCoupleX(int keyState)
    {
        //判断移动方向
        if((keyState & LEFT_PRESSED) != 0)
        {
            coupleX -= dx;
        }
        else if((keyState & RIGHT_PRESSED) != 0)
        {
            coupleX += dx;
        }
    }
    
    private Image coupleImg;
    private int coupleX;
    private int coupleY;
    private int dx = 1; //移动量
    
    //屏幕中心
    public final int CENTER_X = getWidth() / 2;
    public final int CENTER_Y = getHeight() / 2;
}

清单 1. MyGameCanvas：游戏画布的第一个版本

清单 2 是使用这个游戏画布的MIDlet:

package com.j2me.part3;

import javax.microedition.lcdui.Display;
import javax.microedition.midlet.MIDlet;

public class GameMIDlet extends MIDlet
{
    MyGameCanvas gCanvas;
    
    public GameMIDlet()
    {
        gCanvas = new MyGameCanvas();
    }
    
    public void startApp()
    {
        Display d = Display.getDisplay(this);
        gCanvas.start();
        
        d.setCurrent(gCanvas);
    }
    
    public void pauseApp()
    {}
    
    public void destroyApp(boolean unconditional)
    {}
}

清单 2. 运行游戏示例的MIDlet类

使用Wireless工具建立一个工程，导入这两个类，然后生成并运行工程。确保你的工程目录res中有这个图片文件，并保证名称为couple.gif, 图1是运行结果。

图1. 构建一个游戏：使用GameCanvas类

使用设备的方向键可以左右移动屏幕中的小图像，这是通过从checkUserInput()里取得按键状态，然后调用calculateCoupleX()，通过将按键状态与GameCanvas里预定义的按键值进行与操作(&)，得到用户当前按的键，然后将实例变量更新，最终反映到设备屏幕上。

图像是在updateGameScreen()方法里被绘制到屏幕上的。这个方法使用传入的Graphics对象进行绘制，每一个GameCanvas只有一个Graphics对象。方法首先擦除上次绘制的图像，然后基于当前的coupleX值（还有一直不变的coupleY值）绘制couple.gif图像,最后将缓冲区的数据输出到屏幕。

run()方法里的循环体遵循我们刚开始提出的游戏结构。循环每30毫秒检查一次用户输入并刷新屏幕。你可以试着将这个值改变一下，这会改变刷新的频率。

最后，注意MyGameCanvas的构造器里调用了父类GameCanvas的构造方法，传入的参数为true，这表示从Canvas类继承的按键事件机制被抑制了，因为我们的代码不需要这些通知机制。我们的游戏状态用GameCanvas里自带的按键信息（由getKeyStates()方法取得）来处理已经足够了。通过抑制“keyPressed”、“keyReleased”和“keyRepeated”等通知机制，可以提高游戏的性能。

J2ME游戏API：摘要
javax.microedition.lcdui.game包只有5个类：GameCanvas, Layer, Sprite, TiledLayer和LayerManager. 这5个类提供了开发各种游戏应用的平台。

Layer是Sprite和TiledLayer的父类。这个类封装了游戏中可视化元素的行为。可视化元素可以是小精灵（sprite）,代表一个可以在屏幕上来回移动的独立图形（或组成动画的一组图形），
或是一个背景层：通过很少的图片，就可以生成庞大游戏中的背景。我们可以用Layer来布置图形和进行可视化操作。Layer的子类通过重写paint(Graphics g)方法将元素绘制到屏幕上。

LayerManager类可以控制各层的绘制及绘制顺序，因此我们可以更方便地管理游戏中的可视化元素（包括小精灵和背景层）。

GameCanvas类扩展了上两节我们讲过的Canvas类（画布），提供一个在屏幕后端运行(off-screen)的缓冲区，所有绘制操作都先在这个缓冲区上进行，然后再显示到屏幕。它还提供了得到用户按键信息的快捷方法。

最好的学习方法应该是写一个完整的小游戏，通过这个小游戏我们可以了解游戏制作的方方面面。我们在介绍完这个小游戏的构造后（针对目前还没有游戏开发经验的），会在开发游戏的过程中具体介绍包中的每个类。

构建游戏的简短入门

游戏和动画是建立在重复执行某段代码的机制上的。这段代码跟踪实例变量的值，然后更新相应状态。基于当前游戏状态，代码将游戏元素绘制到屏幕上。实例变量值是随着用户交互和游戏内部行为而改变的。

代码的重复执行是通过将这段代码放入循环中实现的。在进入循环前，先检查一下实例变量，看是否要继续游戏，否则退出循环。为了控制实例变量的更新频率（其实是屏幕刷新的频率），循环体中的代码应该每次休眠一段时间（毫秒计）。

游戏的结构如下列代码所示：

// 主类
public class MainClass 
{
  private GameCanvas canvas = new MyGameCanvas();


  public MainClass() 
  {
    // 开始一个线程
    canvas.start();
  }
  
  // 其他代码
}


// 实际进行绘制的类
public class MyGameCanvas extends GameCanvas implements Runnable 
{
  public MyGameCanvas() 
  {
    // 初始化
  }
  
  public void start() 
  {
    // 初始化
    
    // 执行绘制线程
    Thread runner = new Thread(this);
    runner.start();
  }
  
  private void run() 
  {
  
    // 或者使用(keeprunning = true) 
    // keeprunning是一个控制游戏状态的实例变量

    while(true) 
    { 


      // 检查游戏是否达到 
      // 某个边界值或特殊条件
      
      verifyGameState(); 


      // 从用户那里得到输入，然后更新描述游戏元素状态的变量值 
      
        checkUserInput(); 


      // 使用Graphics对象将当前游戏状态绘制到屏幕上

      updateGameScreen(getGraphics());


      // 控制屏幕更新的频率 

      Thread.sleep(milliseconds); 
    }
  }
}

我们将在以下几节中使用这个结构来开发一个游戏。