智能终端软件开发

1. 智能终端软件开发 孙兴华 第10章 Android游戏开发

2. 本章知识结构图

3. 10.1 Android游戏开发框架 View类是Android的一个超类，这个类几乎包含了所有的屏幕类型。每一个View都有一个用于绘画的画布，这个画布可以进行任意扩展。 游戏中最重要的就是需要与玩家交互，比如键盘输入、触笔点击等事件，我们如何来处理这些事件呢？Android中提供了onKeyUp、onKeyDrown、onKeyMuliple、onKeyPreIme、onTouchEvent、onTrackballEvent等方法，可以轻松地处理游戏中的事件消息。 游戏的核心是不断地绘图和刷新界面，图我们可以通过onDraw方法绘制 3

4. 10.1 Android游戏开发框架 下面通过实现一个在屏幕上不停变换颜色的矩形来分析Android中界面的更新。先来看看运行效果，如图1所示；通过线程改变颜色之后，如图2所示；当我们在键盘上按上下键，矩形就会上下移动，如图3所示。 图1 此时为绿色矩形 图2 invalidate方法更新 图10-3 按键处理 4

5. 10.1.2 SurfaceView 类开发框架 游戏中的背景、任务、动画等都需要绘制在一个画布（Canvas）上，而SurfaceView可以直接访问一个画布，SurfaceView是提供给需要直接画像素而不是使用窗体部件的应用使用的。 View及其子类（如TextView和Button）要画在Surface上。每个Surface创建一个Canvas对象（但属性时常改变），用来管理View在Surface上的绘图操作。 5

6. 10.1.2 SurfaceView 类开发框架 在使用SurfaceView开发需要注意的是，使用它绘图时，一般都是出现在最顶层。 使用时还需要对其进行创建、销毁，情况改变时进行监视，这就要实现SurfaceHolder.Callback接口 如果要对被绘制的画布进行裁剪，控制其大小时都需要使用SurfaceHolder来完成处理。 在程序中，SurfaceHolder对象需要通过getHolder方法来获得，同时还需要addCallback方法来添加“回调函数”。 6

7. 10.1.2 SurfaceView 类开发框架 surfaceChanged：在Surface的大小发生改变时激发 surfaceCreated：在创建Surface时激发。 surfaceDestroyed：在销毁Surface时激发。 addCallback：给SurfaceView添加一个回调函数。 lockCanvas：锁定画布，绘图之前必须锁定画布才能得到当前画布对象。 unlockCanvasAndPost：开始绘制时锁定了画布，绘制完成之后解锁画布。 removeCallback：从SurfaceView中移除回调函数。 7

8. 10.1.2 SurfaceView 类开发框架 下面通过一个示例来分析使用SurfaceView开发的视图类，该程序实现了绘制一个不断变换颜色的圆，并且实现了SurfaceView的事件处理，其运行效果如图4所示。当我们按上下键时，图形移动之后效果如图5所示。 图4 SurfaceView 示例图5 SurfaceView 事件处理 8

9. 10.2 Graphics类开发——Paint和Color类 Paint中包含了很多方法对其属性进行设置 setAntiAlias：设置画笔的锯齿效果。 setColor：设置画笔的颜色。 setARGB：设置画笔的a，r，p，g值。 setAlpha：设置Alpha值。 setTextSize：设置字体尺寸。 setStyle： 设置画笔的风格，空心或者实心。 setStrokeWidth：设置空心的边框宽度。 getColor：得到画笔的颜色。 getAlpha得到画笔的Alpha值。 9

10. 10.2 Graphics类开发——Paint和Color类 Color类则更加简单，主要定义了一些颜色常量，以及对颜色的转换等。主要的12种颜色如下表所示。 10

11. 10.2 Graphics类开发——Paint和Color类 Color类同时还提供了Color.rgb方法将整形的颜色转换成Color类型，如Color.red方法可以提供出红色值。下面我们来看一个示例，分别说明这些方法的使用，运行效果如下图所示。 在绘制出图形之后还需要通过Activity类的setContentView方法来设置要显示的具体View类。 11

12. 10.2 Graphics类开发——Canvas类 画笔调整好之后，现在需要绘制到画布上，这就得用到Canvas类了。 除了在画布上绘制之外，还需要设置一些关于画布的属性，比如，画布的颜色、尺寸等。下面来分析Android中Canvas有哪些功能。 12

13. 10.2 Graphics类开发——Canvas类 Canvas提供了如下一些方法。 Canvas()：创建一个空的画布，可以使用setBitmap()方法来设置绘制的具体画布。 Canvas(Bitmap bitmap)：以bitmap对象创建一个画布，则将内容都绘制在bitmap上，因此bitmap不得为NULL。 Canvas(GL gl)：在绘制3D效果时使用，与OpenGL相关。 drawColor：设置Canvas的背景颜色。 setBitmap：设置具体画布。 clipRect：设置显示区域，即设置裁剪区。 isOpaque：检测是否支持透明。 rotate：旋转画布。 setViewport：设置画布中显示窗口。 skew：设置偏移量。 13

14. 10.2 Graphics类开发——Canvas类 旋转画布时会旋转画布上的所有对象，而我们只是需要旋转其中的一个，这时就需要用到save方法来锁定需要操作的对象， 在操作之后通过restore犯法来解除锁定，运行效果如x下图所示。 我们对左边的矩形旋转操作，而没有旋转右边的矩形，由于我们设置了裁剪区域，因此左边的矩形只能看到一部分。 14

15. 10.2.3 几何图形的绘制 其实前面我们已经看到了在屏幕上显示的矩形、圆形、三角形等几何图形 下面我们来看看在Android中可以绘制出哪些几何图形。 15

16. 10.2.3 几何图形的绘制 下面我们通过一个示例来看看如何绘制这些几何图形，运行效果如下图所示。示例中分别绘制了空心和实心的几何图形。 16

17. 10.2.4 图像绘制 在Android中，项目目录下的“res\drawable”文件夹（包括drawable—hdpi、drawable—mdpi、drawable—ldpi文件夹）用来放置该项目的图片资源， Android中提供了Bitmap来存放这些资源，如下代码可以通过一个资源索引获得其图像对象Bitmap ：((BitmapDrawable)getResources().getDrawable(资源索引)).getBitmap(); 然后使用drawBitmap方法将图片显示到屏幕上。如下代码将一个名为bitmap的Bitmap对象显示在（x,y）坐标上：Canvas.drawBitmap(bitmap,x,y,null); Bitmap还提供了一些方法，比如getHeight方法和getWith方法可以获得这个图片的高度和宽度 17

18. 10.2.4 图像绘制 我们将在下面的示例中分析如何使用这些方法，并将图片显示在手机屏幕上，运行效果如下图所示。 该示例显示了两张图片，用户可以通过左右键来控制图片左右移动。 18

19. 10.2.5 图像旋转 在Android中进行图像旋转需要使用Matrix，它包含一个3×3的矩阵，专门用于进行图像变换匹配，Matrix没有结构体，它必须被初始化，通过reset方法或set方法来实现。 通过setRotate设置旋转角度，用createBitmap创建一个经过旋转等处理的Bitmap对象，然后将Bitmap绘制到屏幕上，于是就实现了旋转操作。 19

20. 10.2.5 图像旋转 下面我们通过一个示例来说明Matrix的使用以及旋转方式，运行效果如下图所示，本示例可以通过左右键旋转图像。 20

21. 10.2.6 图像缩放 如何来缩放图像呢？其实和旋转一样，不同的是需要使用Matrix的postScale方法来设置图像缩放的倍数。下面的示例可以通过上下键来缩小和放大图像。下图所示是经过缩小的图像和放大的图像。 21

22. 10.3 动画实现 Tween动画，即通过对场景里的对象不断进行图像变换（平移、缩放、旋转）来产生动画效果 Frame动画，即顺序播放事先做好的图像，和电影类似。 GIF动画的实现原理。 22

23. 10.3.1 Tween动画 首先来分析Tween动画，Tween动画通过对View的内容完成一系列的图形变换（包括平移、缩放、旋转、改变透明度）来实现动画效果。它主要包括以下四种动画效果： Alpha：渐变透明度动画效果。 Scale：渐变尺寸伸缩动画效果。 Translate：画面转换位置移动动画效果。 Rotate：画面转移旋转动画效果。 23

24. 10.3.1 Tween动画（通过Java代码实现） 具体来讲，Tween动画是通过预先定义一组指令，这些指令指定了图形变换的类型、触发时间、持续时间。程序沿着时间线执行这些指令就可以实现动画效果。 因此我们首先需要定义Animation动画对象，然后设置该动画的一些属性，最后通过startAnimation方法来开始动画。各个动画的属性设置如下： AlphaAnimation(float fromAlpha, float toAlpha) 功能：构建一个渐变透明度动画 参数：fromAlpha为动画起始时透明度；toAlpha为动画结束时透明度（0.0表示完全透明，1.0表示完全不透明）。 24

25. 10.3.1 Tween动画（通过Java代码实现） ScaleAnimation(float fromX, float toX, float fromY, float toY, int pivotXType, float pivotXValue, int pivotYType, float pivotYValue) 功能：构建一个渐变尺寸伸缩动画。 参数：fromX、toX分别是起始和结束时x坐标上的伸缩尺寸。FromY、toY分别是起始和结束是y坐标上的伸缩尺寸。pivotXType、pivotYType分别是x、y的伸缩模式。pivoXValue、pivotYValue分别为伸缩动画相对于x、y的坐标开始位置。 TranslateAnimation(float fromXDelta, float toXDelta, float fromYDelta, float toYDelta) 功能：构建一个画面转换位置移动动画。 参数：fromXDelta、fromYDelta分别为起始坐标；toXDelta、toYDelta分别为结束坐标。 25

26. 10.3.1 Tween动画（通过Java代码实现） RotateAnimation(float fromDegrees, float toDegrees, int pivotXType, float pivotXValue, int pivotYType, float pivotYValue) 功能：构建一个旋转画面的动画。 参数fromDegrees未开始的角度；toDegrees未结束的角度。pivotXType、pivotYType分别为x、y的伸缩模式。pivotXValue、pivotYValue分别为伸缩动画相对于x、y的坐标开始位置。 setDuration(long durationMillis) 功能：设置动画显示的时间。 参数：durationMillis为动画显示时间的长短，以毫秒为单位。 startAnimation`(Animation animation) 功能：开始播放动画。 参数：animation为要播放的动画。 26

27. 10.3.1 Tween动画（通过Java代码实现） 下面我们通过具体代码来看这些动画是如何实现的，AlphaAnimation动画、ScaleAnimation动画、TranslateAnimation动画、RotateAnimation动画如下图所示，分别通过操作上、下、左、右四个方向键来显示动画效果。 27

28. 10.3.1 Tween动画（通过XML代码实现） 在Andriod中使用XML布局文件实现动画更加简单，下面我们分别将这4种动画改用XML布局文件来实现。 <alpha>动画中，fromAlpha表示透明度，toAlpha表示结束透明度，duration表示动画的时间长短。 在<scale>动画布局中，fromXScale为动画起始时x坐标上的伸缩尺寸，toXScale为动画结束时x坐标上的伸缩尺寸，fromYScale为动画起始时y坐标上的伸缩尺寸，toYScale为动画结束时y坐标上的伸缩尺寸；pivotX为动画相对于物件的x坐标时的开始位置，pivotY为动画相对于物件的y坐标的开始位置；duration表示动画的时间长短。 在<translate>动画布局中，fromXDelta为动画起始时x坐标上的位置，toXDelta为动画结束时x坐标上的位置，fromYDelta为动画起始时y坐标上的位置，toYDelta为动画结束时y坐标上的位置；duration表示动画的时间长短。 28

29. 10.3.1 Tween动画（通过XML代码实现） 在Andriod中使用XML布局文件实现动画更加简单，下面我们分别将这4种动画改用XML布局文件来实现。 在<rotate>动画布局中，interpolator指定了一个动画插入器，fromDegrees为动画起始时物件的角度，toDegrees为动画结束时物件旋转的角度（可以大于360度），pivotX为动画相对于物件的x坐标的开始位置，pivotY为动画相对于物件的y坐标的开始位置，duration表示动画的时间长短。 现在我们完成了几种动画的XML布局，下面只需要在程序中装载这些布局，然后开始播放动画即可。 29

30. 10.3.2 Frame 动画 只需要创建一个AnimationDrawable对象来表示Frame动画 然后通过addFrame方法把每一帧要显示的内容添加进去 最后通过start方法就可以播放这个动画了，同时还可以通过setOneShot方法来设置该动画是否重复播放。 30

31. 10.3.2 Frame 动画（通过Java代码实现） 下面我们就通过Frame动画来模拟日全食效果。 按上方向键开始欣赏日全食效果。 31

32. 10.3.2 Frame 动画（通过xml代码实现） 如果使用XML布局文件来实现Frame动画，基本上就不用写多少代码了，只需要在XML文件中通过oneshot设置动画是否重复播放，然后将所有帧都列出来即可 最后在程序中通过setBackgroundResource方法加载这个XML动画布局文件 通过用getBackground方法得到动画 通过用setBackgroundDrawable方法设置要显示的动画 通过用start开始播放动画即可欣赏和上面一样的日全食效果了， 32

33. 10.3.2 Frame 动画（通过xml代码实现） 如果使用XML布局文件来实现Frame动画，基本上就不用写多少代码了，只需要在XML文件中通过oneshot设置动画是否重复播放，然后将所有帧都列出来即可 最后在程序中通过setBackgroundResource方法加载这个XML动画布局文件 通过用getBackground方法得到动画 通过用setBackgroundDrawable方法设置要显示的动画 通过用start开始播放动画即可欣赏和上面一样的日全食效果了， 33

34. 10.3.3 GIF动画播放 本示例播放的一张GIF动画，想要播放GIF动画，首先需要对GIF图像进行解码，然后将GIF中的每一帧分别提取出来保存到一个容器中，然后根据需要连续绘制每一帧，这样就可以轻松地实现GIF动画的播放。 这个逻辑过程十分简单，首先需要创建一个GIF图像解码类，然后需要一个GIF帧管理器来管理GIF的每一帧的图片。最后，使用这两个类播放一张GIF动画。 34

35. 10.4小结 Android中的游戏开发框架， 图像图像的绘制和处理方法， Android中的两种动画的实现原理， Android平台中如何播放GIF动画。 对于复杂的游戏来说，还需要更高级的处理以及优化，后面的章节会专门讨论这方面的话题，希望大家保持高度的热情继续后面的学习！ 35

36. Q & A Any questions??