Android游戏的基础：物体运动效果-技术开发专区

Android游戏的基础：物体运动效果

作者：廖煜嵘编辑：景保玉 2011-04-07 00:05 IT168网站原创

　　【IT168技术】在本文中，你将学习到如何在Android中实现物体运动的效果，要知道，这可是Android游戏编程中的基础。你将不会学到十分复杂的动画效果，只是学习如何让一个小球在屏幕中四处运动，小球当碰到屏幕的边界后，将被弹回。然而，可不要小看这些基础知识，其原理可以用在很多的游戏场景中去。本文的读者对象为有一定Java基础知识及Android基础知识的用户。

　　一、新建工程

　　首先，我们在Eclipse中新建一个名为Movement的工程，并且选择合适的Android SDK，如下图：

Android游戏的基础：物体运动效果
▲新建工程

　　在这里，我们选用的API是比较低的1.5版本，这样可以让其适应性更强。接下来，我们新建两个类，一个是UpdateThread类，一个是SurfaceView类，它们在项目中分别是负责处理线程和画面的两个类，在接下来会有详细介绍，如下图，分别建立这两个类，注意选择正确它们继承的父类：

Android游戏的基础：物体运动效果

　　在建立完成后，系统的项目结构看上去应该象如下的样子：

Android游戏的基础：物体运动效果

　　二、编写Movment.java启动程序

　　任何一个Android应用都必须有一个主启动程序来启动，我们这里把这个启动程序

　　命名为Movment,代码很简单如下：

   public class Movement extends Activity  {
    @Override
    public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {

        super.onCreate(savedInstanceState);
        setContentView(new MovementView(this));
    }

　　注意的是，我们这个启动程序不象其他程序一样，在启动的时候，在setContentView中传

　　入界面布局文件，而是直接将MovementView的实例传递进来，也就是说，直接启动了

　　MovementView这个类，在这个类中，我们将绘画我们的小球。

　　三、介绍SurfaceView

　　在Android中，SurfaceView是一个重要的绘图容器，它可以可以直接从内存或者DMA等硬件接口取得图像数据。通常情况程序的View和用户响应都是在同一个线程中处理的，这也是为什么处理长时间事件(例如访问网络)需要放到另外的线程中去(防止阻塞当前UI线程的操作和绘制)。但是在其他线程中却不能修改UI元素，例如用后台线程更新自定义View(调用View的在自定义View中的onDraw函数)是不允许的。

　　如果需要在另外的线程绘制界面、需要迅速的更新界面或则渲染UI界面需要较长的时间，这种情况就要使用SurfaceView了。SurfaceView中包含一个Surface对象，而Surface是可以在后台线程中绘制的。

　　在本文中，我们将使用它，直接通过代码创建一个小球，并且随着UpdateThread线程的更新，不断改变小球的位置，下面我们开始学习MovementView的编写，先看下如何运用SurfaceView。

　　首先导入SurfaceView及绘图的相关库文件，如下所示：

　　接着，我们要继承SurfaceView并且实现SurfaceHolder.Callback接口，这是一个SurfaceHolder的内部接口，可以实现该接口获得界面改变的信息，代码如下，并且我们声明了一些成员变量：

public class MovementView extends SurfaceView implements SurfaceHolder.Callback {
    private int xPos;
    private int yPos;

    private int xVel;
    private int yVel;

    private int width;
    private int height;

    private int circleRadius;
    private Paint circlePaint;

    UpdateThread updateThread;
}

　　而在MovementView的构造函数中，我们设置了小球的大小和在X,Y方向上的初始坐标，如下：

　　public MovementView(Context context) {
    super(context);
    getHolder().addCallback(this);

    circleRadius = 10;
    circlePaint = new Paint();
    circlePaint.setColor(Color.BLUE);

    xVel = 2;
    yVel = 2;
}

　　接着我们来看下ondraw方法的编写，在这里，我们将绘画小球，并且每次都把画布Canvas的背景色设置为白色，以重新覆盖之前一帧，代码如下：

protected void onDraw(Canvas canvas) {

        canvas.drawColor(Color.WHITE);

        canvas.drawCircle(xPos, yPos, circleRadius, circlePaint);
    }

　　我们再来看下updatePhysics这个方法如何编写。这个方法的作用有两个：一是处理小球的运动，二是更新小球的实时位置，因为小球在屏幕中不断地运动，因此当小球到达比如屏幕绘画区域的顶端后，要被弹回，因此代码如下：

public void updatePhysics() {

//更新当前的x,y坐标
        xPos += xVel;
        yPos += yVel;

        if (yPos - circleRadius < 0 || yPos + circleRadius > height) {


            if (yPos - circleRadius < 0) {

                //如果小球到达画布区域的上顶端，则弹回

                yPos = circleRadius;
            }else{

                //如果小球到达了画布的下端边界，则弹回

                yPos = height - circleRadius;
            }

            // 将Y坐标设置为相反方向
            yVel *= -1;
        }
        if (xPos - circleRadius < 0 || xPos + circleRadius > width) {


            if (xPos - circleRadius < 0) {

                // 如果小球到达左边缘

                xPos = circleRadius;
            } else {

                // 如果小球到达右边缘

                xPos = width - circleRadius;
            }

            // 重新设置x轴坐标
            xVel *= -1;
        }
    }

　　最后我们看下surfaceCreated这个方法的代码，在这个方法中，主要是取得了可用的SurfaceView的区域的高度和宽度，然后设置了小球的起始坐标(将其设置在屏幕的正中央位置)，并且启动了UpdateThread线程，代码如下：

public void surfaceCreated(SurfaceHolder holder) {

        Rect surfaceFrame = holder.getSurfaceFrame();
        width = surfaceFrame.width();
        height = surfaceFrame.height();

        xPos = width / 2;
        yPos = circleRadius;

        updateThread = new UpdateThread(this);
        updateThread.setRunning(true);
        updateThread.start();
    }

　　此外，我们要补上surfaceChanged这个方法，这个方法意思是界面尺寸改变时才调用，在我们这个应用中并没用到，所以我们保留为空的方法实现：

public void surfaceChanged(SurfaceHolder holder, int format, int width, int height)
{

}

　　而surfaceDestroyed方法中，主要实现的是界面被销毁时才调用，这里我们停止了当前的线程所处理的任务，这里使用了线程的join方法：

public void surfaceDestroyed(SurfaceHolder holder) {

        boolean retry = true;

        updateThread.setRunning(false);
        while (retry) {
            try {
                updateThread.join();
                retry = false;
            } catch (InterruptedException e) {

            }
        }
    }

　　归纳下，完整的MovementView代码如下：

　　package example.movement;

import android.content.Context;
import android.graphics.Canvas;
import android.graphics.Color;
import android.graphics.Paint;
import android.graphics.Rect;
import android.view.SurfaceHolder;
import android.view.SurfaceView;

public class MovementView extends SurfaceView implements SurfaceHolder.Callback {

    private int xPos;
    private int yPos;

    private int xVel;
    private int yVel;

    private int width;
    private int height;

    private int circleRadius;
    private Paint circlePaint;

    UpdateThread updateThread;

    public MovementView(Context context) {

        super(context);
        getHolder().addCallback(this);

        circleRadius = 10;
        circlePaint = new Paint();
        circlePaint.setColor(Color.BLUE);

        xVel = 2;
        yVel = 2;
    }
    @Override
    protected void onDraw(Canvas canvas) {

        canvas.drawColor(Color.WHITE);
        canvas.drawCircle(xPos, yPos, circleRadius, circlePaint);
    }

    public void updatePhysics() {
        xPos += xVel;
        yPos += yVel;

        if (yPos - circleRadius < 0 || yPos + circleRadius > height) {
            if (yPos - circleRadius < 0) {
                yPos = circleRadius;
            }else{
                yPos = height - circleRadius;
            }
            yVel *= -1;
        }
        if (xPos - circleRadius < 0 || xPos + circleRadius > width) {
            if (xPos - circleRadius < 0) {
                xPos = circleRadius;
            } else {
                xPos = width - circleRadius;
            }
            xVel *= -1;
        }
    }

    public void surfaceCreated(SurfaceHolder holder) {

        Rect surfaceFrame = holder.getSurfaceFrame();
        width = surfaceFrame.width();
        height = surfaceFrame.height();

        xPos = width / 2;
        yPos = circleRadius;

        updateThread = new UpdateThread(this);
        updateThread.setRunning(true);
        updateThread.start();
    }

    public void surfaceChanged(SurfaceHolder holder, int format, int width, int height) {
    }

    public void surfaceDestroyed(SurfaceHolder holder) {

        boolean retry = true;

        updateThread.setRunning(false);
        while (retry) {
            try {
                updateThread.join();
                retry = false;
            } catch (InterruptedException e) {
            }
        }
    }
}

　　四、编写UpdateThread

　　下面，我们开始着手编写UpdateThread线程程序。这个程序主要是启动一个线程去不断更新当前小球的位置。先看声明及构造函数部分：

package licksquid.movement;

import android.graphics.Canvas;
import android.view.SurfaceHolder;

public class UpdateThread extends Thread {
    private long time;
    private final int fps = 20;
    private boolean toRun = false;
    private MovementView movementView;
    private SurfaceHolder surfaceHolder;

}
public UpdateThread(MovementView rMovementView) {
        movementView = rMovementView;
        surfaceHolder = movementView.getHolder();
    }
　public void setRunning(boolean run) {
        toRun = run;
    }

　　注意这里的setRunning方法中设置了线程是否应该停止的标记，下面来看重要的方法run:

  public void run() {

        Canvas c;
        while (toRun) {

            long cTime = System.currentTimeMillis();

            if ((cTime - time) <= (1000 / fps)) {

                c = null;
                try {
                    c = surfaceHolder.lockCanvas(null);

                    movementView.updatePhysics();
                    movementView.onDraw(c);
                } finally {
                    if (c != null) {
                        surfaceHolder.unlockCanvasAndPost(c);
                    }
                }
            }
            time = cTime;
        }
    }

　　在run方法中，主要实现了如下几个任务：首先检查是否有允许启动该线程(在开始运行后，由于在MovementView中，启动UpdateThread的时候，已经设置了其值为true,即updateThread.setRunning(true))，接下来检查是否在指定的时间内(这里设置的是每秒20帧)，如果是的话，则调用surfaceHolder的lockCanvas方法，锁定当前的画布绘画区域，并且调用movementView的updatePhysics方法及onDraw方法去画小球并判断小球的运动，最后记得要在finally中调用unlockCanvasAndPost方法。

　　五、运行程序

　　最后运行程序，可以看到如下的效果，可以看到小球在做各个方向的弹跳运动。

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