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安卓小游戏:小板弹球

安卓小游戏:小板弹球

前言

这个是通过自定义View实现小游戏的第三篇,是小时候玩的那种五块钱的游戏机上的,和俄罗斯方块很像,小时候觉得很有意思,就模仿了一下。

需求

这里的逻辑就是板能把球弹起来,球在碰撞的时候能把顶部的目标打掉,当板没有挡住球,掉到了屏幕下面,游戏就结束了。核心思想如下:

  • 1,载入配置,读取游戏信息、配置及掩图
  • 2,启动游戏控制逻辑,球体碰到东西有反弹效果
  • 3,手势控制板的左右移动

效果图

效果图已经把游戏的逻辑玩出来了,大致就是这么个玩法,就是我感觉这不像一个游戏,因为小球的初始方向就决定了游戏结果,也许我应该把板的速度和球的方向结合起来,创造不一样。

ball

代码

import android.annotation.SuppressLint
import android.app.AlertDialog
import android.content.Context
import android.graphics.Bitmap
import android.graphics.Canvas
import android.graphics.Color
import android.graphics.Paint
import android.graphics.drawable.Drawable
import android.os.Handler
import android.os.Looper
import android.os.Message
import android.util.AttributeSet
import android.view.MotionEvent
import android.view.View
import com.silencefly96.module_views.R
import java.lang.ref.WeakReference
import kotlin.math.*/*** 弹球游戏view** 1,载入配置,读取游戏信息、配置及掩图* 2,启动游戏控制逻辑,球体碰到东西有反弹效果* 3,手势控制板的左右移动** @author silence* @date 2023-02-08*/
class BombBallGameView @JvmOverloads constructor(context: Context,attrs: AttributeSet? = null,defStyleAttr: Int = 0
): View(context, attrs, defStyleAttr) {companion object {// 游戏更新间隔,一秒20次const val GAME_FLUSH_TIME = 50L// 目标移动距离const val TARGET_MOVE_DISTANCE = 20// 距离计算公式fun getDistance(x1: Int, y1: Int, x2: Int, y2: Int): Float {return sqrt(((x1 - x2).toDouble().pow(2.0)+ (y1 - y2).toDouble().pow(2.0)).toFloat())}// 两点连线角度计算, (x1, y1) 为起点fun getDegree(x1: Float, y1: Float, x2: Float, y2: Float): Double {// 弧度val radians = atan2(y1 - y2, x1 - x2).toDouble()// 从弧度转换成角度return Math.toDegrees(radians)}}// 板的长度private val mLength: Int// 行的数量、间距private val rowNumb: Intprivate var rowDelta = 0// 列的数量、间距private val colNumb: Intprivate var colDelta = 0// 球的掩图private val mBallMask: Bitmap?// 目标的掩图private val mTargetMask: Bitmap?// 目标的原始配置private val mTargetConfigList = ArrayList<Sprite>()// 目标的集合private val mTargetList = ArrayList<Sprite>()// 球private val mBall = Sprite(0, 0, 0f)// 板private val mBoard = Sprite(0, 0, 0f)// 游戏控制器private val mGameController = GameController(this)// 上一个触摸点X的坐标private var mLastX = 0f// 画笔private val mPaint = Paint().apply {color = Color.WHITEstrokeWidth = 10fstyle = Paint.Style.STROKEflags = Paint.ANTI_ALIAS_FLAGtextAlign = Paint.Align.CENTERtextSize = 30f}init {// 读取配置val typedArray = context.obtainStyledAttributes(attrs, R.styleable.BombBallGameView)mLength = typedArray.getInteger(R.styleable.BombBallGameView_length, 300)rowNumb = typedArray.getInteger(R.styleable.BombBallGameView_row, 30)colNumb = typedArray.getInteger(R.styleable.BombBallGameView_col, 20)// 球的掩图var drawable = typedArray.getDrawable(R.styleable.BombBallGameView_ballMask)mBallMask = if (drawable != null) drawableToBitmap(drawable) else null// 目标的掩图drawable = typedArray.getDrawable(R.styleable.BombBallGameView_targetMask)mTargetMask = if (drawable != null) drawableToBitmap(drawable) else null// 读取目标的布局配置val configId = typedArray.getResourceId(R.styleable.BombBallGameView_targetConfig, -1)if (configId != -1) {getTargetConfig(configId)}typedArray.recycle()}private fun drawableToBitmap(drawable: Drawable): Bitmap? {val w = drawable.intrinsicWidthval h = drawable.intrinsicHeightval config = Bitmap.Config.ARGB_8888val bitmap = Bitmap.createBitmap(w, h, config)//注意,下面三行代码要用到,否则在View或者SurfaceView里的canvas.drawBitmap会看不到图val canvas = Canvas(bitmap)drawable.setBounds(0, 0, w, h)drawable.draw(canvas)return bitmap}private fun getTargetConfig(configId: Int) {val array = resources.getStringArray(configId)try {for (str in array) {// 取出坐标val pos = str.substring(1, str.length - 1).split(",")val x = pos[0].trim().toInt()val y = pos[1].trim().toInt()mTargetConfigList.add(Sprite(x, y, 0f))}}catch (e : Exception) {e.printStackTrace()}// 填入游戏的listmTargetList.clear()mTargetList.addAll(mTargetConfigList)}override fun onSizeChanged(w: Int, h: Int, oldw: Int, oldh: Int) {super.onSizeChanged(w, h, oldw, oldh)// 开始游戏load()}// 加载private fun load() {mGameController.removeMessages(0)// 设置网格rowDelta = height / rowNumbcolDelta = width / colNumb// 设置球,随机朝下的方向mBall.posX = width / 2mBall.posY = height / 2mBall.degree = (Math.random() * 180 + 180).toFloat()// 设置板mBoard.posX = width / 2mBoard.posY = height - 50// 将目标集合中的坐标改为实际坐标for (target in mTargetList) {val exactX = target.posY * colDelta + colDelta / 2val exactY = target.posX * rowDelta + rowDelta / 2target.posX = exactXtarget.posY = exactY}mGameController.sendEmptyMessageDelayed(0, GAME_FLUSH_TIME)}// 重新加载private fun reload() {mGameController.removeMessages(0)// 重置mTargetList.clear()mTargetList.addAll(mTargetConfigList)mGameController.isGameOver = false// 设置球,随机朝下的方向,注意:因为Y轴朝下应该是180度以内mBall.posX = width / 2mBall.posY = height / 2mBall.degree = (Math.random() * 180 + 180).toFloat()// 设置板mBoard.posX = width / 2mBoard.posY = height - 50// 由于mTargetConfigList内对象被load修改了,清空并不影响对象,不需要再转换了mGameController.sendEmptyMessageDelayed(0, GAME_FLUSH_TIME)}override fun onDraw(canvas: Canvas) {super.onDraw(canvas)// 绘制网格mPaint.strokeWidth = 1ffor (i in 0..rowNumb) {canvas.drawLine(0f, rowDelta * i.toFloat(),width.toFloat(), rowDelta * i.toFloat(), mPaint)}for (i in 0..colNumb) {canvas.drawLine(colDelta * i.toFloat(), 0f,colDelta * i.toFloat(), height.toFloat(), mPaint)}mPaint.strokeWidth = 10f// 绘制板canvas.drawLine(mBoard.posX - mLength / 2f, mBoard.posY.toFloat(),mBoard.posX + mLength / 2f, mBoard.posY.toFloat(), mPaint)// 绘制球canvas.drawBitmap(mBallMask!!, mBall.posX - mBallMask.width / 2f,mBall.posY - mBallMask.height / 2f, mPaint)// 绘制目标物for (target in mTargetList) {canvas.drawBitmap(mTargetMask!!, target.posX - mTargetMask.width / 2f,target.posY - mTargetMask.height / 2f, mPaint)}}@SuppressLint("ClickableViewAccessibility")override fun onTouchEvent(event: MotionEvent): Boolean {when(event.action) {MotionEvent.ACTION_DOWN -> {mLastX = event.x}MotionEvent.ACTION_MOVE -> {val len = event.x - mLastXval preX = mBoard.posX + lenif (preX > mLength / 2 && preX < (width - mLength / 2)) {mBoard.posX += len.toInt()invalidate()}mLastX = event.x}MotionEvent.ACTION_UP -> {}}return true}private fun gameOver() {AlertDialog.Builder(context).setTitle("继续游戏").setMessage("请点击确认继续游戏").setPositiveButton("确认") { _, _ -> reload() }.setNegativeButton("取消", null).create().show()}// kotlin自动编译为Java静态类,控件引用使用弱引用class GameController(view: BombBallGameView): Handler(Looper.getMainLooper()){// 控件引用private val mRef: WeakReference<BombBallGameView> = WeakReference(view)// 游戏结束标志internal var isGameOver = falseoverride fun handleMessage(msg: Message) {mRef.get()?.let { gameView ->// 移动球val radian = Math.toRadians(gameView.mBall.degree.toDouble())val deltaX = (TARGET_MOVE_DISTANCE * cos(radian)).toInt()val deltaY = (TARGET_MOVE_DISTANCE * sin(radian)).toInt()gameView.mBall.posX += deltaXgameView.mBall.posY += deltaY// 检查反弹碰撞checkRebound(gameView)// 球和目标的碰撞val iterator = gameView.mTargetList.iterator()while (iterator.hasNext()) {val target = iterator.next()if (checkCollision(gameView.mBall, target,gameView.mBallMask!!, gameView.mTargetMask!!)) {// 与目标碰撞,移除该目标并修改球的方向iterator.remove()collide(gameView.mBall, target)break}}// 循环发送消息,刷新页面gameView.invalidate()if (!isGameOver) {gameView.mGameController.sendEmptyMessageDelayed(0, GAME_FLUSH_TIME)}else {gameView.gameOver()}}}// 检测碰撞private fun checkCollision(s1: Sprite, s2: Sprite, mask1: Bitmap, mask2: Bitmap): Boolean {// 选较长边的一半作为碰撞半径val len1 = if(mask1.width > mask1.height) mask1.width / 2f else mask1.height / 2fval len2 = if(mask2.width > mask2.height) mask2.width / 2f else mask2.height / 2freturn getDistance(s1.posX, s1.posY, s2.posX, s2.posY) <= (len1 + len2)}// 击中目标时获取反弹角度,角度以两球圆心连线对称并加180度private fun collide(ball: Sprite, target: Sprite) {// 圆心连线角度,注意向量方向,球的方向向上,连线以球为起点val lineDegree = getDegree(ball.posX.toFloat(), ball.posY.toFloat(),target.posX.toFloat(), target.posY.toFloat())val deltaDegree = abs(lineDegree - ball.degree)ball.degree += if(lineDegree > ball.degree) {2 * deltaDegree.toFloat() + 180}else {-2 * deltaDegree.toFloat() + 180}}// 击中边缘或者板时反弹角度,反射角度和法线对称,方向相反private fun checkRebound(gameView: BombBallGameView) {val ball = gameView.mBallval board = gameView.mBoard// 左边边缘,法线取同向的180度if (ball.posX <= 0) {val deltaDegree = abs(180 - ball.degree)ball.degree += if (ball.degree < 180)  {2 * deltaDegree - 180}else {-2 * deltaDegree - 180}// 右边边缘}else if (ball.posX >= gameView.width) {val deltaDegree: Floatball.degree += if (ball.degree < 180)  {deltaDegree = ball.degree - 0-2 * deltaDegree + 180}else {deltaDegree = 360 - ball.degree2 * deltaDegree - 180}// 上边边缘}else if(ball.posY <= 0) {val deltaDegree = abs(90 - ball.degree)ball.degree += if (ball.degree < 90)  {2 * deltaDegree + 180}else {-2 * deltaDegree + 180}// 和板碰撞,因为移动距离的关系y不能完全相等}else if (ball.posY + gameView.mBallMask!!.height / 2 >= board.posY) {// 板内if (abs(ball.posX - board.posX) <= gameView.mLength / 2){val deltaDegree = abs(270 - ball.degree)ball.degree += if (ball.degree < 270)  {2 * deltaDegree - 180}else {-2 * deltaDegree - 180}}else {isGameOver = true}}}}// 圆心坐标,角度方向(degree,对应弧度radian)data class Sprite(var posX: Int, var posY: Int, var degree: Float)/*** 供外部回收资源*/fun recycle()  {mBallMask?.recycle()mTargetMask?.recycle()mGameController.removeMessages(0)}
}

对应style配置,这里rowNunb不能用了,和上个贪吃蛇游戏冲突了,不能用一样的名称。游戏数据的数组我也写在这里了,实际应该分开写的,但是小游戏而已,就这样吧!

res -> values -> bomb_ball_game_view_style.xml

<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<resources><declare-styleable name="BombBallGameView"><attr name="length" format="integer"/><attr name="row" format="integer"/><attr name="col" format="integer"/><attr name="ballMask" format="reference"/><attr name="targetMask" format="reference"/><attr name="targetConfig" format="reference"/></declare-styleable><string-array name="BombBallGameConfig"><item>(0,5)</item><item>(0,6)</item><item>(0,7)</item><item>(0,8)</item><item>(0,9)</item><item>(0,10)</item><item>(0,11)</item><item>(0,12)</item><item>(0,13)</item><item>(0,14)</item><item>(1,3)</item><item>(1,5)</item><item>(1,7)</item><item>(1,9)</item><item>(1,11)</item><item>(1,13)</item><item>(1,15)</item></string-array>
</resources>

掩图也还是从Android Studio里面的vector image来的,我觉得还阔以。

res -> drawable -> ic_circle.xml

<vector android:height="24dp" android:tint="#6F6A6A"android:viewportHeight="24" android:viewportWidth="24"android:width="24dp" xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"><path android:fillColor="@android:color/white" android:pathData="M12,2C6.48,2 2,6.48 2,12s4.48,10 10,10 10,-4.48 10,-10S17.52,2 12,2zM17,13h-4v4h-2v-4L7,13v-2h4L11,7h2v4h4v2z"/>
</vector>

res -> drawable -> ic_target.xml

<vector android:height="24dp" android:tint="#6F6A6A"android:viewportHeight="24" android:viewportWidth="24"android:width="24dp" xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"><path android:fillColor="@android:color/white" android:pathData="M12,2C6.48,2 2,6.48 2,12s4.48,10 10,10 10,-4.48 10,-10S17.52,2 12,2zM17,13h-4v4h-2v-4L7,13v-2h4L11,7h2v4h4v2z"/>
</vector>

layout也说一下,前面都没写layout,这里用到了字符串数组,说下吧

    <com.silencefly96.module_views.game.BombBallGameViewandroid:id="@+id/gamaView"android:layout_width="match_parent"android:layout_height="match_parent"android:background="@color/black"app:ballMask="@drawable/ic_circle"app:targetMask="@drawable/ic_target"app:targetConfig="@array/BombBallGameConfig"/>

主要问题

下面简单讲讲吧,主要结构和前面游戏没什么变化,就是游戏逻辑变得复杂了很多。

资源加载

和前面一样,资源加载就是从styleable配置里面读取设置,这里需要额外说明的就是目标的配置文件了。

这里顶部目标是通过外部的配置文件来设置的,接受的是一个字符串数组的资源id,我这保存在下面:

res -> values -> bomb_ball_game_view_style.xml -> BombBallGameConfig

结构是一个坐标,需要注意的是要配合row和col使用(行数和列数),第一个数字表示第几行,第二个数字表示第几列。

<item>(0,5)</item>

读取的时候是把行标和列标读到了Sprite的posX和posY里面,这里是错误的,当时在init读取的时候无法获得控件的宽高,所以暂时先存放下,在onMeasuer -> onSizeChanged得到宽高之后,在load中对数据进行处理,mTargetList(游戏操作的列表)和mTargetConfigList(原始数据列表)都保存的是读取到的配置对象,即使mTargetList清空了,配置对象不变,依然保存在mTargetConfigList,这里要分清,不然reload的时候再处理就大错特错了。

板的移动

这里叫板,实际是通过paint画出来的线,只是设置的strokeWidth比较粗而已。移动的时候在onTouchEvent的ACTION_MOVE事件中更新板的坐标,在onDraw会以它的坐标和长度绘制成“板”。

球对四周的反弹

球的数据保存在Sprite对象里面,里面保存了三个变量,坐标以及方向。球在四个边的反弹(板实际就是下边),类似光的反射,找到反射面以及反射的法线,再以法线对称就得到反射路线了。实际操作上,先获取入射方向与法线夹角的绝对值,对称到法线另一边,再旋转180度掉头,就能得到出射方向了。

当然计算的时候要根据实际情况计算,尤其是0度和360度作为法线时。

球和目标的碰撞时的反射

球和目标的碰撞就不说了,很简单,计算下两个中心的距离就行了。这里说下碰撞后的反射问题,和上面在四周的反射类似,这里也是要通过反射面和法线来决定,实际上法线就是两个圆心的连线,而且小球和目标碰撞时,方向只会向上,所以取小球中心为起点,目标中心为中点,得到法线向量,再去计算角度就很简单了。

球的初始随机方向问题

球的初始随机方向我是想让它向上的,那应该生成哪个范围的角度呢?我们上学的时候X轴向右,Y轴向上,上半部分角度时[0, 180],那这时候U轴向下了,角度范围呢?答案很简单了,就是[180, 360],上面碰撞的代码实际是我以默认上半区为[0, 180]的时候写的,实际也无需修改,因为只是坐标轴对称了,逻辑并没对称。

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