基于j2me的益智游戲設(shè)計(jì)畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡介】 了詳細(xì)說明。系統(tǒng)測試 介紹了測試計(jì)劃并從功能方面進(jìn)行 測試。 最后 對 本游戲 的應(yīng)用展望 未來。 本章首先簡單地介紹手機(jī)移動游戲的開發(fā)背景、手機(jī)游戲的市場狀況、用戶數(shù)量、社會對游戲的反映。進(jìn)而發(fā)現(xiàn) 了當(dāng)前一些游戲的弊端，因此提出了綠色健康的益智游戲這個論題。最后，敘述了本游戲的開發(fā)意義和論文的組織安排。 3 2 相關(guān)技術(shù)與工具介紹 J2ME 簡介 J2ME 在 Java 體系中的地位 JAVA 是一門優(yōu)秀的編程語言，具有面向?qū)ο蟆⑴c平臺無關(guān)、安全、穩(wěn)定、和多線程等特點(diǎn)，是目前軟件設(shè)計(jì)中最為流行的編程語言之一。 目前主要包括 Java平臺標(biāo)準(zhǔn)版 (Java platform Standard Edition， Java SE)、 Java 平臺企業(yè)版 (Java platform Enterprise Edition, Java EE)、 Java 平臺微型版 (Java platform Micro Edition． Java ME)和 Java 卡平臺 (Java Card)。 Java SE 的目標(biāo)是個人計(jì)算機(jī)和服務(wù)器的應(yīng)用； Java EE 的目標(biāo)是企業(yè)計(jì)算機(jī)和服務(wù)器的應(yīng)用； Java ME 的目標(biāo)是便攜式計(jì)算機(jī)和嵌入式設(shè)備的應(yīng)用 [4][5] 。 如圖 21所示： 圖 21 四種 Java 平臺 Java ME 實(shí)際上是一系列規(guī)范的集合，由 Java Community Process(Java 社區(qū)組織， JCP)制 定并發(fā)布相關(guān)的 Java 規(guī)范請求 (Java Specification Request, JSR)，各個廠商按照規(guī)范在自己的產(chǎn)品上進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，但是必須要通過 TCK(Technical Compatible Kit,兼容性測試包 )測試來確保兼容性 。 J2ME 技術(shù)框架 由于移動設(shè)備這個概念涵蓋了廣泛的領(lǐng)域，包括智能手機(jī)、普通手機(jī)、掌上電腦、傳呼機(jī)等，他們都具有各個不同的硬件配置，而這些硬件特性如內(nèi)存大小、浮點(diǎn)運(yùn)算能力等都嚴(yán)重限制了手機(jī)應(yīng)用程序的可移植性。為了方便 應(yīng)用 程序的開 J2SE J2EE J2ME Java Card 基于 J2ME 的益智游戲設(shè)計(jì) 4 發(fā)，迫切需 要定義一個規(guī)范來統(tǒng)一 這些嵌入式設(shè)備。但是，這個規(guī)范同樣需要靈活性和較高的適應(yīng)性，這樣才能使規(guī)范更有意義。 因此， J2ME 定義了一種靈活的層次規(guī)范結(jié)構(gòu)來規(guī)范各種移動設(shè)備，不同層次的規(guī)范相互協(xié)作來提供一個完整的移動 Java 平臺。 J2ME 定義的移動平臺分為四層：主機(jī)操作系統(tǒng)、配置、簡表和廠商可選包，如圖 22 所示。因?yàn)?Java 應(yīng)用程序是獨(dú)立于操作系統(tǒng)的，因此， Java ME 規(guī)范僅 包括三層：配置、簡表和廠商可選包。 圖 22 Java 應(yīng)用運(yùn)行環(huán)境 配置 是針對某一類設(shè)備的最小 Java 平臺，它包括滿足該類設(shè)備的虛擬機(jī)， 運(yùn)行的最小子集和針對該類設(shè)備的核心庫的最小子集。目前 J2ME 可用的配置有兩種： CDC(Connected Device Configuration,連接設(shè)備配置 )和 CLDC（ Connected Limited Device Configuration, 連接有限設(shè)備配置）。從庫文件的角度來分析 CDC和 CLDC 可知， CLDC 是 CDC 的子集。 CDC 應(yīng)用于相對內(nèi)存量較大、更強(qiáng)處理器的移動設(shè)備而 CLDC 則主要針對那些資源有限的嵌入式設(shè)備（如手機(jī)）都屬于這一大類。 簡表是架構(gòu)在配置之上的規(guī)范，因此每種簡表都會聲明它是 基于哪種配置。簡表針對不同的移動設(shè)備定義了各種高級 API，這些高級 API 通常對于其它硬件設(shè)備不相關(guān)的擴(kuò)充類庫。 SUN 公司定義了兩種可用的參考 J2ME 簡表：基礎(chǔ)簡表和 MIDP。基礎(chǔ)簡表主要用于 CDC 配置，因此其虛擬機(jī)幾乎等同于標(biāo)準(zhǔn)的虛擬機(jī)。MIDP 和性能較低的 CLDC 配置一起為開發(fā)移動設(shè)備應(yīng)用程序提供了完整的 Java平臺。本文設(shè)計(jì)和開發(fā)的益智類游戲就是使用的 MIDP。 廠商可選包是由廠商提供給程序開發(fā)人員一組與其它規(guī)范（或 API）沒有任何依存性的類庫，開發(fā)人員可以利用這一類庫可以開發(fā)出具有特定的功能應(yīng)用程序。 例如，有些產(chǎn)商會提供簡單的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，那么他們就會提供 JDBC（ Java Database Connectivity， Java 數(shù)據(jù)庫連接） 。 廠商可選包 簡表 配置 JVM 主機(jī)操作系統(tǒng) 5 綜上， J2ME 的體系結(jié)構(gòu)如圖 23所示： 圖 23 J2ME 體系結(jié)構(gòu) MIDLET 應(yīng)用程序簡介 MIDlet 是在支持 MIDP 規(guī)范的移動信息設(shè)備上運(yùn)行的應(yīng)用程序。 MIDlet 的生命周期包括三個基本狀態(tài)：暫停狀態(tài)（ Paused）、激活狀態(tài)（ Active）和銷毀狀態(tài)（ Destroyed）。這三種狀態(tài)間 的轉(zhuǎn)換是應(yīng)用程序管理器通過調(diào)用 MIDlet 的三個回調(diào)方法 startApp()、 pauseApp()和 destroyApp()來實(shí)現(xiàn)的。如圖 24所示： 圖 24 MIDlet 生命周期轉(zhuǎn)換圖 當(dāng) MIDlet 被執(zhí)行時，應(yīng)用程序管理器首先調(diào)用 MIDlet 的構(gòu)造函數(shù)創(chuàng)建一個MIDlet 實(shí)例，并將該 MIDlet 的狀態(tài)置為暫停。然后應(yīng)用程序管理器將它轉(zhuǎn)換到激活狀態(tài)并調(diào)用 startApp()方法。當(dāng) MIDlet 的 startApp()方法成功執(zhí)行以后， MIDlet的生命周期就展開了。 MIDlet 的生命周期完全由應(yīng)用程序 管理器調(diào)用對應(yīng)的回調(diào)函數(shù) (即 MIDlet 類定義的三個抽象方法 )實(shí)現(xiàn)。 當(dāng) MIDlet 想對自身生命周期產(chǎn)生影響，就必須通過三個狀態(tài)改變方法：notifyPaused()、 notifyDestoryed 和 resumeRequest()。這 三個方法分別通知應(yīng)用程序管理器轉(zhuǎn)換到暫停狀態(tài)、銷毀狀態(tài)或者激活狀態(tài)。但是，這種狀態(tài)的改變不一CLDC MIDP KVM Host Operation Systems Personal Profile Foundation Profile CDC CVM Card VM Java Card API 基于 J2ME 的益智游戲設(shè)計(jì) 6 定成功。 Emini Physics Engine 簡介 Emini Physics Engine 的基本概念 物理引擎通過為剛性物體賦予真實(shí)的物理屬性的方式來 實(shí)現(xiàn) 運(yùn) 動、旋轉(zhuǎn)和碰撞反 應(yīng)的 模擬 。 通過物理引擎，程序員可以在游戲中實(shí)現(xiàn)對現(xiàn)實(shí)世界的一些物理效果的模擬。比如：重力下降、摩擦力、彈性碰撞、非彈性碰撞、快速物體的碰撞等物理現(xiàn)象的模擬。 為了實(shí)現(xiàn)一些物理效果，本人使用了 Emini Physics Engine Version 。Emini Physics Engine 是一個二維物理引擎庫，使用這個引擎可以創(chuàng)建逼真的物理模擬。它可以完成碰撞的檢測和處理，可以創(chuàng)建自定義的形狀，處理摩擦力、重力等現(xiàn)實(shí)世界中的常見外力。 Emini物理引擎的常見概念如下： (1) Body: 剛體，物理模擬中的基本元素，物理模擬中的所有相互作用的對象都是以 Body 的形式存在。它的靜態(tài)屬性有形狀、重量、摩擦系數(shù)、彈性系數(shù)等和狀態(tài)屬性：位置、速度等。 (2) Shape: 形狀，每一個剛體都有一個形狀。形狀定義了剛體的邊界和物理屬性，一個形狀可以用于多個剛體且形狀可以為凸多邊形或者圓形。 (3) World：世界，包括物理系統(tǒng)中所有的剛體、形狀、外力和模擬物理系統(tǒng)的參數(shù)。 (4) External Forces：外力。所有不是來自物理模擬系統(tǒng)的且作用于系統(tǒng)內(nèi)部剛體的力都屬于外力。例如：重 力。可以通過實(shí)現(xiàn) External Forces 接口，方便的加入外力。 (5) Contact: 接觸。剛體和剛體之間真實(shí)的接觸被抽象為兩種情況，第一種是一個剛體的一角和另一個剛體相交，抽象為點(diǎn)在平面上；第二種情況是兩個剛體的平面重合，抽象為兩個點(diǎn)在重合的平面上。 (6) Collisions：碰撞。物理引擎首先檢測所有剛體的碰撞。根據(jù)牛頓力學(xué)原理處理碰撞后的反應(yīng)。 (7) ShapeSet: 形狀集合。每一個世界對象都會維護(hù)一個 ShapeSet 類型的對象 ,該對象包含所屬世界的所有剛體的 Shape 類型 。 7 Emini Physics Engine 所有包的層次結(jié)構(gòu)簡介 Emini物理引擎的大部分實(shí)現(xiàn)類都是 Object類的子類，這種實(shí)現(xiàn)方式提高了程序的運(yùn)行效率，簡化了類層次且易于理解。包的層次結(jié)構(gòu)如圖 25所示： 圖 25 Emini 物理引擎包的層次結(jié)構(gòu) Emini Physics Engine 的數(shù)學(xué)知識 由于 不支持浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算，為了在運(yùn)算中盡量準(zhǔn)確， Emini 物理引擎使用 FixPoint 數(shù)據(jù)類型表示浮點(diǎn)數(shù)據(jù)。在使用 FixPoint 類型時，單精度數(shù)可表示的最小的數(shù)為 1221 ?? 。雙精度數(shù)可表示的最小的數(shù)是 2412?? 。 FixPoint 數(shù)據(jù)類型的數(shù)據(jù)在內(nèi)存中仍然是以整型數(shù)據(jù)或者長整型數(shù)據(jù)存儲，只是在使用的時候?qū)?shù)據(jù)乘以對應(yīng)位所表示的權(quán)重，就是所用的數(shù)據(jù)。按照這種方法就能最大限度的減小誤差。例如，一個 FixPoint 類型的數(shù)據(jù)如 4096 表示的是十進(jìn)數(shù)據(jù) 1。使用 Fixpoint的單精度類型存儲浮點(diǎn)數(shù)據(jù) 時，就是使用 乘以 4096。最后結(jié)果是 2048。那么內(nèi)存中存儲 的就是 2048，用 2048 表示 。 由于一個 FixPoint 類型的單精度數(shù)用 12 位的整型數(shù)據(jù)表示，所以只能截取該類型數(shù)據(jù)的高四位 0110來表示一個 FixPoint類型的數(shù)據(jù)是如何轉(zhuǎn)化為浮點(diǎn)型數(shù)據(jù)的。 基于 J2ME 的益智游戲設(shè)計(jì) 8 表 21 FixPoint 代表的數(shù) 0110 表示的數(shù) 2 1 0 1 1 0 = 2*0+1*1+*1+*0 = 開發(fā)平臺與運(yùn)行環(huán)境 簡介 (1) JDK JDK 是 Java 開發(fā)工具包 (Java Development Kit)， Java 應(yīng)用程序的基礎(chǔ) 。本文中所用的 JDK 版本為 JDK 。 (2) Eclipse 開發(fā)平臺 Eclipse 是一個開放源代碼的、基于 Java 的可擴(kuò)展開發(fā)平臺。 Eclipse 本身只是一個框架和一組響應(yīng)的服務(wù)，并不能夠開發(fā)什么程序。在 Eclipse 中幾乎每樣?xùn)|西都是插件，實(shí)際上正是運(yùn)行在 Eclipse 平臺上的種種插件提供我們開發(fā)程序的各種功能。同時各個領(lǐng)域的開發(fā)人員通過開發(fā)插件，可以構(gòu)建與 Eclipse 環(huán)境無縫集成的工具。 WTJ 是一個用于 J2ME 開發(fā)的 Eclipse 插件。它使 Eclipse 可以更有效地開發(fā)移動設(shè)備的 Java 應(yīng)用程 序。 本系統(tǒng)的開發(fā)工具首選開源工具 Eclipse Helios 和 作為 J2ME 開發(fā)工具。 (3) 運(yùn)行環(huán)境 本系統(tǒng) 開發(fā)時在如下 環(huán)境 中運(yùn)行良好： 操作系統(tǒng)： Microsoft Windows XP Professional Service Pack 3。 運(yùn)行環(huán)境： J2ME SDK 。 附加工具： QuickTime 7。 同時也可以在內(nèi)存 以上，應(yīng)用程序限制大小大于 800K、屏幕分辨率為240*3支持混音的 Nokia 真機(jī)上運(yùn)行。 本章主要是介紹了 J2ME 技術(shù)的基本框架組成、 MIDlet 程序的基本形式和Emini 物理引擎的基本概念、框架結(jié)構(gòu)和使用方法。最后介紹了開發(fā)工具、開發(fā)平臺和運(yùn)行環(huán)境。 9 3 需求分析 需求分析和系統(tǒng)設(shè)計(jì)是軟件開發(fā)的基礎(chǔ)，決定著軟件開發(fā)的成功與否 [6]。需求分析就是基于用戶的需求并且結(jié)合現(xiàn)有技術(shù)能力通過分析游戲策略和規(guī)則進(jìn)而得出系統(tǒng)的擬實(shí)現(xiàn)的功能需求。需求分析的結(jié)果影響著整個系統(tǒng)的成敗。 游戲規(guī)則簡介 鵝城之戰(zhàn)以后，鵝城人民過了一段沒有馬匪的好日子。但是，好景不長，一股馬匪霸占了鵝城，無惡不作。鵝城人民生活在水深火熱之中。張牧 之不得不重新出山，趕走馬匪，奪回鎮(zhèn)長之位，保護(hù)鵝城人民。 玩家開始游戲以后，可以控制游戲中的主角張牧之，通過點(diǎn)擊觸摸屏發(fā)射子彈，子彈會在空中飛行，飛行的過程中會擊中在飛行路線上的馬匪。如果馬匪被全部消滅，且主角沒有死亡，則闖關(guān)成功。玩家經(jīng)過不斷挑戰(zhàn)各種關(guān)卡，最終奪回鎮(zhèn)長之位。但是，闖關(guān)過程中玩家還要小心不要被木箱、鐵球砸中。如果被砸中就會導(dǎo)致主角死亡，玩家闖關(guān)失敗。每當(dāng)玩家通過一關(guān)后系統(tǒng)就會保存玩家通過此關(guān)時消耗的子彈數(shù)量和這一關(guān)玩家可以使用的最大子彈數(shù)。系統(tǒng)在玩家游戲過程中還會適當(dāng)?shù)慕o予玩家獎勵如提供更多 的子彈，以便平衡游戲的難度，鼓勵玩家繼續(xù)游戲。所以，每一關(guān)的最大子彈數(shù)可能不同。 游戲設(shè)計(jì)目標(biāo) 本游戲的主要目的是讓玩家體會到益智游戲的樂趣，通過思考子彈的碰撞路徑進(jìn)而讓子彈消滅麻匪，消滅完所有馬匪后，玩家就可通過這一關(guān)。通過本游戲讓玩家體會到讓子彈飛一會兒的真實(shí)感。因此，本游戲要實(shí)現(xiàn)部分物理效果，慣性、重力下降、摩擦力、彈性碰撞等。同時，本游戲還要提供玩家數(shù)據(jù)管理，系統(tǒng)默認(rèn)為玩家保存和