基于j2me手機(jī)坦克大戰(zhàn)游戲設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)畢業(yè)論文(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 查顯示，有 %的受訪(fǎng)者涉足嵌入式 /移動(dòng)設(shè)備應(yīng)用開(kāi)發(fā)，這個(gè)數(shù)字可能略高于實(shí)際的比例，但也足可說(shuō)明嵌入式 /移動(dòng)設(shè)備應(yīng)用開(kāi)發(fā)是一塊誘人的新鮮奶酪。目前的移動(dòng)開(kāi)發(fā)技術(shù)大體分為三個(gè)陣營(yíng)：首當(dāng)其沖的便是由 SUN 公司提出的 ,與具體操作系統(tǒng)無(wú)關(guān)的 ,已得到各種設(shè)備廣泛支持的 J2ME 技術(shù)，還有就是主要由 NOKIA公司倡導(dǎo)的 ,主要使用 C++語(yǔ)言的基于 Symbian 操作系統(tǒng) 的開(kāi)放應(yīng)用平臺(tái)，以及微軟力推的主要使用 C配合 .NETCF 進(jìn)行開(kāi)發(fā)的 Windows Mobile Smart Phone 平臺(tái)。 在目前的移動(dòng)設(shè)備應(yīng)用開(kāi)發(fā)中 ,在提供個(gè)人娛樂(lè)方面的手機(jī)游戲開(kāi)發(fā)應(yīng)用正變得越來(lái)越流行。據(jù)信息產(chǎn)業(yè)部的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，自從 20xx 年 10 月開(kāi)始，我國(guó)手機(jī)用戶(hù)總量就達(dá) 億戶(hù)，新增用戶(hù)量達(dá)到 萬(wàn)，截止至 20xx 年我國(guó)手機(jī)用戶(hù)總數(shù)突破 12 億大關(guān)。中國(guó)作為全球最大的移動(dòng)通信市場(chǎng)，手機(jī)游戲產(chǎn)業(yè)一旦啟動(dòng)，其能量將不亞于目前的電腦網(wǎng)絡(luò)游戲，可以預(yù)見(jiàn)手機(jī)游戲行業(yè)正蘊(yùn)藏了無(wú)數(shù)的商機(jī)，未來(lái)?yè)碛袕V闊的 市場(chǎng)前景。 游戲的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)是一項(xiàng)綜合性的工程，一個(gè)游戲的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)需要多學(xué)科團(tuán)隊(duì)的參與，其基本的要素有三 :設(shè)計(jì) (Idea)、技術(shù) (Technology)和過(guò)程 (Process)。 要設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)出一款高品質(zhì)的游戲，上面的三個(gè)要素是缺一不可的。如果缺了設(shè)計(jì)，開(kāi)發(fā)出來(lái)的游戲只是在各種技術(shù)的演示而已。而缺了技術(shù)，則設(shè)計(jì)就無(wú)法實(shí)現(xiàn)。如果是缺少了過(guò)程的控制，開(kāi)發(fā)出來(lái)的游戲可能 BUG 無(wú)數(shù)，項(xiàng)目拖期，開(kāi)發(fā)成本超出預(yù)算。以上三要素是游戲設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)的三大基石。現(xiàn)代的游戲產(chǎn)業(yè)中，職業(yè)分工也是越來(lái)越明晰，對(duì)各個(gè)專(zhuān)業(yè)知識(shí)的深度要求都是特 別嚴(yán)格，程序設(shè)計(jì)師、藝術(shù)設(shè)計(jì)師、游戲策劃師、音效工程師各司其職 [1]。 本文主要從游戲開(kāi)發(fā)中的技術(shù)要素角度入手研究手機(jī)游戲開(kāi)發(fā)技術(shù) ,基于目前主流的 J2ME 移動(dòng)開(kāi)發(fā)平臺(tái) ,研究如何在系統(tǒng)資源和處理速度相當(dāng)有限的移動(dòng)設(shè)備上開(kāi)發(fā)出高效的游戲應(yīng)用軟件 ,進(jìn)而比較高效的實(shí)現(xiàn)手機(jī)游戲開(kāi)發(fā)中較為常用的關(guān)鍵技術(shù) ,在目前手機(jī)游戲市場(chǎng)飛速發(fā)展的趨勢(shì)下，是有著相當(dāng)?shù)默F(xiàn)實(shí)意義和價(jià)值的研究課題。 2 手機(jī)游戲產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì) 國(guó)際手機(jī)游戲產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀 全球手機(jī)游戲業(yè)務(wù)發(fā)展可分為兩個(gè)階段，以跨世紀(jì)為分界，之前移動(dòng)游戲處于起 步階段，之后步入了大發(fā)展階段。其實(shí)手機(jī)游戲業(yè)務(wù)最早發(fā)源于歐洲，但是歐洲運(yùn)營(yíng)商對(duì)手機(jī)游戲市場(chǎng)的重視不足，沒(méi)有把握好手機(jī)游戲市場(chǎng)發(fā)展的大好時(shí)機(jī)。而日韓運(yùn)營(yíng)商較早認(rèn)識(shí)到了手機(jī)游戲的價(jià)值，并借助國(guó)內(nèi)信息產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展的機(jī)會(huì)，鋪設(shè)了高速的移動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)并開(kāi)始提供高性能的手機(jī)終端，并創(chuàng)造了運(yùn)營(yíng)商與游戲提供商之間良好的合作模式，日韓的手機(jī)游戲市場(chǎng)因此迅速發(fā)展起來(lái)。日韓還涌現(xiàn)了眾多實(shí)力強(qiáng)勁的手機(jī)游戲內(nèi)容提供商，如日本 CYBIRD 和韓國(guó) Com2Us，而傳統(tǒng)的游戲廠(chǎng)商如世嘉和索尼在一開(kāi)始就加入了手機(jī)游戲內(nèi)容提供商的行列。前幾年 ，歐洲的運(yùn)營(yíng)商意識(shí)到了手機(jī)游戲市場(chǎng)的廣闊前景及其自身與日韓運(yùn)營(yíng)商之間的差距，開(kāi)始急起直追，手機(jī)游戲市場(chǎng)日漸活躍。 國(guó)內(nèi)手機(jī)游戲產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀 相比日韓等國(guó)，中國(guó)的手機(jī)游戲市場(chǎng)起步比較晚，但發(fā)展勢(shì)頭卻十分強(qiáng)勁，中國(guó)有一個(gè)巨大的手機(jī)用戶(hù)群，手機(jī)游戲擁有廣闊的市場(chǎng)前景。 自從 20xx 年中國(guó)移動(dòng)專(zhuān)門(mén)推出具有游戲服務(wù)功能的百寶箱業(yè)務(wù)以來(lái)，國(guó)內(nèi)手機(jī)游戲用戶(hù)數(shù)量增長(zhǎng)迅速，至 20xx 年，在線(xiàn)注冊(cè)用戶(hù)已經(jīng)超過(guò)了 8000 萬(wàn)人 [2]。中國(guó)聯(lián)通也推出了基于 Java 和 BREW 平臺(tái)的手機(jī)游戲業(yè)務(wù)，手機(jī)游戲業(yè)務(wù)發(fā)展步伐不斷加快。 雖然目前手機(jī)游戲用戶(hù)數(shù)占移動(dòng)用戶(hù)的比例還不是很大，但隨著手機(jī)游戲產(chǎn)業(yè)發(fā)展環(huán)境的日益成熟，其發(fā)展速度將一日千里。手機(jī)游戲類(lèi)型也從早期的嵌入式游戲、短信游戲、 WAP 游戲、單機(jī) JAVA 游戲再到網(wǎng)絡(luò) JAVA 游戲，手機(jī)游戲產(chǎn)業(yè)在內(nèi)容的不斷豐富中初顯雛形。它已經(jīng)成為繼短信之后，無(wú)線(xiàn)增值服務(wù)的又一座“金礦”。 截止目前，我國(guó)手機(jī)的使用量已突破 10 億。這一數(shù)字不僅讓中國(guó)成為世界上最大的手機(jī)消費(fèi)國(guó)，更為重要的是，它也為手機(jī)游戲產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來(lái)了廣闊的受眾基礎(chǔ)。以此推算，手機(jī)游戲產(chǎn)業(yè)的爆發(fā)力可謂巨大；隨著人們對(duì)手機(jī)游戲的認(rèn)可和相 關(guān)服務(wù)水平的不斷提高，用戶(hù)的消費(fèi)動(dòng)機(jī)也逐漸由被動(dòng)走向主動(dòng)，極大地促進(jìn)了該產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。同時(shí)基于 J2ME 相較于傳統(tǒng)的手機(jī)開(kāi)發(fā)模式有極大地優(yōu)勢(shì)：應(yīng)用程序可自行下載； Java 技術(shù)提供了類(lèi)庫(kù)，它使得應(yīng)用開(kāi)發(fā)商可以創(chuàng)建更豐富的用戶(hù)界面；可以下載到本地直接運(yùn)行，優(yōu)化了帶寬，等等。使得手機(jī)游戲的開(kāi)發(fā)前景無(wú)限光明 [3]。 3 游戲背景介紹和論文來(lái)源與創(chuàng)新點(diǎn) FC(Family Computer)主機(jī)在歐美又稱(chēng) Nintendo Entertainment System（可譯作任天堂娛樂(lè)平臺(tái)即 NES）。 FC 主機(jī)在游戲業(yè)界造成的巨大沖擊眾所周知，這款主機(jī)在當(dāng)時(shí)事實(shí)上幾乎占領(lǐng)了世界各地多個(gè)國(guó)家的整個(gè)游戲市場(chǎng)，并使得逐漸沒(méi)落的北美游戲市場(chǎng)再度復(fù)蘇。這款主機(jī)的性能比當(dāng)時(shí)的多數(shù)主機(jī)都要強(qiáng)大，而價(jià)格上卻便宜得多。主機(jī)所采用得處理器為 CMOS 6502，一款已經(jīng)淘汰的 70 年代中期產(chǎn)品。由于其價(jià)格便宜且極易使用，經(jīng)過(guò)任天堂的改造后又煥發(fā)了全新活力。Battle City 是其發(fā)售卡帶中的一款力作，設(shè)置了 20 個(gè)關(guān)卡， 可以雙人操縱畫(huà)面設(shè)置了若干種類(lèi)的建筑物和阻擋物，以消滅所有敵人為通關(guān)條件，并有接寶物等增加游戲效果的設(shè)置， 畫(huà) 面精美，音效杰出，在 PC 機(jī)的 80386 處理器仍未面世的當(dāng)時(shí)，能在硬件上運(yùn)行這樣的 2D 程序不得不令人驚嘆， 難怪常有人說(shuō)游戲程序是最大限度發(fā)揮硬件水平的載體 [4]。其游戲界面如圖 1 和圖 2 所示。 論文以在校期間學(xué)習(xí)的 J2ME 平臺(tái)手機(jī)軟件開(kāi)發(fā)為背景，結(jié)合自身比較感興趣的游戲開(kāi)發(fā)方向，圍繞目前應(yīng)用廣泛的 J2ME 的移動(dòng)平臺(tái)下的游戲開(kāi)發(fā)關(guān)鍵技術(shù)為主題，在對(duì) J2ME 平臺(tái)下的手機(jī)游戲開(kāi)發(fā)技術(shù)進(jìn)行了全面研究的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)深入分析研究了手機(jī)游戲通用框架，以及開(kāi)發(fā)運(yùn)行一款簡(jiǎn)單的手機(jī)游戲，在J2ME 平臺(tái)上完成設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn) ,并獲得了比較滿(mǎn)意的運(yùn)行效果。 對(duì)手機(jī)游戲開(kāi)發(fā)中的幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用研究，在目前手機(jī)游戲應(yīng)用最廣泛、通用性最好的 J2ME 開(kāi)發(fā)平臺(tái)上設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了： ⑴ 手機(jī)游戲通用框架 ⑵ 游戲滾屏 圖 1 80 年代中期的 FC 機(jī)器 圖 2 Battle City 的界面 4 論文組織結(jié)構(gòu) 論文具體的章節(jié)安排如下 ： 第一章緒論論述了本文的研究背景和意義，探討了手機(jī)游戲業(yè)務(wù)的國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀。介紹論文的主要內(nèi)容創(chuàng)新點(diǎn)及結(jié)構(gòu)安排。 第二章 J2ME移動(dòng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)概述研究并探討了 J2ME平臺(tái)的特性及其體系結(jié)構(gòu) 。重點(diǎn)介紹了連接受限設(shè)備配置 (CLDC)和移動(dòng)信息設(shè)備簡(jiǎn)表規(guī)范 (MIDP), 最后介紹的是 J2ME 應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)流程。 第三章坦克大戰(zhàn)的設(shè)計(jì)流程和設(shè)計(jì)思路。首先介紹了坦克大戰(zhàn)手機(jī)游戲的設(shè)計(jì)流程，初步了解整個(gè)程序的實(shí)現(xiàn)邏輯思維，接下來(lái)是對(duì)坦克大戰(zhàn)的坦克設(shè)計(jì)思路和子彈的設(shè)計(jì)思路做了詳細(xì)的介紹。 第四章是主要研究和坦克大戰(zhàn)游戲想關(guān)的技術(shù)。主要包括程序所需要解決的問(wèn)題，以及在坦克大戰(zhàn)的具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程中我們所用到的繪圖技術(shù)和程序所需要的應(yīng)用技術(shù)比如：內(nèi)存使用的最佳化和混淆器的使用。 第五章是對(duì)程序進(jìn)行分析和全面解讀，從 進(jìn)入程序的畫(huà)面開(kāi)始，一步步分析程序的流程走向，已經(jīng)過(guò)程中涉及到的每個(gè)類(lèi)，分析每個(gè)類(lèi)的作用，比如說(shuō)敵方英雄類(lèi)和坦克類(lèi)等等。 第六章主要是對(duì)本次論文程序設(shè)計(jì)的測(cè)試與分析，通過(guò)程序代碼的分析討論以及該實(shí)現(xiàn)的功能，對(duì)比游戲所呈現(xiàn)的每個(gè)界面，從而得出結(jié)論。 第 七 章總結(jié)與展望對(duì)全文的工作進(jìn)行了總結(jié)，并對(duì)下一步的工作和 J2ME 移動(dòng)應(yīng)用開(kāi)發(fā)的前景進(jìn)行的了展望。 本章小結(jié) 本章是對(duì)坦克大戰(zhàn)手機(jī)游戲的設(shè)計(jì)現(xiàn)做的一份調(diào)查和計(jì)劃表，這樣對(duì)程序制作有了更加深入的了解，在此基礎(chǔ)上使程序的制作流程更加緊密和流暢。 5 第二章 游戲開(kāi)發(fā)環(huán)境概述 開(kāi)發(fā)環(huán)境 操作系統(tǒng)： Microsoft Windows XP 程序語(yǔ)言： Java 2 platform Micro Edition JAVA 平臺(tái)： J2ME 插件： 開(kāi)發(fā)集成平臺(tái)： 簡(jiǎn)體中文版 模擬器： J2ME 平臺(tái)簡(jiǎn)介 Java2 技術(shù)是一系列產(chǎn)品的集合，目前主要包括 Java2 平臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)版 (Java 2 platform Standard Edition,J2SE)、 Java 2 平臺(tái)企業(yè)版 (Java 2 platform Enterprise Edition,J2EE)、 Java 2 平臺(tái)微型版 (Java 2 platform MicroEdition,J2ME)和 Java 卡平臺(tái) [5]。 J2ME 的全稱(chēng)是 Java 2 Platform Micro Edition,即 Java 2 平臺(tái)微型版。 J2ME 是SUN 公司的 Java 版本之一，它提供了靈活的圖形用戶(hù)界面、健全的安全模型、廣泛的聯(lián)網(wǎng)協(xié)議支持。 J2ME 不是 一個(gè)單獨(dú)的技術(shù)規(guī)范，而是一系列技術(shù)規(guī)范的總稱(chēng)， J2ME 適用于這些設(shè)備的同時(shí)也保留了 JAVA 的傳統(tǒng)特性，即在任何時(shí)間，任何地點(diǎn)的任何代碼具有可移植性，部署靈活性，安全的網(wǎng)絡(luò)傳輸性，以及代碼穩(wěn)定性，所以開(kāi)發(fā)人員才可以編寫(xiě)程序運(yùn)行在其他廠(chǎng)商設(shè)備上，它主要以消費(fèi)類(lèi)產(chǎn)品和嵌入式設(shè)備為目標(biāo) ,包括各種電子產(chǎn)品，如移動(dòng)電話(huà)、 PDA、電視機(jī)頂盒和其他小型設(shè)備等。自從 J2ME 發(fā)布以來(lái)，已經(jīng)有 600 多家公司加入這方面的開(kāi)發(fā)，包括 NOKIA、 MOTOROLA、 PALM 和 RIM 等知名大公司 [6]。 J2ME 平臺(tái)為嵌入式消費(fèi)類(lèi)產(chǎn)品提供 了一個(gè)通用的開(kāi)發(fā)平臺(tái)，很大程度上的改變了長(zhǎng)期以來(lái)嵌入式軟件開(kāi)發(fā)的封閉性，降低了嵌入式軟件開(kāi)發(fā)的門(mén)檻，同時(shí)極大的提高了嵌入式軟件開(kāi)發(fā)的效率。特別值得關(guān)注的是 J2ME 與 J2SE、 J2EE一起，為無(wú)線(xiàn)應(yīng)用的客戶(hù)端和服務(wù)器端提供了完整的開(kāi)發(fā)、部署環(huán)境。為移動(dòng)互聯(lián)引入了一種新的模式，允許移動(dòng)智能設(shè)備可以從互聯(lián)網(wǎng)上下載各種應(yīng)用程序，并在本地設(shè)備上創(chuàng)建各自的環(huán)境來(lái)運(yùn)行這些應(yīng)用程序。由此，為軟件開(kāi)發(fā)商在移動(dòng)通信領(lǐng)域創(chuàng)造了巨大的商業(yè)機(jī)會(huì)，用戶(hù)在得到豐富應(yīng)用體驗(yàn)的同時(shí)，也大大提高了運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)流量。 6 J2ME 平臺(tái)的體 系結(jié)構(gòu) 由于 J2ME 是用于消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品提供應(yīng)用開(kāi)發(fā)服務(wù)的，而這些電子產(chǎn)品和設(shè)備在軟件和硬件特性上都存在巨大的差異，很難用一種規(guī)范將其統(tǒng)一起來(lái)。所以 J2ME 專(zhuān)家組采用了非常靈活的設(shè)計(jì)來(lái)構(gòu)造 J2ME 平臺(tái)的體系結(jié)構(gòu) [7]，具體有如圖 3 可選包 簡(jiǎn)表 配置 虛擬機(jī) 本地操作系統(tǒng) 本地操作系統(tǒng) :位于 J2ME 體系結(jié)構(gòu)的最底層，由于 Java 語(yǔ)言的跨平臺(tái)特性，所以操作系統(tǒng)可以是 Linux、 Symbian、 PalmOS 等。 Java 虛擬機(jī) (JVM)： 針對(duì)設(shè)備本地操作系統(tǒng)定制的 Java 虛擬機(jī)的實(shí)現(xiàn)，支持特定 的 J2ME 配置。根據(jù)需要提供的功能不同，目前主要有兩類(lèi)虛擬機(jī)：專(zhuān)門(mén)為資源十分受限的小型嵌入式設(shè)備設(shè)計(jì)的 KVM(Kilo Virtual Machine,KVM)和為性能相對(duì)較強(qiáng)的嵌入式設(shè)備設(shè)計(jì)的 CVM(Compact Virtual Machine,CVM)。 配置 (Configuration)： 對(duì)大量軟硬件特性不同的嵌入式設(shè)備，根據(jù)其外觀(guān)和性能特點(diǎn)進(jìn)行分類(lèi)，提取其中共性形成的一套規(guī)范稱(chēng)之為配置。目前 J2ME 平臺(tái)主要包括兩個(gè)配置：連接設(shè)備配置 (Connected Device Configuration,CDC)和連接受限設(shè)備配置 (Connected Limited Device Configuration,CLDC)。 CLDC 由兩部分組成 ： 為應(yīng)用程序提供的最小 Java 語(yǔ)言類(lèi)庫(kù)和適合在資源受限設(shè)備上運(yùn)行的 Java虛擬機(jī) (KVM)。 簡(jiǎn)表 (Profiles)： 位于配置之上，為運(yùn)行環(huán)境提供高層的 API，例如，應(yīng)用程序模型和圖形用戶(hù)界面等。目前 CLDC 上應(yīng)用最為廣泛的是移動(dòng)信息設(shè)備簡(jiǎn)表(Mobile Information Device Profile,MIDP)。 MIDP 提供核心應(yīng)用程序功能，包括用戶(hù)界面，網(wǎng)絡(luò)連 接，本地?cái)?shù)據(jù)存儲(chǔ)和應(yīng)用程序生命周期管理。本文應(yīng)用開(kāi)發(fā)就是基于 J2ME 平臺(tái)上的 CLDC 配置和 MIDP 簡(jiǎn)表的 [8]。 可選包 (Optional Package)： 用于擴(kuò)展 J2ME 的功能，由于是針對(duì)特殊技術(shù)的實(shí)現(xiàn)，所以不適合做為一項(xiàng)特性定義到 MIDP 中，而采用了可選包的形式來(lái)提供。比較常見(jiàn)的可選包有無(wú)線(xiàn)消息 API(Wireless Messaging API,JSR120)，移動(dòng)多媒體API(Mobile Media API,JSR 135)和 WEB 服務(wù) API(Web Service API,JSR 172)等。 圖 3 J2ME 平臺(tái)體質(zhì)結(jié)構(gòu) 7 J2ME 應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)流程 因?yàn)?J2ME 是開(kāi)發(fā)移動(dòng)設(shè)備上的應(yīng)用程序，所以不同于 J2SE 程序的開(kāi)發(fā)流程，從編寫(xiě)好 JAVA 源文件到生成可以運(yùn)行的應(yīng)用程序并最終安裝部署到移動(dòng)設(shè)備上，還要繼續(xù)進(jìn)行編譯、預(yù)校驗(yàn)、打包