手机游戏地图设计的高级技术研究

Microcomputer Applications Vol. 26, No.8, 2010
文章编号：1007-757X(2010)8-0009-02
研究与设计
微型电脑应用
2010 年第 26 卷第 8 期
手机游戏地图设计的高级技术研究
程和侠，孙宜南，黄国兴
摘 要：游戏地图的设计，对于整个游戏开发来说起着最为重要的作用，游戏的其他元素都是依托于地图而进行设计的。整 个地图系统要考虑的问题是地图的格式标准，以及利用该标准设计和形成地图，最后是如何解析地图并显示到屏幕上。以急 速飚车（Outrun）为例描述游戏地图设计过程中的一些高级技巧技术，包括地图的存储，地图动画效果的实现技巧，以及地 图的优化处理技术。 关键词：游戏；手机游戏；游戏地图；地图存储；地图优化 中图分类号: TP39 文献标志码: A
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引言
近年来，我国手机和网络游戏市场发展迅速， 尤其是手 机游戏的发展。众多 SP（无线增值服务提供商）相继成立 手机游戏开发部门， 增加对这一市场的资金和人力投入。 但 是，游戏开发制作人才匮乏， 目前的手机游戏大多来自于国 外，日、韩、欧美等地开发的游戏几乎占据了中国手机游戏 市场 80%的游戏内容[1]。所以，国内手机游戏服务商也已经 开始进行自主研发， 目前国内手机游戏已走过了从最初的文 字类游戏、嵌入式游戏、 可下载的单机版游戏到大型手机网 络游戏的发展历程，手机游戏的业务形态日益成熟。 手机游戏开发也逐渐成体系、 系统化， 基本上可以从下 面几个方向学习研究[2]： 1） 手机游戏的开发流程 2） 游戏开发框架 3） 关键技术：GUI、游戏地图的生成、音效、动画 与特效、无线网络通信、常用算法、3D 技术 4） 手机网游 本文着重研究手机游戏的地图设计中的一些高级处理 技术。直观地说，地图系统仅仅是一个二维数组，然后用最 快的方式将数组影射到屏幕上[3][4]。由于手机游戏平台的特 殊性，手机游戏地图是由程序员用代码编写， 一般采用元素 分层的方式，根据程序需要分离出地图中的不变层和变化 层，然后对游戏进行逻辑处理。本文以急速飚车（Outrun） 为例描述游戏地图设计过程中的一些高级技巧技术， 包括地 图的存储，地图动画效果的实现技巧， 以及地图的优化处理 技术。
及当前处于活动区域的元素状态， 最后根据主角不同的状态 （被撞、刹车、转弯，等等）来描绘就可以了。 逻辑处理的作用都是为了下一帧内容的描绘服务的。 游 戏流程中的一个循环称为一帧。一帧只能包含一个静态图 像。 这里主要讲解一帧内的内容。 假如有如下图 1 中的一关 赛道。对于像 Outrun 这类卷动的游戏，实际在描绘的时候， 总是以主角(赛车)为参照物，因此赛车的位置是不变的，而 场景则是以相对的速度向后退。
图 1 赛道
先对赛道作如下图 2 的塞道划分所示。
图 2 赛道划分图
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地图的存储及实现
赛车每帧行驶的距离对应前进一个矩形， 如下图 3 所示: （赛车一帧前进距离等于一个矩形） 。
在游戏开发框架部分介绍了游戏主要是由两部分组成， 逻辑处理和单帧描绘,而地图要解决的主要是两个问题，每 帧逻辑是如何， 每帧又是如何描绘的。 Outrun 的逻辑处理就 是碰撞处理，主角（赛车）与非玩家控制元素之间的碰撞处 理。碰撞只考虑按照当前运动状态之后， 下一步会碰到什么 元素，以及哪些元素又会被激活，哪些元素会消亡，以及被 激活的元素下一帧之后会做有什么行为。 描绘只要按层来描 绘就可以，只要取得当前所在的区域在大地图上的位置， 以
图 3 赛车运动的存储图
——————————— 作者简介： 程和侠 （1982-） 男， ， 安徽怀宁人， 安庆师范学院计算机与信息学院讲师， 硕士， 研究方向： 信息系统、 嵌入式系统； 安庆 246011； 孙宜南（1978-） ，女，安徽潜山人，安庆师范学院计算机与信息学院讲师，硕士，研究方向：信息管理与信息化，安庆 246011； 黄国兴，华东师范大学软件学院 教授，安庆 246011
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研究与设计
微型电脑应用
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其中 Road_p 指示游戏中要描绘的矩形的最大编号。如 （ 左一幅图就表示要画的矩形分别为 n, n-1, …, n-9)，每个小 矩形用 CRoadData 结构来存储。 我们定义一个 10 元的 CRoadData 数组，这十个矩形就 对应了赛车在当前位置所能看到的路面， 也就是我们一帧内 要描绘的赛道路面。赛车前移一格，CRoadData 数组内容就 前移一个(CRoadData[9]内容赋给 CRoadData[8]， 。。 。 CRoadData[1]，内容就赋给 CRoadData[0]）并读取一个新的 小矩形内容到 CRoadData[9]， 因此游戏就是不断地描绘这个 数组的内容就形成了不断移动的路面动画。 至于景物层和活动层只是以这个矩形为基准单位进行 摆放(如图 4)。
的移动是指去掉其他几层碰撞之后可以活动的范围） ，在这 个基础上铺上第二层， 这样就可以形成了一个赛道， 至于边 界可以由很多一半画其他地表一半画赛道这样的矩形来衔 接。在上两层的基础上再铺上环境层就形成了不规则的赛 道。
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4.1
优化
图 4 赛车运动的景物图
其他的层是与这个地表层的是一一对应的。 景物的存储 也是以小矩形为单位进行存储的。
碰撞检测 在 Outrun 逻辑处理中的碰撞检测比较简单，只要根据 X，Y 的坐标判定就可以了，但是这样就会对元素分层中的 各层都做碰撞检测，可以加入优化，以减少检测次数。游戏 中常用的一些碰撞检测算法有：边界检测，中心点检测，等 等。 这部分内容属于手机游戏常用算法内容， 这里就不详细 介绍。 4.2 双缓冲技术 成熟的游戏地图框架中，为了美观，适用性强，可能需 要采用外部文件引入的图片贴图， 有关贴图， 并提供了用于 增强游戏功能的 Game 包， 使得解决静态或动态、 画面背景、 屏幕刷新的双缓冲等都有较好的解决方案。 所谓的双缓冲技术 [5] 就是在内存中开辟一片区域作为 后台画面，程序对它更新，修改，完成后再显示它。这样被 显示的图像永远是已经完全画好的图像， 程序修改的将不是 正在被显示的图像，这样就能有效避免屏幕闪烁。
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结束语
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动画的效果实现
游戏中一些效果的实现也是通过对上述 10 个矩形来实 现的。根据当前的主角(赛车)的运动状态，相应地改变描绘 这些矩形。 上下坡： 至于上坡还是下坡只要通过调整每段的高度可 以实现，上坡的时候，每段差距较大，上坡的十个矩形的高 度和要比下坡的时候小。 转弯：每按一下左右键(左右转弯) 景物也就相应右左 偏移一段距离。 加减速：比如说在游戏中，赛车启动时，赛车所在的矩 形的高度是 37，其他九个是都是 1 ，速度越大，这几个矩 形高度差距也就越小。减速同加速处理。 至于其他的动画技巧属于动画与特效内容。
整个游戏地图设计系统要考虑的问题是地图的格式标 准， 以及利用该标准设计和形成地图， 最后是如何解析地图 并显示到屏幕上。 游戏中的地图除了可以是由程序员用代码 实现， 还可以是先由程序员做一个地图编辑器， 在这个地图 编辑器中生成地图，再保存成地图文件[6]。后者具有更广泛 的通用性，这里由于手机平台的限制，所以选择了前者。
参考文献
[1] 饶威.浅谈中国手机游戏的发展[J].科教文汇.2006 年 02 期, P159-160. [2] 程和侠.手机游戏的 GUI 技术研究[J] .2007 年第 9 期.P210-216. [3] 惠志.一个基于 3D 游戏引擎的虚拟展示方案[J].微机发 展. 2005 年 04 期, P95-97+99. [4] 涂超.基于 Morfit 3D 引擎的三维游戏开发研究[J].微机 发展. 2005 年 10 期, P70-73. [5] 王森. JAVA 手机和 PDA 程序设计入门[M].第 3 版.电子 工业大学出版社, 2005. [6] Littman M L. (1994), Markov games as a framework for multi-agent reinforcement learning, in W. W. Cohen & H. Hirsh, eds, `Proceedings of the Eleventh International Conference on Machine Learning (ML-94)', Morgan Kauffman Publishers, Inc , New Brunswick, NJ, pp. 157--163. 1994. (收稿日期：2010-01-07)
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不规则元素的实现
地图中我们经常看见的不规则的物体，是如何实现的 呢？游戏地图的类型很多，这里我们主要是指 2.5D 游戏的 地图，所谓的 2.5D 就是介于二维和三维之间。地图中不规 则的元素主要是指地表等元素，对于 2.5D 游戏来说不规则 的地表主要是拼接而形成的， 主要有两种方法： 一种是矩形 的，一种是菱形的。后一种多用在斜视游戏中。对于景物元 素，其实他们在游戏逻辑判断中是作为规则物体来判定的。 在 Outrun 中。游戏中主要不规则元素是赛道，首先按照元 素分层的时候第一层可以定义一个可移动区域 （注意这里面
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