基于Android的圍棋游戲開發(fā)

摘要：本文設(shè)計實現(xiàn)了基于Android平臺的圍棋游戲，分別利用SDK、NDK交叉編譯工具開發(fā)了圖形界面和圍棋引擎，然后利用Java輸入輸出流和對GTP協(xié)議的解析，完成了圖形界面和引擎進程間的通信。經(jīng)測試，游戲操作簡單，棋力優(yōu)異，具備一定的可玩性。所提出的開發(fā)框架對Android棋牌類游戲開發(fā)有一定的參考意義。

關(guān)鍵詞：Android；NDK；GTP；圍棋游戲

中圖分類號：TP311.52 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9599 （2012） 22-0000-02

隨著生活節(jié)奏的加快，智能手機的發(fā)展，人們對于在智能手機上進行娛樂的需求越來越大，而棋牌類游戲作為游戲中趣味性較強的一類，有著廣泛的市場空間和一定的娛樂價值。圍棋因其可玩性強和操作簡便等特點，成為棋牌類游戲中最受歡迎的游戲之一。本文基于Android平臺，利用Android SDK，結(jié)合Android NDK工具，設(shè)計實現(xiàn)了19路圍棋游戲。

1 游戲設(shè)計及框架

本文所討論的圍棋游戲，主要功能是人機對弈。它的實現(xiàn)主要涉及三個方面：對弈界面，引擎程序以及界面和引擎程序間的通信?；静襟E為：利用Android SDK開發(fā)游戲界面，將已有的C++引擎程序交叉編譯到Android系統(tǒng)上獨立運行在子進程中，再通過Java輸入輸出流實現(xiàn)界面與引擎間通信，且通信中遵循GTP（Go Text Protocol）協(xié)議。該游戲的整體結(jié)構(gòu)如圖1所示：

2 游戲界面的設(shè)計與實現(xiàn)

圍棋對弈需要遵守圍棋規(guī)則，所以，需要定義規(guī)則算法來保證對弈過程的正確性和真實性。規(guī)則算法中主要實現(xiàn)兩個功能：判斷某點是否可下和把無氣之子提出盤外。棋盤的繪制是將組成棋盤的元素，包括材質(zhì)背景圖片、棋盤線、星點和坐標，順序繪制在屏幕上。監(jiān)聽手指的觸屏動作，刷新界面，將棋子圖片繪制在屏幕正確的位置上，實現(xiàn)落子效果。

2.1 棋盤繪制

圍棋對弈界面的開發(fā)可以被劃歸到游戲開發(fā)范疇，Android游戲開發(fā)中常用的三種視圖是View、SurfaceView和GLSuifaceView[1]。View是顯示視圖，內(nèi)置畫布，提供圖形繪制函數(shù)、觸屏事件、按鍵事件函數(shù)等；SurfaceView拓展于View，以單獨的線程執(zhí)行畫布重繪；GLSurfaceView拓展于SurfaceView，專用于3D游戲開發(fā)。

View游戲框架已經(jīng)可以滿足圍棋界面2D顯示。定義游戲界面類GameView，繼承自View。復(fù)寫onDraw方法，在畫布（Canvas）上依次繪制棋盤材質(zhì)圖片、361條垂直交叉的棋盤線、9個圓形星位和76個橫縱坐標。

2.2 屏幕監(jiān)聽和棋子繪制

View視圖類中封裝了觸屏監(jiān)聽函數(shù)：onTouchEvent（MotionEvent event），event實例中保存了觸屏動作，如：按下、抬起、移動、屏幕壓力、多點觸屏等。重寫onTouchEvent函數(shù)，調(diào)用event的getX（）、getY（）方法獲取手指觸摸位置，將觸摸點對應(yīng)到與其距離最近的棋盤坐標上。通過event.getAction（）方法獲取玩家的動作，與MotionEvent類中定義的動作常量值相匹配，若匹配成功，進行相應(yīng)處理?？紤]落子操作的需求，對玩家的按下動作、抬起動作和移動動作進行處理。這三個動作對應(yīng)的動作常量值分別是ACTION_DOWN、ACTION_UP和ACTION_MOVE。監(jiān)聽到ACTION_UP事件后，依據(jù)規(guī)則，判斷該坐標點可以落子后，調(diào)用invalidate（）方法重繪畫布，刷新屏幕，將棋子繪制在棋盤上。

3 引擎程序交叉編譯

本文所利用的圍棋引擎程序是基于Linux、以C++語言實現(xiàn)的Lingo程序，對Lingo的交叉編譯是基于Android NDK（Native Development Kit）實現(xiàn)的。

NDK是Android原生態(tài)開發(fā)工具，主要面向C、C++程序員，NDK可以將本地C、C++組件代碼嵌入到應(yīng)用程序中，為已有代碼的重用提供了便利[3]。NDK集成了交叉編譯器，并提供了相應(yīng)的mk文件隔離CPU、平臺、ABI等差異，開發(fā)人員只需要編寫mk文件，就可以創(chuàng)建出動態(tài)庫、可執(zhí)行文件或者靜態(tài)庫。

Android NDK源碼路徑設(shè)置遵循一定的路徑格式。工程文件夾下需要包含如下幾個目錄：JNI、Libs、Obj[4]。將Lingo源碼文件存放在JNI目錄下，同時在JNI目錄下創(chuàng)建并編寫Android.mk文件和Application.mk文件，指出需要編譯的文件、編譯特性要求等，編譯的時候編譯腳本會在JNI目錄下自動尋找這兩個mk文件，然后根據(jù)腳本配置開始編譯工作。

將sgfc（sgf格式棋譜解析）模塊、go（引擎）模塊分別編譯成靜態(tài)庫libsgfc.a、libgo.a，再集成到lingo模塊中，最終將lingo編譯成可執(zhí)行文件。編譯后的可執(zhí)行文件lingo會自動拷貝到Libs文件夾下。

然后利用adb push命令將可執(zhí)行文件lingo復(fù)制到模擬器或手機上。

4 游戲界面與引擎通信

Java API中的ProcessBuilder提供了創(chuàng)建操作系統(tǒng)進程的方法。在游戲界面端，調(diào)用ProcessBuilder實例的start（）方法，啟動lingo子進程。

4.1 GTP協(xié)議

目前，計算機圍棋程序間對弈多采用GTP協(xié)議，它基于文本輸入輸出來傳遞信息[5]。GTP協(xié)議基于提問/應(yīng)答模式，通信雙方分別作為控制器與引擎，二者建立連接后，控制器可以向引擎發(fā)送請求指令，然后引擎會做出應(yīng)答。基于Lingo程序?qū)TP協(xié)議的良好支持，游戲界面也解析了GTP協(xié)議，并作為客戶端向lingo發(fā)送指令，lingo會做出應(yīng)答。本文所討論的圖形界面支持的兩個主要GTP協(xié)議指令為：

4.2 獨立線程實現(xiàn)通信

在多線程方面，Android提供了非常好的支持。為避免引擎計算時間可能過長而造成主線程阻塞，將界面與引擎的通信在單獨的線程中實現(xiàn)。在該線程中通過Java輸出流向lingo引擎發(fā)送請求指令，利用Java輸入流接收lingo引擎的應(yīng)答。

5 結(jié)束語

圍棋游戲成功安裝，經(jīng)反復(fù)測試，該圍棋游戲通過友好的圖形界面和棋力優(yōu)異的圍棋引擎，使玩家體驗到圍棋的智慧與樂趣。文中重點介紹了本游戲開發(fā)過程中使用的關(guān)鍵技術(shù)，為Android棋牌類游戲開發(fā)提供了一定參考價值。

參考文獻：

[1]李華明. Android游戲編程之從零開始[M].北京：清華大學(xué)出版社，2011：118-119.

[2]吳亞峰，蘇亞光. Android游戲開發(fā)大全[M].北京：人民郵電出版社，2012：325-371.

[3]趙宏偉. Android NDK開發(fā)環(huán)境實現(xiàn)與應(yīng)用[J].電腦知識與技術(shù)，2010，6（35）：10055-10060.

[4]劉知青，李文峰.現(xiàn)代計算機圍棋基礎(chǔ)[M].北京：北京郵電大學(xué)出版社，2011：182-183.