鄉(xiāng)村飆車競技類游戲的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

楊 寧

（湖南科技學(xué)院 電子與信息工程學(xué)院，湖南 永州 425199）

1 賽車游戲概述

賽車距今已有超過100年的歷史。最早的賽車比賽是在城市間的公路上進(jìn)行的。由于公路賽道的危險(xiǎn)性比較大，所以專業(yè)比賽的賽道應(yīng)運(yùn)而生。第一場賽車比賽于1887年在巴黎舉行。后來，賽車運(yùn)動(dòng)分為了場地賽車和非場地賽車。賽車類游戲是一種非常棒的游戲，吸引著很大一部分玩家。

2 游戲的背景及功能概述

2.1 背景概述

城市間的飆車雖然不被官方認(rèn)可，但是還是有許多年輕人喜歡這項(xiàng)刺激的運(yùn)動(dòng)。鄉(xiāng)村飆車游戲就是以鄉(xiāng)村為競技場景的飆車游戲，在游戲中玩家可以駕駛著汽車在鄉(xiāng)間公路上盡情地飆車。

當(dāng)然途中會(huì)有一些障礙物，如果是本分的駕駛員，那就繞行。如果已經(jīng)厭煩了生活中本本分分的開車習(xí)慣，玩家完全可以將障礙物視為無物，直接將其撞飛。不過游戲歸游戲，生活中還是要本本分分地駕駛。

2.2 功能簡介

雖然本游戲是一款競技類游戲，但操作并不是很難。游戲中玩家可以用鍵盤的上、下、左、右鍵控制賽車的行駛方向，鍵盤的Q鍵能切換視角，M鍵能打開或者收起小地圖，玩家可以根據(jù)自己的喜好用S鍵控制汽車儀表盤是否顯示。如果手機(jī)沒有鍵盤，筆者從方便玩家的角度充分考慮了游戲的可玩性。

玩家可以選擇傳感器操控，這時(shí)候屏幕上的上、下按鍵控制汽車的前進(jìn)、后退，通過手機(jī)的左、右按鍵控制汽車左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)，屏幕上的圖標(biāo)Q用來切換視角，圖標(biāo)M用來打開或者收起小地圖，圖標(biāo)S控制汽車儀表盤是否顯示。

3 游戲的策劃和準(zhǔn)備工作

3.1 游戲的策劃

隨著網(wǎng)絡(luò)的不斷發(fā)展，越來越多的玩家開始喜歡競技游戲，此類游戲可以單機(jī)對戰(zhàn)，可以聯(lián)網(wǎng)對戰(zhàn)，競爭激烈、酷炫多彩。“鄉(xiāng)村飆車”作為一款競技類賽車游戲，很好地再現(xiàn)了賽車類游戲的精彩。有了這款游戲，只要帶著手機(jī)，玩家便可以隨時(shí)隨地進(jìn)行虛擬的飆車競技，享受挑戰(zhàn)極限及刷新記錄帶來的游戲快感，滿足玩家對游戲娛樂性的要求。

3.2 Android平臺(tái)下游戲的準(zhǔn)備工作

游戲的準(zhǔn)備工作通常是根據(jù)游戲的策劃來制作游戲所用的圖片、聲音等。本游戲主要的圖片包括：廣告牌、交通指示牌、小地圖、菜單、山地、路邊、交通信號(hào)燈、水面、天空等。本游戲主要的聲音包括：剎車、獲得物品、汽車加速、發(fā)車倒數(shù)、碰撞聲等。

4 游戲的架構(gòu)

4.1 游戲中用到的主要技術(shù)

該游戲?yàn)楦偧碱?D賽車游戲，對于技術(shù)的運(yùn)用很多。

樹木繪制的排序技術(shù)，根據(jù)樹木與攝像機(jī)的距離，先繪制離攝像機(jī)越遠(yuǎn)的樹木，這樣可以避免樹木渲染時(shí)出現(xiàn)的遮擋問題。

可碰撞物體碰撞效果技術(shù)，可碰撞物體分為兩種：一種可以分為擁有靜止?fàn)顟B(tài)和飛行狀態(tài)的碰撞物，如交通錐等，使用線程監(jiān)控其當(dāng)前狀態(tài)，當(dāng)被賽車碰撞時(shí)，可碰撞物體由靜止?fàn)顟B(tài)變?yōu)轱w行狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)碰撞效果；另一種為可控制賽車的上下限速度，如加減速彈簧，被賽車碰到時(shí)或增加速度上限或減少速度上限，然后消失。

傳感器技術(shù)，通過Android系統(tǒng)中姿態(tài)傳感器的應(yīng)用，將手機(jī)當(dāng)前yaw，pitch，row軸的方向映射到3D場景中，以實(shí)現(xiàn)對汽車的方向控制。幾何圖形OpenGL ES實(shí)現(xiàn)技術(shù)。該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了球、圓環(huán)、圓錐等基本部件的構(gòu)造，以及部件之間的組裝，比如場景中的飛艇、農(nóng)舍、樓房、隧道、交通指示牌等部件。天空穹技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了游戲中的天空和遠(yuǎn)山場景。水面波動(dòng)技術(shù)，運(yùn)用三角函數(shù)換幀實(shí)現(xiàn)水面的波動(dòng)效果，增加游戲場景的真實(shí)性。

儀表板技術(shù)，通過恢復(fù)矩陣使速度表、虛擬按鈕、迷你地圖等部件固定于手機(jī)屏幕，并對其進(jìn)行視角綁定。游戲時(shí)間同步記錄技術(shù)，通過對手機(jī)系統(tǒng)時(shí)間的記錄，根據(jù)記錄時(shí)間的差值在手機(jī)屏幕上顯示游戲所用的時(shí)間。地圖拼接技術(shù)，該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了迷你地圖及賽道的生成，其中迷你地圖顯示了整幅地圖的路線，以及賽車在地圖中的位置。

3Ds Max生成物體加載技術(shù)，本游戲中的汽車是用3Ds Max設(shè)計(jì)的，其在游戲場景中的渲染是通過加載技術(shù)實(shí)現(xiàn)的，該技術(shù)可以根據(jù)3Ds Max生成物體的obj文件自動(dòng)在OpenGL ES中加載，并自動(dòng)計(jì)算頂點(diǎn)的平均法向量。2D界面的觸控技術(shù)，重寫觸控方法，在設(shè)定的觸控區(qū)域?qū)崿F(xiàn)不同的觸控效果。Mipmap技術(shù)，實(shí)現(xiàn)紋理貼圖的重復(fù)填充，大大節(jié)省內(nèi)存，山地、大樓等的繪制均使用了該技術(shù)。多鍵監(jiān)聽技術(shù)，首先將方向鍵規(guī)定為16進(jìn)制數(shù)l，2，4，8，通過位移計(jì)算實(shí)現(xiàn)該技術(shù)。該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了賽車行駛方向和行駛速度的控制。

聲音實(shí)現(xiàn)技術(shù)，通過MediaPlayer和SoundPool實(shí)現(xiàn)游戲中背景音樂和音效，背景音樂重復(fù)播放，音樂池中音效分為按向下鍵時(shí)的剎車聲音，按向上鍵時(shí)的加速聲音，賽車碰撞的聲音，賽車減油的聲音?；旌系膶?shí)現(xiàn)，通過改變目標(biāo)因子和源因子的值，設(shè)定不同的混合，其中水面、樹的繪制運(yùn)用到了混合技術(shù)。光照技術(shù)，在繪制賽車時(shí)開啟光照，賽車的顏色是由光照實(shí)現(xiàn)的。多點(diǎn)觸控技術(shù)，虛擬按鍵可以同時(shí)觸控，互不影響，各自產(chǎn)生其設(shè)定效果。

4.2 游戲的框架

（1）游戲開始后，首先進(jìn)入Activity_GL_Racing.java類，該類為應(yīng)用程序運(yùn)行的開始。在該類中將對一些量進(jìn)行初始化。如聲音的初始化、傳感器的應(yīng)用初始化等。

（2）在Activity_GL Racing.java類中執(zhí)行了跳轉(zhuǎn)語句后，游戲進(jìn)入游戲開始界面。

（3）游戲開始界面結(jié)束后，游戲進(jìn)入聲音選擇界面，當(dāng)玩家選擇了開啟或者關(guān)閉后，將游戲聲音狀態(tài)設(shè)置為玩家選擇的狀態(tài)并發(fā)送消息到Activity_GL_Racing.java類中的消息處理器，請求切換界面，游戲進(jìn)入主菜單界面。

（4）在主菜單界面中，單擊不同的菜單項(xiàng)，將向Activity_GL_ Racing.java類中的消息管理器發(fā)送不同的消息，進(jìn)入相應(yīng)的界面。如單擊幫助菜單，則向消息管理器發(fā)送跳轉(zhuǎn)到幫助菜單界面的消息，進(jìn)入幫助界面。

（5）當(dāng)單擊競技模式菜單項(xiàng)時(shí)，先向Activity_GL Racing.java類中的消息管理器發(fā)送消息，跳轉(zhuǎn)到游戲選擇界面，在該界面中，可以選擇進(jìn)入游戲或者查看玩家記錄。通過選擇，將向Activity_GL Racing.java類中的消息管理器發(fā)送消息，并跳轉(zhuǎn)到對應(yīng)的界面中。

（6）當(dāng)玩家選擇的是進(jìn)入歷史記錄界面，將向Activity_GL_Racing.java類中的消息管理器發(fā)送消息，跳轉(zhuǎn)到該界面，在該界面中，可以通過屏幕觸控事件來查看玩家歷史記錄。

（7）當(dāng)玩家選擇的是進(jìn)入游戲，將向Activity_GL Racing.java類中的消息管理器發(fā)送消息，跳轉(zhuǎn)到游戲加載界面，在該界面中將調(diào)用初始化游戲部件的方法，進(jìn)行游戲的加載。

（8）游戲加載成功后，進(jìn)入游戲界面。在游戲中，首先調(diào)用ThreadCamera.java類，進(jìn)行場景瀏覽，結(jié)束后開啟聲音播放并調(diào)用DrawCountdown.java類對象，進(jìn)行游戲前倒計(jì)時(shí)，在倒計(jì)時(shí)結(jié)束之前，游戲不可控，在游戲倒計(jì)時(shí)結(jié)束后，游戲恢復(fù)為可控制狀態(tài)。

5 關(guān)鍵技術(shù)設(shè)計(jì)

5.1 汽車與公路部件的碰撞檢測

汽車與公路部件的碰撞檢測較為復(fù)雜，總共分為兩個(gè)階段。第1個(gè)階段是粗測階段，主要檢測汽車是否位于當(dāng)前檢測的地圖單元中，如果沒有位于該地圖單元中，則停止檢測；如果位于該地圖單元中，則進(jìn)行第2階段的碰撞檢測。第2階段是細(xì)測階段，檢測汽車與當(dāng)前地圖單元中公路護(hù)欄的具體碰撞。

5.2 汽車行駛?cè)?shù)的判定

在賽車游戲中，對汽車行駛?cè)?shù)的判定至關(guān)重要。只有正確合理的計(jì)圈方法才能確保游戲的公平性、真實(shí)性和可玩性。下面闡述在本游戲中計(jì)圈的判定規(guī)則。

（1）行駛夠了半圈；（2）行駛到終點(diǎn)時(shí)行駛方向是駛向終點(diǎn)；（3）若出現(xiàn)不符合上述兩點(diǎn)的行駛情況，半圈標(biāo)志清零；（4）圈數(shù)加1后，半圈標(biāo)志清零。

5.3 汽車與可碰撞部件的碰撞檢測及其動(dòng)畫實(shí)現(xiàn)

在游戲中還存在可碰撞部件，包括加減速彈簧、路障牌和交通錐筒等。具體在實(shí)現(xiàn)時(shí)要注意碰撞物體的控制方法及其可碰撞物體動(dòng)畫實(shí)現(xiàn)線程。

6 游戲的優(yōu)化與改進(jìn)

6.1 過關(guān)獎(jiǎng)勵(lì)及犯罪追擊

每完成一次任務(wù)，或者結(jié)束一次挑戰(zhàn)為游戲添加相應(yīng)的獎(jiǎng)勵(lì)，如金錢獎(jiǎng)勵(lì)制度、榮譽(yù)制度等，玩家可以根據(jù)自己持有的金錢和榮譽(yù)度購買更高級的賽車，挑戰(zhàn)更高級的對手。當(dāng)然，為了展現(xiàn)游戲的真實(shí)度，可以給玩家指定犯罪值，當(dāng)玩家破壞一定量的公共設(shè)施或者對警方挑釁的時(shí)候，生成相應(yīng)的警車對玩家進(jìn)行追趕逮捕。相應(yīng)地進(jìn)行上述優(yōu)化后，游戲的可玩度會(huì)得到更進(jìn)一步的提高。

6.2 游戲中可以增加多輛賽車，賽車之間可以互相碰撞

在現(xiàn)實(shí)的賽車比賽中，賽道上不僅僅只有一輛賽車，如果沒有控制好賽車，可能發(fā)生撞車事件。在游戲中同樣可以模擬該類事件，賽車數(shù)量增加后可以大大增加游戲的難度和可玩性，吸引更多的玩家。

6.3 碰撞效果改進(jìn)

賽車行進(jìn)過程中碰到路邊時(shí)不直接停下，而是將速度由標(biāo)量變?yōu)橄蛄?，并?shí)現(xiàn)碰撞、擦火的效果，以增加游戲的可玩性。

6.4 增設(shè)地形

可以增設(shè)地形種類，地形可以是有起伏的賽道，增加賽道難度，游戲的可玩性也能大大提高。

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