基于Cocos Creator引擎的游戲開發(fā)技術研究

閔磊 江漢大學

一、引言

伴隨著便攜式硬件技術的進步，基于移動終端的各類應用軟件迎來了新的發(fā)展契機。人們利用手機或平板電腦等移動設備，可以隨時隨地通過各類APP進行學習、購物或是娛樂。在眾多面向移動終端的應用中，游戲軟件具有較大的發(fā)展需求。當今社會高速發(fā)展，人們的生活節(jié)奏日益加快，在碎片化的時間里適當?shù)乩糜螒蜻M行休閑，可以在一定程度上緩解人們緊張的情緒，有益身心健康。此外，游戲產(chǎn)業(yè)集動畫技術、計算機技術、軟件技術于一體，可以有力拉動高新技術產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

自計算機技術出現(xiàn)以來，游戲工業(yè)就保持著強勁的發(fā)展勢頭，各類相關技術和開發(fā)方法都取得了較大進步。但是，從“PC時代”到“移動互聯(lián)網(wǎng)時代”的轉變，也為傳統(tǒng)游戲產(chǎn)業(yè)帶來了新的挑戰(zhàn)。目前，各類游戲都在積極推出基于手機等移動端的新版本，以適應人們對移動化應用的需求。在眾多游戲開發(fā)引擎中，Cocos系列游戲引擎對于移動設備的支持相對較為完善，可便捷地發(fā)布針對Android、IOS等平臺的應用。Cocos Creator游戲引擎是在Cocos2D-X基礎之上開發(fā)的具備可視化編輯功能的游戲引擎，它在保證Cocos底層引擎功能的基礎之上，以可視化編輯的方式簡化了游戲開發(fā)的過程，非常適合移動互聯(lián)網(wǎng)時代高迭代的效率要求。為深入分析移動端游戲的開發(fā)原理，本文基于Cocos Creator游戲引擎，對一款經(jīng)典的飛機戰(zhàn)斗類游戲的實現(xiàn)機制進行了研究。一體化的開發(fā)流程則能將資源編輯、UI制作、代碼編寫、調試、發(fā)布等各部分工作統(tǒng)一以來，便于團隊合作，從而提高開發(fā)效率。

目前，Cocos Creator游戲引擎支持JavaScript和TypeScript兩種腳本語言。能夠在項目開發(fā)完成后，通過與不同平臺的SDK對接，實現(xiàn)Android、IOS、Web甚至微信等平臺上的APP發(fā)布，從而真正做到硬件及軟件層面的跨平臺。在本文研究中，使用JavaScript作為開發(fā)語言，研究了相關的游戲邏輯。

二、CocosCreator游戲引擎介紹

Cocos Creator游戲引擎是Cocos系列游戲引擎中較新的一款產(chǎn)品，它基于Cocos2D-X，能提供Cocos引擎的大部分核心功能。此外，人性化的編輯界面可將開發(fā)者從繁瑣的界面、動畫等常規(guī)功能中解放出來，使其能專注于游戲邏輯本身的開發(fā)。而

三、游戲功能及原理分析

（一）游戲功能

本文所研究的是一款經(jīng)典飛機大戰(zhàn)游戲，游戲中的己方飛機由玩家操控，敵方飛機由程序邏輯自動生成，可以被視為NPC（非玩家角色）。乙方飛機有一定的生命值，在游戲進行過程中如果被敵方飛機擊中，則生命值降低，降為零時游戲結束。若敵方飛機被己方擊中，則直接爆炸銷毀。為提高游戲的真實性，敵方子彈與己方子彈如果發(fā)生碰撞則相互銷毀，產(chǎn)生爆炸效果。玩家對飛機的操控通過編寫的操控控件來實現(xiàn)，該控件可適應手機終端的觸控拖動事件，能通過錨點的拖動來實現(xiàn)飛機飛行方向和速度的控制。每擊中一架敵方飛機，得分分數(shù)增加，游戲結束時的分數(shù)代表本輪游戲的成績。

（二）工程架構

不管游戲的邏輯如何，界面上所呈現(xiàn)的無非是飛機子彈的運動、各種特效以及用于用戶交互的UI控件。為了使結構更加清晰，這些元素在架構上可進行分離，構成“界面表現(xiàn)與交互層”。而對于游戲的規(guī)則和邏輯，則主要由程序員通過代碼層面的算法來實現(xiàn)。因此，該層可作為“邏輯運行層”，主要承擔游戲邏輯的運行。而游戲邏輯運行的直接結果，就是游戲中相關數(shù)據(jù)值的改變，例如生命值、得分、時間等，這些數(shù)據(jù)的存儲和維護就依賴于“基礎數(shù)據(jù)層”。

因此，“界面表現(xiàn)與交互層”、“邏輯運行層”以及“基礎數(shù)據(jù)層”，它們共同構成了游戲工程的主體框架。

1.界面表現(xiàn)與交互層。負責對各種界面元素進行呈現(xiàn)，并承擔基于UI控件的用戶交互。該層的渲染功能、飛機、子彈的運動、動畫，以及爆炸特效等主要借助于Cocos Creator的表現(xiàn)層來實現(xiàn)；UI控件則由Cocos Creator中基本的節(jié)點元素通過組合的方式構成，完成用戶對飛機操控的交互功能。

2.邏輯運行層。該層主要實現(xiàn)游戲的運行邏輯，在本文所述游戲中，子彈的發(fā)射、子彈與飛機之間的碰撞檢測、生命值及游戲得分的變化等，都由此層的邏輯來控制。這些邏輯主要通過游戲開發(fā)者所編寫的腳本語言來實現(xiàn)，操控邏輯則通過“交互層”觸發(fā)的事件來激活。

3.基礎數(shù)據(jù)層。維護游戲運行時的狀態(tài)數(shù)據(jù)，包括元素的位置、速度、運動方向、分數(shù)值等。這些數(shù)據(jù)既是邏輯層的輸出，也為邏輯層提供必要的數(shù)據(jù)支撐，同時也是表現(xiàn)層進行數(shù)據(jù)呈現(xiàn)的數(shù)據(jù)基礎。

（三）實現(xiàn)步驟

游戲的輸入為用戶的UI交互操作，輸出為游戲的運行狀態(tài)以及呈現(xiàn)給玩家的分數(shù)、成敗等運行結果。

結合游戲的運行邏輯，可設計如下的實現(xiàn)步驟對游戲的過程進行描述：

步驟1：根據(jù)元素的圖片創(chuàng)建飛機、子彈、爆炸效果等節(jié)點或動畫，并創(chuàng)建自定義的方向觸控控件等游戲必須的節(jié)點。

步驟2：針對主場景的運行，創(chuàng)建腳本GameCtrlJs.js，并將其作為腳本組件掛載到主場景中的Canvas下，該腳本負責對游戲主邏輯進行控制。

步驟3：對于己方飛機、敵機、子彈、爆炸效果、等分別創(chuàng)建對應的腳本，并掛載到對應節(jié)點上，這些腳本負責本節(jié)點的行為邏輯，例如爆炸結束后的實例銷毀、飛機定期發(fā)射子彈等。

步驟4：當玩家點擊游戲開始時，加載主場景，在GameCtrlJs腳本中通過schedule方法定期調用創(chuàng)建敵機的函數(shù)。同時，敵機依賴自身掛載的控制腳本也定期發(fā)射子彈。敵我雙方的飛機和子彈分別歸屬于不同的分組，不同分組用于碰撞時的對象檢測。

步驟5：玩家通過觸控控件對己方飛機的方向和速度進行控制，并可觸發(fā)射擊功能。射擊時動態(tài)創(chuàng)建己方子彈，子彈通過cc.moveBy動作進行位置的移動，當接觸到敵方子彈或者飛機時，雙方節(jié)點銷毀并同時播放爆炸的動畫。

步驟6：通過敵我雙方碰撞處理的邏輯，動態(tài)調整生命值和得分，將其顯示到主場景對應的控件上。如果生命值降為零，則游戲結束，將跳轉到ReadyScene場景的按鈕進行Active激活顯示。

四、技術實現(xiàn)機制

（一）碰撞檢測機制

在本文所述的飛機大戰(zhàn)游戲中，最為關鍵的是敵我雙方的飛機和子彈在運動中相遇時的碰撞檢測，它將直接影響擊毀或是得分的游戲邏輯，游戲通過Cocos Creator內置的物理引擎實現(xiàn)該功能。腳本中利用cc.director類的getCollisionManager()方法取得碰撞檢測管理器，并將其enable屬性設置為true。同時，將敵我雙方的飛機、子彈分別設置為歸屬于不同的分組，對應分組之間設置碰撞檢測標志。編寫碰撞檢測響應函數(shù)，實現(xiàn)相應的游戲邏輯。

（二）觸控方向控件的實現(xiàn)

移動設備不同于傳統(tǒng)電腦，它更多的是利用觸摸屏而非鍵盤進行UI交互。因此，需要設計觸控控件對飛機的運動方向和速度進行控制。本文在控件中設置錨點，利用節(jié)點（即該錨點）的觸控事件響應錨點的拖動操作。錨點的拖動方向以及偏離中心點的位移大小則用向量來表示，向量的方向和模就代表操作飛機的方向和速度。該自定義控件也可導出為資源，供其他項目復用。

五、總結

在移動設備日益普及的背景下，開發(fā)能運行于不同移動終端的游戲產(chǎn)品，是游戲產(chǎn)業(yè)必須面對的問題。本文基于Cocos Creator游戲引擎，以一款飛機大戰(zhàn)游戲為例分析了移動平臺下游戲開發(fā)的實現(xiàn)機制，并對碰撞原理、觸控操作等技術進行了探討，相關研究內容對于移動平臺環(huán)境下的游戲開發(fā)具有一定借鑒意義。