基于Android的3D空战游戏开发

曾翔宇

（湖南科技学院 电子与信息工程学院，湖南 永州 425199）

1 游戏设计发展

动作类游戏是最传统的游戏类型之一，主要由玩家所控制的人物或角色根据周围环境的变化，利用键盘或者手柄、鼠标的按键作出一定的动作，如移动、跳跃、攻击、躲避、防守等，来达到游戏要求的相应目标，一般是为了过关。TV GAME早期的作品多数集中在这个类型上。

通过了几代游戏机种的变化和发展，现在的动作类游戏中已经融入了更新鲜的元素、更完整的剧情、更复杂的机关解谜，这些都使动作类游戏逐渐成为所有类型游戏里面款式最丰富的一种。代表作品：《波斯王子》《鬼泣》系列、《超级忍者》系列（是SEGA经典系列正宗ACT代表），还有《超级玛丽》《刺客信条》《真三国无双》等。

本文通过设计并实现在Android平台上的空战游戏《3D空战》，阐述了此类游戏的开发过程及实用的开发技巧。

2 游戏的背景及功能概述

2.1 背景概述

《3D空战》是一款很好玩的3D飞行射击游戏，在游戏中你要控制一架模拟战机，完成不同的任务。全3D的画面，游戏场景的设计别具一格，虽然画面是全3D打造，不过运行非常流畅，在Symbian系列手机系统中广为流行。游戏的玩法和同类3D飞行游戏类似，上下左右键控制飞机运动，确定键进行射击，游戏的目标就是完成每关的任务，也就是击落一定数量的敌机。不过敌机也可以射击，你要做的是控制好自己的战机，尽量和对面呼啸而来的敌机导弹保持距离。该游戏最大的特点就是巧妙而又丰富的场景设计—天空球和陆地球，这也是3D游戏吸引人的特点之一[1]。同时也是非常有挑战性的游戏，面对不断飞驰而来的炮弹，你要操作你的战机，努力躲避空中的炮弹，同时发射导弹击落敌机，当击落的敌机数大到一定数量时，就可以成功过关了。

2.2 功能简介

《3D空战》游戏的规则很简单，玩家驾驶着自己的飞机向前飞行，在飞行的过程中，会从不同方向飞出向玩家发射炮弹的敌机，玩家可以按下手机上的确认键发射炮弹击落敌机，也可以通过上下左右键控制飞机躲避，当击落的敌机数到一定数量时，玩家就闯关成功，进行下一次挑战。下面具体进行阐述。

（1）启动游戏后首先进入的便是游戏声音设置界面。单击“是”，则开启游戏声音，单击“否”，则关闭游戏声音。

（2）声音设置完毕后，返回主界面。该界面共有5个菜单，分别是关于游戏、游戏设置、快速游戏、游戏帮助及退出游戏。

（3）在开始菜单界面若单击“游戏设置”，则进入游戏声音设置界面。可进行声音设置。

（4）游戏主界面若单击“关于游戏”，则进入游戏关于界面。该界面介绍了关于本游戏的相关信息。

（5）游戏主界面若单击“游戏帮助”。该界面显示了游戏的操作规则和操作方法。

（6）在开始菜单界面若单击“快速游戏”，则首先切换到游戏加载画面，然后开始游戏。开始菜单界面若单击“退出游戏”，则会自动结束游戏，返回手机桌面，若要重新运行，在应用程序中单击小飞机图标，就可以重新开始游戏。

（7）游戏开始的画面：在一开始，自己的飞机在屏幕中间位置，敌机则由远及近从不同角度对我机射击。屏幕的左上角显示的是我机的数量，当被敌机击中之后，其数量会相应减少，替换我机继续进行游戏，当我机全被敌机击中后，则表示游戏失败。屏幕右上角是击落的敌机数量，当击落10架敌机，则闯关成功。

（8）游戏进行中：敌机从上到下，由远到近对我机进行射击。

（9）战机被敌机击中，并发生爆炸时的场景。

（10）当玩家完成规定的任务时，则游戏胜利，进入游戏胜利界面。玩家飞机全被击落之后，则游戏结束，进入失败界面。

3 游戏的策划和准备工作

3.1 游戏的策划

人们自古以来就对浩瀚的太空充满好奇，同时也不断地探索着这块未知的领域，正是由于这样，出现了许多以太空为中心题材的游戏，比如《太空保卫战》等一些游戏。《3D空战》也是这种3D动作飞行射击游戏，玩家控制自己的战机遨游天空，需要玩家注意力集中，当玩家投入到游戏中后，就可以体会到穿越高山、海洋、在空中邀游的完美体验。开发这款游戏的目的是在Android平台上的游戏开发提供一个指导方案，而不是生产商业化的游戏产品。

3.2 Android平台下游戏的准备工作

游戏的准备工作通常是根据游戏的策划来制作游戏所用的图片、声音等。由于图片的加载在游戏中比较耗时，建议把一些小的图片纹理，如飞机的机翼纹理、机身纹理、螺旋桨纹理等集成到一张图片上，以缩短游戏加载时间，提高运行速度。对于纹理的大小，不应太大，适当大小即可，这样可以节省内存资源。另外，还有准备好游戏中用到的声音文件。如炮弹发射声音、敌机发炮声音、爆炸音效、背景音乐等[2]。

4 游戏的架构

4.1 游戏中用到的主要技术

程序中开始菜单、声音设置界面、关于界面、帮助界面、加载界面及胜利界面均以2D实现。以上界面均直接自定义SurfaceView并重写了其中的onDraw()方法，所有的按钮均是作者用贴图实现的，避免了使用Android自带控件，使游戏画面更加绚丽、个性。

游戏时的界面使用3D技术实现，游戏界面直接自定义了GLSurfaceView并实现了Renderer接口，通过重写onKeyDown()方法、onTouchEvent()方法实现与用户的交互。本游戏使用了简单的碰撞检测算法。实际商业化游戏开发中，往往使用的碰撞检测算法是更有效率、更准确、更成熟的算法。而这些算法往往都是由数学家来研究的。

4.2 游戏的框架

接下来将通过游戏的运行过程阐述各个类在游戏中的作用，游戏的运行步骤如下。

（1）启动游戏后，首先在G L D e m o中初始化StartSurfaceView，然后将用户界面切换到声音设置界面。

（2）设置完游戏声音后，StartSurfaceView将调用其中的setMenuView方法，将界面切换到主菜单界面。

（3）在主菜单界面StartSurfaceView中，根据不同的菜单项调用不同的方法，进入不同界面。如果单击关于，则调用setAboutView方法，进入关于界面。

（4）当主界面调用setMySurfaceView后，进入游戏界面，首先MySurfaceView会初始化背景类、地板类、建筑块类、钢丝绳类等场景类来绘制场景。同时将启动线程ActionThread来刷新界面，同时进行动画的绘制和碰撞检测。

（5）游戏界面类中有一个消息处理器，MySurfaceView中有一个线程时时刻刻检测是否胜利，如果胜利就发送消息，然后交给消息处理器处理，GL Demo调用setWinView方法，切换到胜利界面。

（6）在胜利界面，触摸屏幕任意处，则GL- Demo调用setMenuView方法，切换到开始菜单界面[3]。

5 游戏中的运动线程和碰撞检测

下面阐述游戏中控制物体运动的线程和碰撞检测的实现，以及用户的交互，这些类中控制hero机和敌机的飞行，hero机炮弹和敌机炮弹的飞行，以及各种碰撞检测。

（1）飞机是如何按路线飞行的，主要包括飞机路线设计器和游戏中的MoveThread线程。飞机的每条路线由4个点构成，第1个点和第4个点在屏幕外，第2个点和第3个点在屏幕内，让飞机沿着这条路线飞行，就能保证飞机从屏幕外面飞进来，最后又飞出屏幕的效果。

由此可以用一个程序来生成多条不同的飞机路线，在游戏中让这多条不同路线循环出现，这样既能保证路线的多样化，又能节省资源，使游戏具有可玩性。

（2）飞机发射炮弹后，炮弹被添加进炮弹列表，炮弹列表里面所有的炮弹在单独线程中按既定的路线飞行，并且需要处理碰撞检测和生命周期检测。

6 游戏的优化与改进

6.1 增加游戏的关数

—款多关游戏，总是能激发玩家的挑战心理，对玩家有更大的吸引力。在玩家眼中，离开了闯关的刺激，游戏的体验就会大打折扣，所以增加游戏关数是游戏开发中必不可少的。本游戏中，并没有设置游戏关数，在以后的研究中可以改进程序，增加游戏关数，每闯一关，游戏难度越大，以提升玩家的体验。

6.2 模式的定制

游戏应该开发成多种模式，不同的模式带来不一样的体验，单一模式会让游戏很快失去对玩家的吸引力。同时应该增加游戏难度的选择功能，使玩家根据自己的情况选择不同的等级进行游戏，这样才更加合理。

6.3 子弹的变换

如果能在游戏过程中通过捡装备改变子弹种类或者数量，比如hero机吃到了一个晶体之类的东西就可以让炮弹数量更多或更快，会大大提高玩家对本游戏的体验，在以后的研究中可以自行开发完成此功能。

[参考文献]

[1]吴亚峰.Android3D游戏开发技术详解与典型案例[M].北京：电子工业出版社，2012.

[2]夏有新.Android3D游戏模型纹理处理[J].硅谷，2013（11）：103-104.

[3]林深华，范志尚，蒋建兵，等.基于Android平台Unity3D游戏设计与实现[J].企业科技与发展，2013（10）：40-42.