基于Cocos Creator引擎的游戏开发技术研究

闵磊 江汉大学

一、引言

伴随着便携式硬件技术的进步，基于移动终端的各类应用软件迎来了新的发展契机。人们利用手机或平板电脑等移动设备，可以随时随地通过各类APP进行学习、购物或是娱乐。在众多面向移动终端的应用中，游戏软件具有较大的发展需求。当今社会高速发展，人们的生活节奏日益加快，在碎片化的时间里适当地利用游戏进行休闲，可以在一定程度上缓解人们紧张的情绪，有益身心健康。此外，游戏产业集动画技术、计算机技术、软件技术于一体，可以有力拉动高新技术产业的发展。

自计算机技术出现以来，游戏工业就保持着强劲的发展势头，各类相关技术和开发方法都取得了较大进步。但是，从“PC时代”到“移动互联网时代”的转变，也为传统游戏产业带来了新的挑战。目前，各类游戏都在积极推出基于手机等移动端的新版本，以适应人们对移动化应用的需求。在众多游戏开发引擎中，Cocos系列游戏引擎对于移动设备的支持相对较为完善，可便捷地发布针对Android、IOS等平台的应用。Cocos Creator游戏引擎是在Cocos2D-X基础之上开发的具备可视化编辑功能的游戏引擎，它在保证Cocos底层引擎功能的基础之上，以可视化编辑的方式简化了游戏开发的过程，非常适合移动互联网时代高迭代的效率要求。为深入分析移动端游戏的开发原理，本文基于Cocos Creator游戏引擎，对一款经典的飞机战斗类游戏的实现机制进行了研究。一体化的开发流程则能将资源编辑、UI制作、代码编写、调试、发布等各部分工作统一以来，便于团队合作，从而提高开发效率。

目前，Cocos Creator游戏引擎支持JavaScript和TypeScript两种脚本语言。能够在项目开发完成后，通过与不同平台的SDK对接，实现Android、IOS、Web甚至微信等平台上的APP发布，从而真正做到硬件及软件层面的跨平台。在本文研究中，使用JavaScript作为开发语言，研究了相关的游戏逻辑。

二、CocosCreator游戏引擎介绍

Cocos Creator游戏引擎是Cocos系列游戏引擎中较新的一款产品，它基于Cocos2D-X，能提供Cocos引擎的大部分核心功能。此外，人性化的编辑界面可将开发者从繁琐的界面、动画等常规功能中解放出来，使其能专注于游戏逻辑本身的开发。而

三、游戏功能及原理分析

（一）游戏功能

本文所研究的是一款经典飞机大战游戏，游戏中的己方飞机由玩家操控，敌方飞机由程序逻辑自动生成，可以被视为NPC（非玩家角色）。乙方飞机有一定的生命值，在游戏进行过程中如果被敌方飞机击中，则生命值降低，降为零时游戏结束。若敌方飞机被己方击中，则直接爆炸销毁。为提高游戏的真实性，敌方子弹与己方子弹如果发生碰撞则相互销毁，产生爆炸效果。玩家对飞机的操控通过编写的操控控件来实现，该控件可适应手机终端的触控拖动事件，能通过锚点的拖动来实现飞机飞行方向和速度的控制。每击中一架敌方飞机，得分分数增加，游戏结束时的分数代表本轮游戏的成绩。

（二）工程架构

不管游戏的逻辑如何，界面上所呈现的无非是飞机子弹的运动、各种特效以及用于用户交互的UI控件。为了使结构更加清晰，这些元素在架构上可进行分离，构成“界面表现与交互层”。而对于游戏的规则和逻辑，则主要由程序员通过代码层面的算法来实现。因此，该层可作为“逻辑运行层”，主要承担游戏逻辑的运行。而游戏逻辑运行的直接结果，就是游戏中相关数据值的改变，例如生命值、得分、时间等，这些数据的存储和维护就依赖于“基础数据层”。

因此，“界面表现与交互层”、“逻辑运行层”以及“基础数据层”，它们共同构成了游戏工程的主体框架。

1.界面表现与交互层。负责对各种界面元素进行呈现，并承担基于UI控件的用户交互。该层的渲染功能、飞机、子弹的运动、动画，以及爆炸特效等主要借助于Cocos Creator的表现层来实现；UI控件则由Cocos Creator中基本的节点元素通过组合的方式构成，完成用户对飞机操控的交互功能。

2.逻辑运行层。该层主要实现游戏的运行逻辑，在本文所述游戏中，子弹的发射、子弹与飞机之间的碰撞检测、生命值及游戏得分的变化等，都由此层的逻辑来控制。这些逻辑主要通过游戏开发者所编写的脚本语言来实现，操控逻辑则通过“交互层”触发的事件来激活。

3.基础数据层。维护游戏运行时的状态数据，包括元素的位置、速度、运动方向、分数值等。这些数据既是逻辑层的输出，也为逻辑层提供必要的数据支撑，同时也是表现层进行数据呈现的数据基础。

（三）实现步骤

游戏的输入为用户的UI交互操作，输出为游戏的运行状态以及呈现给玩家的分数、成败等运行结果。

结合游戏的运行逻辑，可设计如下的实现步骤对游戏的过程进行描述：

步骤1：根据元素的图片创建飞机、子弹、爆炸效果等节点或动画，并创建自定义的方向触控控件等游戏必须的节点。

步骤2：针对主场景的运行，创建脚本GameCtrlJs.js，并将其作为脚本组件挂载到主场景中的Canvas下，该脚本负责对游戏主逻辑进行控制。

步骤3：对于己方飞机、敌机、子弹、爆炸效果、等分别创建对应的脚本，并挂载到对应节点上，这些脚本负责本节点的行为逻辑，例如爆炸结束后的实例销毁、飞机定期发射子弹等。

步骤4：当玩家点击游戏开始时，加载主场景，在GameCtrlJs脚本中通过schedule方法定期调用创建敌机的函数。同时，敌机依赖自身挂载的控制脚本也定期发射子弹。敌我双方的飞机和子弹分别归属于不同的分组，不同分组用于碰撞时的对象检测。

步骤5：玩家通过触控控件对己方飞机的方向和速度进行控制，并可触发射击功能。射击时动态创建己方子弹，子弹通过cc.moveBy动作进行位置的移动，当接触到敌方子弹或者飞机时，双方节点销毁并同时播放爆炸的动画。

步骤6：通过敌我双方碰撞处理的逻辑，动态调整生命值和得分，将其显示到主场景对应的控件上。如果生命值降为零，则游戏结束，将跳转到ReadyScene场景的按钮进行Active激活显示。

四、技术实现机制

（一）碰撞检测机制

在本文所述的飞机大战游戏中，最为关键的是敌我双方的飞机和子弹在运动中相遇时的碰撞检测，它将直接影响击毁或是得分的游戏逻辑，游戏通过Cocos Creator内置的物理引擎实现该功能。脚本中利用cc.director类的getCollisionManager()方法取得碰撞检测管理器，并将其enable属性设置为true。同时，将敌我双方的飞机、子弹分别设置为归属于不同的分组，对应分组之间设置碰撞检测标志。编写碰撞检测响应函数，实现相应的游戏逻辑。

（二）触控方向控件的实现

移动设备不同于传统电脑，它更多的是利用触摸屏而非键盘进行UI交互。因此，需要设计触控控件对飞机的运动方向和速度进行控制。本文在控件中设置锚点，利用节点（即该锚点）的触控事件响应锚点的拖动操作。锚点的拖动方向以及偏离中心点的位移大小则用向量来表示，向量的方向和模就代表操作飞机的方向和速度。该自定义控件也可导出为资源，供其他项目复用。

五、总结

在移动设备日益普及的背景下，开发能运行于不同移动终端的游戏产品，是游戏产业必须面对的问题。本文基于Cocos Creator游戏引擎，以一款飞机大战游戏为例分析了移动平台下游戏开发的实现机制，并对碰撞原理、触控操作等技术进行了探讨，相关研究内容对于移动平台环境下的游戏开发具有一定借鉴意义。