开启Android游戏开发之旅

# 开启 Android 游戏开发之旅 ## 1. 所需技能 ### 1.1 Android 基础 要进行 Android 游戏开发，拥有扎实的 Android 基础至关重要。这包括对 Android 系统架构、组件（如 Activity、Service、Broadcast Receiver 等）的理解，以及掌握 Android 应用开发的基本流程。只有熟悉这些基础知识，才能更好地构建游戏应用。 ### 1.2 Linux 与 Shell 脚本基础 具备基本的 Linux 知识和 Shell 脚本编写能力也是必要的。在 Android 游戏开发过程中，可能会涉及到在 Linux 环境下进行操作，例如编译代码、管理文件等。Shell 脚本可以帮助我们自动化一些重复的任务，提高开发效率。 ## 2. 所需软件工具 ### 2.1 安装 Java SDK 需要一台安装了 Java SDK 的 Windows 或 Linux PC。由于大多数 Android 开发是用 Java 完成的，并且后续章节会用到 JNI 头文件和命令行工具，所以必须安装 Java SDK 而不是 JRE。 ### 2.2 安装 Eclipse IDE 和 Android SDK Eclipse 是 Android 开发的事实标准 IDE。虽然可以使用其他 IDE，但使用 Eclipse Galileo 或 Ganymede 会更方便。安装 Android SDK 分为两个步骤： 1. 安装 Eclipse 的 Android SDK 插件： - 从 IDE 主菜单点击“Help” -> “Install New Software”。 - 点击“Add”按钮添加新站点，输入名称“Android SDK”和位置“https://dl-ssl.google.com/android/eclipse/”，然后点击“OK”。 - 从可用软件对话框中选择“Android SK”，并按照向导的简单安装说明进行操作。 2. 安装 Android SDK：可以从上述 Android 网站下载。需要在 IDE 主菜单点击“Window” -> “Preferences”，在左侧导航菜单中选择“Android”，并输入 SDK 位置。 ### 2.3 GNU C 编译器 对于混合游戏开发，需要一个针对 ARM 处理器的 GNU C 编译器。可以使用 Code Sourcery GNU G++ Toolkit，也可以使用其他能够生成 ARM 代码的 C 编译器，如 Android Native Development Kit (NDK)。 ### 2.4 章节源码 虽然这是一个可选工具，但它能帮助我们更好地理解概念。可以从 http://www.apress.com 下载配套源码，该源码是使用 Eclipse Galileo 构建的。 ## 3. 机器设置 ### 3.1 获取 Android 源码 获取 Android 源码是开发的重要一步。可以通过特定的渠道和命令来下载源码，以便后续进行开发和调试。 ### 3.2 提取原生 Android 库 提取原生 Android 库可以为开发提供必要的支持。这一步骤需要按照特定的方法和流程来操作，确保库的正确提取。 ### 3.3 安装 ARM 处理器的 GNU 工具链 安装适用于 ARM 处理器的 GNU 工具链，为编译代码提供必要的工具。具体的安装步骤可以参考相关文档。 ### 3.4 编写自定义编译脚本 编写自定义编译脚本可以自动化编译过程，提高开发效率。以下是一个简单的编译脚本示例： ```bash #!/bin/bash # 编译命令 gcc -o output_file input_file.c ``` ### 3.5 设置开发环境 设置开发环境包括配置 Eclipse IDE 等。确保环境配置正确，才能顺利进行开发。以下是设置开发环境的流程： ```mermaid graph LR A[安装 Java SDK] --> B[安装 Eclipse IDE] B --> C[安装 Android SDK 插件] C --> D[安装 Android SDK] D --> E[配置环境变量] E --> F[设置 Eclipse 中的 Android SDK 路径] ``` ## 4. 游戏开发类型及优势 ### 4.1 纯 Java 游戏 纯 Java 游戏开发具有代码简洁、跨平台性好等优点。例如，开发像 Space Blaster 和 Asteroids 这样的游戏，可以使用 Java 的面向对象特性来构建游戏架构。 - **Space Blaster**：目标是操纵宇宙飞船穿过流星场。开发过程中会涉及到构建自定义 XML 布局、模拟游戏循环、处理视图刷新、加载精灵和声音等技术。 - **Asteroids**：主要是在 Android 画布上绘制多边形精灵。由于 Android API 对多边形支持不足，需要借助 J2SE API 的多边形代码来实现。同时还会涉及游戏生命周期管理、事件处理和在模拟器上测试等内容。 ### 4.2 混合游戏（Java/C） 混合游戏开发结合了 Java 和 C 的优势。Google 发布的 Native Development Kit (NDK) 支持 C 开发，使得可以将大量的原生 PC 游戏迁移到 Android 平台。这种开发方式可以避免将大量复杂的 C 代码翻译成 Java，节省开发时间和成本。 - **OpenGL 3D 图形**：通过混合使用 OpenGL API 调用，可以在 Java 和 C 中实现 3D 图形开发。例如使用 Google 提供的 3D 立方体示例，展示了纯 Java 和混合模式下的 OpenGL 应用。 - **3D 射击游戏**：如 Wolfenstein 3D 和 Doom 这样的经典 PC 3D 射击游戏，可以通过少量的 JNI API 调用和 Java 代码构建移动 UI，轻松移植到 Android 平台。 以下是不同开发类型的对比表格： | 开发类型 | 优点 | 示例游戏 | | ---- | ---- | ---- | | 纯 Java 游戏 | 代码简洁、跨平台性好 | Space Blaster、Asteroids | | 混合游戏（Java/C） | 节省开发时间和成本、可移植大量 PC 游戏 | Wolfenstein 3D、Doom | ## 5. Android SDK 兼容性 开发的代码经过了多个版本 Android SDK 的测试，包括 2.0、1.6、1.5 和 1.0。这意味着代码可以在从 2.0 到 1.0 的任何 SDK 版本上运行。从 1.5 到 1.6 版本，游戏开发方面几乎没有变化，如需了解 1.6 版本的 API 详细变化，可以参考 http://developer.android.com/sdk/RELEASENOTES.html。 ## 6. 具体游戏开发案例 ### 6.1 纯 Java 游戏开发案例 #### 6.1.1 Space Blaster 开发步骤 - **创建项目**：在开发环境中创建一个新的 Android 项目。 - **创建游戏 Activity 类**：定义游戏的主活动类，处理游戏的生命周期和用户交互。 - **创建游戏布局**：使用 XML 文件创建游戏的界面布局，例如设置游戏区域、按钮等。 - **实现游戏逻辑**：包括飞船的移动、流星的生成和碰撞检测等。以下是一个简单的飞船移动代码示例： ```java // 飞船类 public class Spaceship { private int x; private int y; public Spaceship(int x, int y) { this.x = x; this.y = y; } public void moveLeft() { x -= 10; } public void moveRight() { x += 10; } public int getX() { return x; } public int getY() { return y; } } ``` - **处理按键和触摸事件**：监听用户的按键和触摸操作，根据操作更新游戏状态。 ```java // 处理按键事件 @Override public boolean onKeyDown(int keyCode, KeyEvent event) { if (keyCode == KeyEvent.KEYCODE_LEFT) { spaceship.moveLeft(); return true; } else if (keyCode == KeyEvent.KEYCODE_RIGHT) { spaceship.moveRight(); return true; } return super.onKeyDown(keyCode, event); } ``` - **在模拟器上测试**：将开发好的游戏部署到 Android 模拟器上进行测试，检查游戏的功能和性能。 #### 6.1.2 Asteroids 开发要点 - **创建多边形类**：为小行星创建多边形类，用于表示小行星的形状。 ```java import android.graphics.Path; public class AsteroidPolygon { private Path path; public AsteroidPolygon() { path = new Path(); // 初始化多边形路径 path.moveTo(0, 0); path.lineTo(10, 20); path.lineTo(30, 10); path.close(); } public Path getPath() { return path; } } ``` - **创建多边形精灵类**：将多边形封装成精灵类，处理精灵的移动和绘制。 - **理解游戏架构**：包括游戏的初始化、绘制和更新物理状态等环节。以下是游戏生命周期的流程图： ```mermaid graph LR A[游戏初始化] --> B[绘制游戏界面] B --> C[更新游戏状态] C --> D{是否结束游戏} D -- 否 --> B D -- 是 --> E[游戏结束] ``` - **响应按键和触摸事件**：根据用户的操作改变小行星的状态。 - **在模拟器上测试**：确保游戏在模拟器上正常运行，没有明显的 bug。 ### 6.2 混合游戏开发案例 #### 6.2.1 OpenGL 3D 图形开发 - **Java 方式实现 OpenGL**： - **主活动类**：负责创建和管理 OpenGL 视图。 - **Surface 视图**：提供 OpenGL 渲染的表面。 - **GL 线程**：负责在后台线程中进行 OpenGL 渲染。 - **立方体渲染器**：实现立方体的渲染逻辑。 - **立方体类**：定义立方体的属性和方法。 - **C 方式实现 OpenGL**： - **主活动类**：与 Java 方式类似，负责创建和管理。 - **本地接口类**：实现 Java 和 C 之间的交互。 - **本地立方体渲染器**：在 C 代码中实现立方体的渲染。 - **本地立方体**：定义 C 代码中的立方体结构。 - **编译和运行示例**：按照特定的步骤编译和运行 OpenGL 示例，确保 3D 图形正常显示。以下是编译和运行的步骤列表： 1. 编写 Java 和 C 代码。 2. 使用 C 编译器编译 C 代码生成共享库。 3. 在 Java 代码中加载共享库。 4. 在 Android 项目中配置共享库的路径。 5. 运行 Android 应用程序。 #### 6.2.2 3D 射击游戏移植（以 Wolfenstein 3D 为例） - **收集工具**：下载相关的开发工具和源代码。 - **理解游戏架构**：了解 Java 和 C 组件如何协同工作，例如游戏的主循环、资源管理等。 - **创建 Java 类**：包括主启动类、主菜单类、事件处理类等。 - **处理按键和触摸事件**：根据用户的操作控制游戏角色的移动和射击。 - **创建游戏循环**：确保游戏的逻辑和渲染按帧进行更新。 - **进行本地回调**：实现 C 代码和 Java 代码之间的通信。 - **创建声音和音乐处理类**：处理游戏中的声音和音乐播放。 - **创建移动控制器**：控制游戏角色的移动。 - **编译本地库**：编写 Makefile 并生成 JNI 头文件，编译本地库。 - **在模拟器上测试**：将移植后的游戏部署到模拟器上进行测试，检查游戏的功能和性能。 ## 7. 部署和编译技巧 ### 7.1 应用签名 - **创建密钥库**：使用 keytool 命令创建一个密钥库文件。 ```bash keytool -genkey -v -keystore my-release-key.keystore -alias alias_name -keyalg RSA -keysize 2048 -validity 10000 ``` - **签名应用**：使用 jarsigner 命令对应用进行签名。 ```bash jarsigner -verbose -sigalg SHA1withRSA -digestalg SHA1 -keystore my-release-key.keystore my_application.apk alias_name ``` ### 7.2 使用 Android NDK 编译库 - **编译 Wolfenstein 3D**：使用 NDK 1.5 编译 Wolfenstein 3D 的共享库，添加 OpenGL 支持。 - **编译 Doom**：使用 NDK 1.6 编译 Doom 的库。以下是使用 NDK 编译的步骤表格： | 游戏名称 | NDK 版本 | 编译步骤 | | ---- | ---- | ---- | | Wolfenstein 3D | 1.5 | 1. 配置 NDK 环境变量。<br>2. 编写 Android.mk 和 Application.mk 文件。<br>3. 运行 ndk-build 命令。 | | Doom | 1.6 | 1. 配置 NDK 环境变量。<br>2. 编写 Android.mk 和 Application.mk 文件。<br>3. 运行 ndk-build 命令。 | 通过以上的技能学习、工具使用、开发实践和部署技巧，我们可以在 Android 平台上开发出各种类型的游戏，充分利用 Java 和 C 的优势，为用户带来丰富的游戏体验。