安卓游戏开发入门指南

# 安卓游戏开发入门指南 ## 1. 安卓游戏开发简介 欢迎进入安卓游戏的世界！这里可以学习创建两种类型的游戏：纯 Java 游戏和混合游戏。混合游戏结合了 Java 的优雅设计与 C 语言的强大性能，能带来极致的游戏体验。虽然 Java 提供了构建任何类型游戏所需的 API，但有数千款用 C 语言编写的游戏可以通过编译 C 核心并使用 Java 本地接口（JNI）包装 Java 图形用户界面（GUI）移植到安卓平台。例如，将两款伟大的 PC 3D 射击游戏《德军总部 3D》和《毁灭战士》移植到安卓平台。 ## 2. 所需技能 ### 2.1 安卓开发基础 需要熟悉安卓开发的基础知识，包括活动（Activities）、视图（Views）和布局（Layouts）。以下代码片段定义了控制应用程序生命周期的主活动： ```java public class MainActivity extends Activity { public void onCreate(Bundle savedInstanceState) { super.onCreate(savedInstanceState); setContentView(R.layout.main); } } ``` `onCreate` 方法在应用程序启动时调用一次，用于设置应用程序的内容布局或 GUI。 还需要了解如何使用 XML 创建 GUI。以下代码定义了一个相对布局： ```xml <?xml version="1.0" encoding="utf-8"?> <RelativeLayout xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android" android:layout_width="fill_parent" android:layout_height="fill_parent"> <ImageView android:id="@+id/doom_iv" android:layout_width="fill_parent" android:layout_height="fill_parent" android:background="@drawable/doom" android:focusableInTouchMode="true" android:focusable="true"/> <ImageButton android:id="@+id/btn_upleft" android:layout_width="wrap_content" android:layout_height="wrap_content" android:layout_alignParentBottom="true" android:layout_alignParentLeft="true" android:src="@drawable/img1" /> </RelativeLayout> ``` 在相对布局中，小部件相对于彼此放置（有时会重叠）。此布局中有一个填充整个屏幕的图像视图，显示项目 `res/drawable` 文件夹中的 `doom.png` 文件作为背景，并接收按键和触摸事件。在屏幕左下角，重叠图像视图的位置将显示一个 ID 为 `btn_upleft` 的图像按钮。 如果需要安卓开发教程，可以访问： - 安卓教程：[http://developer.android.com/](http://developer.android.com/) - 安卓开发者终极指南：[http://developer.android.com/sdk/1.6_r1/index.html](http://developer.android.com/sdk/1.6_r1/index.html) ### 2.2 安卓 SDK 命令工具 需要清楚了解安卓软件开发工具包（SDK）命令工具，特别是安卓调试桥（adb），并掌握以下操作： 1. **创建安卓虚拟设备（AVD）**：AVD 封装了特定设备配置的设置，如固件版本和 SD 卡路径。可以通过集成开发环境（IDE）中的 AVD 管理器（点击工具栏中的黑色手机图标）创建。 2. **创建 SD 卡文件**：为节省空间，部分游戏文件存储在设备 SD 卡中。例如，在主目录下创建一个 100MB 的 SD 卡文件 `sdcard.iso`，使用命令： ```bash $ mksdcard 100M $HOME/sdcard.iso ``` 3. **连接到模拟器**：用于进行系统管理，如库提取。使用以下命令打开设备的 shell： ```bash $ adb shell ``` 4. **上传和拉取文件**：用于在设备和本地之间存储和提取游戏文件。使用以下命令： ```bash $ adb push <LOCAL_FILE> <DEVICE_FILE> $ adb pull <DEVICE_FILE> <LOCAL_FILE> ``` **注意**：在运行创建 SD 卡文件、连接到模拟器或上传和拉取文件的命令之前，确保将 `SDK_HOME/tools` 目录添加到系统 `PATH` 变量中。 ### 2.3 Linux 和 shell 脚本基础知识 在开发混合游戏时，需要在 Ubuntu Linux 环境中工作，因此需要掌握基本的 shell 命令，如列出文件、安装软件组件和基本系统管理。了解 bash shell 脚本也会很有帮助。如果需要复习 Linux 和 shell 脚本知识，可以参考：[http://supportweb.cs.bham.ac.uk/documentation/tutorials/docsystem/build/tutorials/unixscripting/unixscripting.html](http://supportweb.cs.bham.ac.uk/documentation/tutorials/docsystem/build/tutorials/unixscripting/unixscripting.html) ## 3. 所需软件工具 为了编译混合（C/Java）游戏，需要安装以下软件： | 软件名称 | 说明 | 下载地址 | | ---- | ---- | ---- | | VMware Player 或 Workstation | 用于运行 Linux 虚拟机（VM） | [http://www.vmware.com/products/player/](http://www.vmware.com/products/player/) | | Ubuntu Linux VMware 应用程序 | 实际的 Linux 操作系统，所有开发将在此进行 | [http://www.vmware.com/appliances/](http://www.vmware.com/appliances/) | | Eclipse | 开发 IDE，版本 3.3（Europa）、3.4（Ganymende）或 3.5（Galileo）均可 | - | | 安卓 SDK，正确配置 | 最新版本为 1.6，使用安卓调试桥连接到设备 | - | | Java JDK 5.0 或更高版本 | 运行 Eclipse 和安卓 SDK 所需 | - | ### mermaid 流程图 ```mermaid graph LR A[VMware Player/Workstation] --> B[Ubuntu Linux VM] C[Eclipse] --> B D[Android SDK] --> B E[Java JDK] --> C E --> D ``` ## 4. 机器设置 为了构建安卓游戏，需要在 Linux 桌面安装三个软件组件： 1. **安卓源代码**：包含整个安卓源代码，以及用于构建自定义共享库的 C/C++/JNI 头文件。 2. **安卓本地库**：包括 C 运行时、数学、XML、声音等库。 3. **ARM 处理器的 GNU C/C++ 工具链**：提供构建本地库所需的 C/C++ 编译器和链接器，以及调试器和分析器等有用工具。 ### 4.1 获取安卓源代码 Google 使用名为 Gittool 的软件版本控制工具来存储源代码。根据 Ubuntu 版本，可能需要安装一些必需的软件包。在控制台中输入以下命令（所有内容在一行）： ```bash $ sudo apt-get install git-core gnupg sun-java5-jdk flex bison gperf libsdl-dev libesd0-dev libwxgtk2.6-dev build-essential zip curl libncurses5-dev zlib1g-dev ``` 还需要安装和配置 Google 提供的 `repo` 工具，以方便使用 Git。执行以下操作： ```bash $ cd ~ $ mkdir bin $ curl http://android.git.kernel.org/repo >~/bin/repo $ chmod a+x ~/bin/repo $ export PATH=$HOME/bin:$PATH ``` 如果希望每次登录系统时都能使用该命令，可以将 `export PATH=$HOME/bin:$PATH` 添加到 `$HOME/.bashrc` 文件中。 创建一个名为 `mydroid` 的文件夹来存储源代码，并切换到该文件夹： ```bash $ mkdir mydroid $ cd mydroid ``` 最后，下载代码： ```bash $ repo init -u git://android.git.kernel.org/platform/manifest.git $ repo sync ``` **提示**：`repo init` 命令将下载主分支。若要下载其他分支，使用 `repo init -u git://android.git.kernel.org/platform/manifest.git -b [BRANCH_NAME]`。 下载完成后，最重要的文件夹是 `bionic`，它是支持 ARM 和 x86 指令集的 C 库，用于在安卓设备上运行，其源代码是 BSD C 库和自定义 Linux 特定代码的混合，将提供构建共享库所需的大部分 C 头文件。 ## 5. 提取安卓本地库 上一步获取的头文件库为代码编译提供了必要的文件，但在链接过程中还需要系统镜像共享库，即设备 `/system/lib` 目录下的 `.so` 文件。可以使用安卓调试桥（adb）连接到设备，运行 `df` 命令查看设备文件系统信息，使用 `ls` 命令查看 `/system/lib` 目录下的重要库，如 C 运行时（`libc.so`）、数学运行时（`libm.so`）等。 以下是查看设备文件系统和 `/system/lib` 目录下库的示例命令及输出： ```bash user@ubuntu:~$ adb shell # df /dev: 47284K total, 0K used, 47284K available (block size 4096) /sqlite_stmt_journals: 4096K total, 0K used, 4096K available (block size 4096) /system: 65536K total, 43496K used, 22040K available (block size 4096) /data: 65536K total, 43004K used, 22532K available (block size 4096) /cache: 65536K total, 1156K used, 64380K available (block size 4096) /sdcard: 40309K total, 34114K used, 6195K available (block size 512) # ls -l /system/lib -rw-r--r-- root root 9076 2008-11-20 00:10 libdl.so -rw-r--r-- root root 227480 2008-11-20 00:10 libc.so -rw-r--r-- root root 13368 2008-11-20 00:10 libthread_db.so -rw-r--r-- root root 9220 2008-11-20 00:10 libstdc++.so -rw-r--r-- root root 140244 2008-11-20 00:10 libm.so -rw-r--r-- root root 79192 2008-11-20 00:10 libz.so -rw-r--r-- root root 92572 2008-11-20 00:10 libexpat.so -rw-r--r-- root root 767020 2008-11-20 00:10 libcrypto.so -rw-r--r-- root root 155760 2008-11-20 00:10 libssl.so [Other files...] ``` 为了将这些库提取到本地系统进行链接，可按以下步骤操作： 1. 在主目录下创建一个文件夹来存储这些库： ```bash $ mkdir -p $HOME/tmp/android/system/lib $ cd $HOME/tmp/android/system/lib ``` 2. 创建一个简单的脚本，将设备 `/system/lib` 目录下的库文件拉取到本地： ```bash #!/bin/bash # Device libraries for Emulator 1.5+ # These are located in/system/lib libs="browsertestplugin.so libEGL.so libFFTEm.so libGLESv1_CM.so libaes.so libagl.so libandroid_runtime.so libandroid_servers.so libaudioflinger.so libc.so libc_debug.so libcameraservice.so libcorecg.so libcrypto.so libctest.so libcutils.so libdl.so libdrm1.so libdrm1_jni.so libdvm.so libemoji.so libexif.so libexpat.so libhardware.so libhardware_legacy.so libicudata.so libicui18n.so libicuuc.so libjni_latinime.so libjni_pinyinime.so liblog.so libm.so libmedia.so libmedia_jni.so libmediaplayerservice.so libnativehelper.so libnetutils.so libopencoreauthor.so libopencorecommon.so libopencoredownload.so libopencoredownloadreg.so libopencoremp4.so libopencoremp4reg.so libopencorenet_support.so libopencoreplayer.so libopencorertsp.so libopencorertspreg.so libpagemap.so libpixelflinger.so libpvasf.so libpvasfreg.so libreference-ril.so libril.so libsgl.so libskiagl.so libsonivox.so libsoundpool.so libsqlite.so libsrec_jni.so libssl.so libstdc++.so libsurfaceflinger.so libsystem_server.so libthread_db.so libui.so libutils.so libvorbisidec.so libwbxml.so libwbxml_jni.so libwebcore.so libwpa_client.so libxml2wbxml.so libz.so" # Loop thru lib names for lib in $libs do # Pull the library into the local file system adb pull /system/lib/$lib ./ done ``` ## 6. 安装 ARM 处理器的 GNU 工具链 目前已经获取了安卓源代码和设备库，还需要一个 C 编译器。这里使用 Sourcery G++ Lite Edition for ARM 提供的工具链，它为安卓设备使用的 ARM 硬件提供了构建软件所需的 C 库、二进制实用程序、预处理器、编译器、调试器、分析器和链接器。 有两种安装方式可供选择： 1. **下载简易安装程序**：可参考相关界面进行操作。 2. **下载 tar 格式文件并解压**：这是更快捷的方式，使用以下命令在桌面解压： ```bash $ cd $HOME/Desktop $ tar zxvf arm-2008q3-72-arm-none-linux-gnueabi.tar.gz ``` 无论选择哪种安装方式，都需要将 `bin` 文件夹添加到系统路径，以便从控制台调用工具链。将以下内容添加到 `$HOME/.bashrc` 文件中： ```bash ARM_HOME=$HOME/Desktop/arm-2008q3 export PATH=$PATH:$ARM_HOME/bin ``` 安装完成后，可以通过以下命令进行快速测试： ```bash user@ubuntu:~$ arm-none-linux-gnueabi-gcc --version arm-none-linux-gnueabi-gcc (Sourcery G++ Lite 2008q3-72) 4.3.2 Copyright (C) 2008 Free Software Foundation, Inc. This is free software; see the source for copying conditions. There is NO warranty; not even for MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE. ``` ### 6.1 工具链常用命令 工具链提供了一些非常有用的命令，如下表所示： | 命令 | 说明 | | ---- | ---- | | `arm-none-linux-gnueabi-gcc` | C 编译器，类似于 Linux 的 `gcc` 命令，大部分选项与 Linux 版本相近。 | | `arm-none-linux-gnueabi-g++` | C++ 编译器，在 `gcc` 命令基础上增加了 C++ 相关选项。 | | `arm-none-linux-gnueabi-ld` | 链接器，用于构建最终的二进制文件，可以是静态的整体文件或动态的共享库。 | | `arm-none-linux-gnueabi-objdump` | 显示二进制文件的信息，如存档头信息、文件头内容、可执行段的汇编内容等。 | | `arm-none-linux-gnueabi-strip` | 从二进制文件中移除符号和节，包括符号和重定位信息、调试符号和节、非全局符号等，有助于减小最终可执行文件的大小。 | 例如，使用 `arm-none-linux-gnueabi-objdump` 命令查看从设备拉取到本地的 C 运行时库 `libc.so` 的符号表信息： ```bash $ arm-none-linux-gnueabi-objdump -T ~/tmp/android/system/lib/libc.so DYNAMIC SYMBOL TABLE: 00008560 l d .text 00000000 .text 0002c638 l d .rodata 00000000 .rodata 00032264 l d .ARM.extab 00000000 .ARM.extab 00035004 l d .data.rel.ro 00000000 .data.rel.ro 00035e58 l d .data 00000000 .data 000370e4 l d .bss 00000000 .bss 000195ec g DF .text 00000034 getwchar 0000d134 g DF .text 00000000 longjmp ... ``` 这样的命令有助于检测程序使用但设备标准库中缺失的符号。 ### mermaid 流程图 ```mermaid graph LR A[下载安卓源代码] --> B[提取安卓本地库] B --> C[安装 ARM 工具链] C --> D[开发混合游戏] ``` 通过以上步骤，就完成了安卓游戏开发环境的搭建，可以开始进行混合（C/Java）游戏的开发了。希望这些内容能帮助你顺利开启安卓游戏开发之旅！