游戏开发：矢量角色与粒子效果及手势交互

### 游戏开发：矢量角色与粒子效果及手势交互 #### 1. 简单粒子系统与小行星类 在游戏开发中，简单粒子系统通常是在屏幕上创建大量短寿命的元素，这些元素会相对快速地衰减或消失。下面我们以小行星类为例，看看如何创建一个简单的粒子效果。 当用户点击屏幕时，会触发`tapGesture:`任务，代码如下： ```objc - (void)tapGesture:(UIGestureRecognizer *)gestureRecognizer{ for (Asteroid* asteroid in [self actorsOfType:[Asteroid class]]){ [asteroid doHit:self]; } } ``` 此任务会遍历场景中的每个小行星，并调用其`doHit:`方法。 小行星类`Asteroid`的头文件如下： ```objc @interface Asteroid : Actor{ } @property (nonatomic) int level; +(id)asteroid:(GameController*)aController; +(id)asteroidOfLevel:(int)aLevel At:(CGPoint)aCenter; -(void)doHit:(GameController*)controller; @end ``` 从上述代码可知，`Asteroid`类继承自`Actor`，有两个构造函数。`asteroid:`构造函数用于向场景中添加最大的小行星，`asteroidOfLevel:At:`构造函数则在点击事件后调用的`doHit:`任务中用于创建和添加较小的小行星。 `asteroid:`构造函数的实现如下： ```objc +(id)asteroid:(GameController*)acontroller{ CGSize gameSize = [acontroller gameAreaSize]; CGPoint gameCenter = CGPointMake(gameSize.width/2.0, gameSize.height/2.0); float directionOffScreen = arc4random()%100/100.0 * M_PI*2; float distanceFromCenter = MAX(gameCenter.x,gameCenter.y) * 1.2; CGPoint center = CGPointMake(gameCenter.x + cosf(directionOffScreen)*distanceFromCenter, gameCenter.y + sinf(directionOffScreen)*distanceFromCenter); return [Asteroid asteroidOfLevel:4 At:center]; } ``` 该构造函数通过调用另一个构造函数创建一个大小为 4 的新小行星，主要工作是找到小行星在屏幕外的起始点。 `asteroidOfLevel:At:`构造函数的实现如下： ```objc +(id)asteroidOfLevel:(int)aLevel At:(CGPoint)aCenter{ ImageRepresentation* rep = [ImageRepresentation imageRepWithDelegate:[AsteroidRepresentationDelegate instance]]; [rep setBackwards:arc4random()%2 == 0]; if (aLevel >= 4){ [rep setStepsPerFrame:arc4random()%2+2]; } else { [rep setStepsPerFrame:arc4random()%4+1]; } Asteroid* asteroid = [[Asteroid alloc] initAt:aCenter WithRadius:4 + aLevel*7 AndRepresentation:rep]; [asteroid setLevel:aLevel]; [asteroid setVariant:arc4random()%AST_VARIATION_COUNT]; [asteroid setRotation: (arc4random()%100)/100.0*M_PI*2]; float direction = arc4random()%100/100.0 * M_PI*2; LinearMotion* motion = [LinearMotion linearMotionInDirection:direction AtSpeed:1]; [motion setWrap:YES]; [asteroid addBehavior:motion]; return asteroid; } ``` 此为`Asteroid`类的主要构造函数，根据`aLevel`的值创建具有不同半径的小行星。随着小行星的分裂，新的小行星级别比其创建者低一级，从而逐渐变小。最后，为小行星添加`LinearMotion`行为，使其沿直线移动并环绕屏幕。 #### 2. 用同一类表示小行星和粒子 为了让小行星类和创建的粒子外观相同（只是大小不同），我们创建了`AsteroidRepresentationDelegate`类，用于指定类似小行星的元素的渲染方式。其实现代码如下： ```objc +(AsteroidRepresentationDelegate*)instance{ static AsteroidRepresentationDelegate* instance; @synchronized(self) { if(!instance) { instance = [AsteroidRepresentationDelegate new]; } } return instance; } -(int)getFrameCountForVariant:(int)aVariant AndState:(int)aState{ return 31; } -(NSString*)getNameForVariant:(int)aVariant{ if (aVariant == VARIATION_A){ return @"A"; } else if (aVariant == VARIATION_B){ return @"B"; } else if (aVariant == VARIATION_C){ return @"C"; } else { return nil; } } -(NSString*)baseImageName{ return @"Asteroid"; } ``` 从代码中可以看出，图像文件以“`Asteroid`”开头，每个变体有 31 张图像。`instance`方法用于创建`AsteroidRepresentationDelegate`类的单例，通过对小行星类对象进行同步，确保只有在`instance`变量为`nil`时才创建新实例。 #### 3. 小行星的销毁 当点击屏幕时，会调用小行星的`doHit:`方法，代码如下： ```objc -(void)doHit:(GameController*)controller{ if (level > 1){ int count = arc4random()%3+1; for (int i=0;i<count;i++){ Asteroid* newAst = [Asteroid asteroidOfLevel:level-1 At:self.center]; [controller addActor:newAst]; } } int particles = arc4random()%5+1; for (int i=0;i<particles;i++){ ImageRepresentation* rep = [ImageRepresentation imageRepWithDelegate:[AsteroidRepresentationDelegate instance]]; Particle* particle = [Particle particleAt:self.center WithRep:rep Steps:25]; [particle setRadius:6]; [particle setVariant:arc4random()%AST_VARIATION_COUNT]; [particle setRotation: (arc4random()%100)/100.0*M_PI*2]; LinearMotion* motion = [LinearMotion linearMotionRandomDirectionAndSpeed]; [particle addBehavior:motion]; [controller addActor: particle]; } [controller removeActor:self]; } ``` 该方法会先判断小行星的级别是否大于 1，如果是，则在当前小行星的位置创建 1 到 3 个级别低一级的新小行星。同时，会生成一定数量的类似小行星的粒子，粒子的数量是随机的。每个粒子使用`AsteroidRepresentationDelegate`的单例实例，设置其半径、变体和旋转属性，并添加随机的`LinearMotion`行为，最后将粒子添加到场景中，并移除当前小行星。 #### 4. 粒子类 粒子类`Particle`的头文件如下： ```objc @interface Particle : Actor<ExpireAfterTimeDelegate> { } @property (nonatomic) float totalStepsAlive; +(id)particleAt:(CGPoint)aCenter WithRep:(NSObject<Representation>*)rep Steps:(float)numStepsToLive; @end ``` `Particle`类继承自`Actor`，并遵循`ExpireAfterTimeDelegate`协议，目的是在粒子的生命周期内改变其不透明度，使其逐渐消失。`totalStepsAlive`属性表示粒子在场景中存在的时长，在`particleAt:WithRep:Steps:`构造函数中设置。 `Parti