Android遊戲開發：遊戲框架的搭建(4)

6.遊戲框架

　　所有的基礎工作做完後，我們最後來探討一下游戲框架本身。我們看下爲了運行我們的遊戲，還需要什麼樣的工作要做：

遊戲被分爲不同的屏幕(screen)，每個屏幕執行着相同的任務：判斷用戶輸入，根據輸入渲染屏幕。一些節目或許不需要任何用戶輸入，但會過段時間後切換到下一屏幕.(如Splash界面)
屏幕需要以某種方法被管理（如我們需要跟蹤當前的屏幕並且能隨時切換的下一屏幕）
遊戲需要允許屏幕訪問不同的模塊（比如圖像模塊、音頻模塊、輸入模塊等），這樣屏幕才能加載資源，獲取用戶輸入，播放聲音，渲染緩衝區等。因爲我們的遊戲是實時遊戲，我們需要當前的屏幕快速的更新。我們因此需要一個主循環來實現。主循環在遊戲退出時結束。每次循環迭代成爲一幀，每秒幀的次數我們成爲幀速(FPS).
遊戲需要追蹤窗口的狀態(如是否暫停遊戲或者恢復等)，並通知產生相應的處理事件。
遊戲框架需要處理窗口的建立、UI組件的創建等

　　下面看下一些代碼：

createWindowAndUIComponent();

Input input = new Input();

Graphics graphics = new Graphics();

Audio audio = new Audio();

Screen currentScreen = new MainMenu();

Float lastFrameTime = currentTime();


while( !userQuit() ) {

　　float deltaTime = currentTime() – lastFrameTime;

　　lastFrameTime = currentTime();

　　currentScreen.updateState(input, deltaTime);

　　currentScreen.present(graphics, audio, deltaTime);

}

cleanupResources();

　　代碼首先創建了遊戲的窗口和UI組件(createWindowAndUIComponent()方法)，接着我們實例化了基本的組件，這些能保證遊戲基本功能的實現。我們又實例化了我們的起始屏幕，並把它作爲當前的屏幕。然後記下當前的時間。

　　接着我們進入了主循環，當用戶想退出時我們可以結束主循環。在主循環裏面，計算上一幀和當前幀的時間差，用來計算FPS。最後，我們更新了當前屏幕的狀態並呈現給用戶。updateState方法依賴時間差和輸入狀態，present方法包括渲染屏幕的狀態到framebuffer，播放音頻等。present方法也需要知道上次調用到現在的時間差。

　　當主循環結束後，我們就需要清理和釋放各種資源了。

　　這就是遊戲工作的流程：處理用戶的輸入、更新狀態、並呈現給用戶。

遊戲和顯示接口

　　下面是遊戲運行時需要的接口：

建立窗口進和UI，並建立相應的事件機制
開啓遊戲的主循環
跟蹤當前的屏幕顯示，在每次主循環中讓其更新
把UI線程中的事件轉移到主線程中，並把這些事件傳遞給當前顯示界面，以便同步變化。
確保能訪問所有的遊戲基本模塊，如Input, FileIO,Graphics, 和 Audio.

下面是遊戲接口的代碼：

package com.badlogic.androidgames.framework;

public interface Game {

　　public Input getInput();

　　public FileIO getFileIO();

　　public Graphics getGraphics();

　　public Audio getAudio();

　　public void setScreen(Screen screen);

　　public Screen getCurrentScreen();

　　public Screen getStartScreen();

}

　　如上述所示，代碼中有一些getter方法，用來返回模塊的實例。

　　The Game.getCurrentScreen()方法返回當前激活的屏幕，之後我們會用一個抽象的類AndroidGame來實現這個接口，這個方法會實現除了Game.getStartScreen()之外所有的方法。實際遊戲中如果我們創建AndroidGame的實例，我們需要繼承AndroidGame並且重載Game.getStartScreen()方法，返回初次顯示屏幕的一個實例。

　　爲了讓大家瞭解到通過上述方法構建一個遊戲是如何簡單，下面是一個例子(假定我們已經實現了AndroidGame類)：

public class MyAwesomeGame extends AndroidGame {

　　public Screen getStartScreen () {

　　　　return new MySuperAwesomeStartScreen(this);

　　}
}

　　很簡單是吧？所有我們要做的就是執行我們遊戲顯示的起始屏幕。我們繼承的AndroidGame類來做其他工作。從這點來看，AndroidGame 類會要求MySuperAwesomeStartScreen在主循環中更新和重新渲染自己。注意我們把MyAwesomeGame的實例傳遞給了MySuperAwesomeStartScreen。

　　下面是抽象類Screen，之所是抽象類而不是接口，是因爲我們可以提前在裏面寫一些子類都用到的方法，減輕子類的實現。代碼如下：

//The Screen Class

package com.badlogic.androidgames.framework;

public abstract class Screen {

　　protected final Game game;

　　public Screen(Game game) {

　　　　this.game = game;

　　}

　　public abstract void update(float deltaTime);

　　public abstract void present(float deltaTime);

　　public abstract void pause();

　　public abstract void resume();

　　public abstract void dispose();
}

　　構造函數接收Game實例，並把它存到一個所有子類可以訪問的final變量中。通過這種機制我們可以完成達成兩件事情：

　　我們可以通過Game類的實例播放音頻、繪製平面、獲取用戶輸入和讀寫文件。

　　在合適時候我們可以通過調用Game.setScreen()設置一個新的當前平面顯示。

　　方法 Screen.update() 和 Screen.present():它們會更新平面並同步地顯示。Game實例會在主循環中調用它們。

　　方法 Screen.pause() 和 Screen.resume()在遊戲暫停和恢復時被調用，同樣這兩個方法也是被Game的實例調用的，並通知給當前的平面顯示。

　　方法Screen.dispose()，當Game.setScreen()方法被調用時，Screen.dispose()被Game的實例調用。通過這個方法Game的實例會銷燬當前的顯示屏幕，同時讓其釋放所有相關的系統資源，以便爲新的屏幕窗口提供最大的內存。Screen.dispose()也是內容持久化的最後一個方法。