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文檔簡(jiǎn)介
1、<p> 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開(kāi)題報(bào)告</p><p> ?。ê墨I(xiàn)綜述、外文翻譯)</p><p> 題 目 基于Android手機(jī)平臺(tái)的吃豆人游戲設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā) </p><p><b> 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)</b></p><p><b> 開(kāi) 題 報(bào) 告</b></p
2、><p> ?。òㄟx題的意義、可行性分析、研究的內(nèi)容、研究方法、</p><p> 擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題、預(yù)期結(jié)果、研究進(jìn)度計(jì)劃等)</p><p> 1. 選題的背景和意義</p><p><b> 選題的背景</b></p><p> 目前隨著移動(dòng)設(shè)備越來(lái)越普及以及移動(dòng)設(shè)備的硬件的提升,移動(dòng)
3、設(shè)備的功能越來(lái)越完善,他的系統(tǒng)平臺(tái)也日漸火熱起來(lái)。目前國(guó)內(nèi)最常見(jiàn)的移動(dòng)系統(tǒng)平臺(tái)有Symbian,iPhone,Windows Phone以及當(dāng)下正在逐步興起的Android。目前為止國(guó)內(nèi)已經(jīng)有很多Android系統(tǒng)的用戶(hù)。截止2010年第二季度Android系統(tǒng)的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率已經(jīng)過(guò)10%,在西歐以及北美智能手機(jī)市場(chǎng)占有率也在20%左右??梢?jiàn)Android系統(tǒng)正在崛起之中。但是對(duì)于Android系統(tǒng)的應(yīng)用和開(kāi)發(fā)在國(guó)內(nèi)仍然屬于起步和探索階
4、段。急需要大量的相關(guān)技術(shù)和人員的投入。</p><p> 下面首先介紹一下Android系統(tǒng)。Android是基于Linux內(nèi)核的軟件平臺(tái)和操作系統(tǒng),是Google在2007年11月5日公布的手機(jī)系統(tǒng)平臺(tái),早期由Google開(kāi)發(fā),后由(Open Handset Alliance)開(kāi)發(fā)。它采用了軟件堆層(Software stack,又名以軟件疊層)的架構(gòu),主要分為三部分。低層以Linux核心工作為基礎(chǔ),只提供
5、基本功能;其他的應(yīng)用軟件則由各公司自行開(kāi)發(fā),以Java作為編寫(xiě)程式的一部分[1]。</p><p> 手機(jī)游戲作為Android系統(tǒng)平臺(tái)的一個(gè)重要組成部分,正在被越來(lái)越多的人所重視。全球在使用的移動(dòng)電話已經(jīng)超過(guò)10億部,而且這個(gè)數(shù)字每天都在不斷增加。在除美國(guó)之外的各個(gè)發(fā)達(dá)國(guó)家,手機(jī)用戶(hù)都比計(jì)算機(jī)用戶(hù)多。手機(jī)游戲潛在的市場(chǎng)比其他任何平臺(tái),比如PlayStation和GameBoy都要大。</p>&
6、lt;p> 在學(xué)院和老師的支持和幫助下,我所在的手機(jī)開(kāi)放實(shí)驗(yàn)室在2009年底就開(kāi)始對(duì)Android系統(tǒng)進(jìn)行深入細(xì)致的研究。在國(guó)內(nèi)Android相關(guān)領(lǐng)域?qū)儆谳^早研究的一批,經(jīng)過(guò)老師和同學(xué)一年多的努力,在這個(gè)方面也積累了一定的知識(shí)和技能。所以希望通過(guò)這篇論文的研究,展示我這一年多來(lái)學(xué)習(xí)與實(shí)踐的成果,給本科四年的學(xué)習(xí)交上一份圓滿(mǎn)的答卷。</p><p><b> 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀</b>&
7、lt;/p><p> 1.2.1 國(guó)內(nèi)外手機(jī)系統(tǒng)現(xiàn)狀</p><p> 目前國(guó)外各軟硬件廠商已經(jīng)推出過(guò)多款手機(jī)操作系統(tǒng)。下面簡(jiǎn)單介紹一下現(xiàn)主流手機(jī)操作系統(tǒng)。</p><p> 現(xiàn)階段使用較廣泛大家也相對(duì)熟悉的手機(jī)操作系統(tǒng)是由諾基亞公司主導(dǎo)推出的Symbian操作系統(tǒng)。Symbian是為手機(jī)而設(shè)計(jì)的操作系統(tǒng),它是一個(gè)實(shí)時(shí)性,多任務(wù)的純32位嵌入式的操作系統(tǒng),具有低能
8、耗,內(nèi)存占用較少等特點(diǎn)?,F(xiàn)在流行的Symbian系統(tǒng)有以下四個(gè)版本,分別為S40、S60(第二版)、S60(第三版)、S60(第五版)。S60(第五版)為觸摸屏手機(jī)版本[2]。</p><p> iOS是由蘋(píng)果公司為iPhone開(kāi)發(fā)的操作系統(tǒng)。它主要是給iPhone、iPod touch以及iPad使用。就像其基于的Mac OS X操作系統(tǒng)一樣,它也是以Darwin為基礎(chǔ)的。iOS的系統(tǒng)架構(gòu)分為四個(gè)層次:核心操
9、作系統(tǒng)層(the Core OS layer),核心服務(wù)層(the Core Services layer),媒體層(the Media layer),可輕觸層(the Cocoa Touch layer)。系統(tǒng)操作占用大概240MB的存儲(chǔ)器空間[3]。</p><p> 相對(duì)國(guó)外手機(jī)系統(tǒng)百花齊放的局面,國(guó)內(nèi)手機(jī)操作系統(tǒng)則處于剛起步的階段。目前國(guó)內(nèi)還沒(méi)有自主研發(fā)并商品化的手機(jī)操作系統(tǒng)。當(dāng)然近些年來(lái)國(guó)內(nèi)企業(yè)和我國(guó)
10、政府在這方也投入了大量的人力和物力。同時(shí)也取得了一定成果。</p><p> 在2009年8月,由中國(guó)移動(dòng)所主導(dǎo)開(kāi)發(fā)OPhone平臺(tái)面世。OPhone平臺(tái)采用開(kāi)源的Linux作為系統(tǒng)內(nèi)核,借鑒并兼容Android平臺(tái),集成靈活高效的Java應(yīng)用框架,充分借鑒當(dāng)下主流手機(jī)操作系統(tǒng)所具有的良好用戶(hù)體驗(yàn),提供了一套完整的電話解決方案和各類(lèi)移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)解決方案[4]。</p><p> 1.2
11、.2 國(guó)內(nèi)外手機(jī)應(yīng)用現(xiàn)狀</p><p> 隨著3G在中國(guó)的全面啟動(dòng),它所帶來(lái)的巨大機(jī)遇和新生力量,大規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)正不斷深入展開(kāi)。但不可否認(rèn)的是我國(guó)在通信領(lǐng)域中相比許多發(fā)達(dá)國(guó)家仍然存在著不小的差距,就在國(guó)人還在為EDGE(即增強(qiáng)型數(shù)據(jù)速率GSM演進(jìn)技術(shù)。EDGE是一種從GSM到3G的過(guò)渡技術(shù))[5]這種傳輸速度僅能達(dá)到384KB/秒的2.75G過(guò)渡技術(shù)而欣喜的時(shí)候,國(guó)外早已開(kāi)始試行HSDPA(高速下行分組接入
12、,是一種移動(dòng)通信協(xié)議,亦稱(chēng)為3.5G)這種3.5G技術(shù),傳輸速度更可達(dá)到驚人的數(shù)兆每秒,而基于其上所開(kāi)發(fā)的延伸功能更是數(shù)不勝數(shù),所以國(guó)內(nèi)外手機(jī)應(yīng)用也存在的較大的差異。但國(guó)內(nèi)外對(duì)手機(jī)應(yīng)用的需求方向是大致相似的,主要集中在信息服務(wù),娛樂(lè),學(xué)習(xí)這些方面。</p><p> 目前手機(jī)應(yīng)用中數(shù)量最大,使用人數(shù)最多的應(yīng)用類(lèi)型是手機(jī)游戲。該類(lèi)應(yīng)用作為傳統(tǒng)手機(jī)應(yīng)用,在各個(gè)平臺(tái)上發(fā)展已近相對(duì)完善,手機(jī)上對(duì)各種流媒體的播放也已完美
13、的支持。各類(lèi)傳統(tǒng)PC游戲廠商也已進(jìn)入手機(jī)領(lǐng)域。根據(jù)iResearch艾瑞市場(chǎng)咨詢(xún)整理的國(guó)外數(shù)據(jù)顯示,全球手機(jī)游戲市場(chǎng)的收入規(guī)模在2005年達(dá)到了102億美元, 2008年達(dá)到520億美元[6] 。07年之后,手機(jī)游戲市場(chǎng)增速開(kāi)始減緩,傳統(tǒng)手機(jī)游戲逐漸顯現(xiàn)頹勢(shì),市場(chǎng)增長(zhǎng)主要由基于智能手機(jī)平臺(tái)的游戲所帶動(dòng)。所以Android游戲進(jìn)入智能手機(jī)游戲市場(chǎng),必將打破原有格局,開(kāi)辟手機(jī)游戲新紀(jì)元。</p><p> 其他方面
14、較為熱門(mén)的有基于地理位置的信息服務(wù)(Location Based Service LBS)它是通過(guò)電信移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商的無(wú)線電通訊網(wǎng)絡(luò)(如GSM網(wǎng)、CDMA網(wǎng))或外部定位方式(如GPS)獲取移動(dòng)終端用戶(hù)的位置信息(地理坐標(biāo),或大地坐標(biāo)),在GIS(Geographic Information System,地理信息系統(tǒng))平臺(tái)的支持下,為用戶(hù)提供相應(yīng)服務(wù)的一種增值業(yè)務(wù)。例如手機(jī)定位,導(dǎo)航服務(wù)[7]。</p><p>
15、近年來(lái)十分熱門(mén)的網(wǎng)絡(luò)社交服務(wù)(Social Networking Services)也已進(jìn)入到手機(jī)客戶(hù)端領(lǐng)域。例如國(guó)內(nèi)有名的社交網(wǎng)站人人網(wǎng)已經(jīng)針對(duì)Iphone,android,塞班等手機(jī)平臺(tái)推出了手機(jī)客戶(hù)端。國(guó)外最大的社交Fackbook也已經(jīng)傳出正在進(jìn)行針對(duì)手機(jī)的產(chǎn)品的研發(fā)。Twiter,Myspace等國(guó)外知名社交類(lèi)網(wǎng)站都已經(jīng)推出手機(jī)版??诒W(wǎng)在今年也已經(jīng)推出針對(duì)多個(gè)手機(jī)平臺(tái)的客戶(hù)端程序。MSN,QQ等即時(shí)通信類(lèi)的應(yīng)用也已經(jīng)在各個(gè)主
16、流手機(jī)平臺(tái)推出。</p><p> 手機(jī)辦公類(lèi)軟件在手機(jī)上也正日趨完善,在手機(jī)上編輯查看各類(lèi)文檔已經(jīng)實(shí)現(xiàn),在android平臺(tái)上的QuickOffice就是這樣的軟件。在Google Market(一個(gè)谷歌針對(duì)android系統(tǒng)用戶(hù)所開(kāi)發(fā)的應(yīng)用商場(chǎng))上已經(jīng)有過(guò)萬(wàn)的企業(yè)應(yīng)用辦公套件。</p><p><b> 1.3 發(fā)展趨勢(shì)</b></p><
17、p> 根據(jù)對(duì)谷歌電子市場(chǎng)中的Android應(yīng)用程序的調(diào)查發(fā)現(xiàn),該市場(chǎng)中絕大部分是游戲軟件。Android平臺(tái)的開(kāi)放性及服務(wù)免費(fèi)大大降低了應(yīng)用開(kāi)發(fā)的門(mén)檻,使得開(kāi)發(fā)者在游戲開(kāi)發(fā)中投入成本相對(duì)較少。而隨著技術(shù)的發(fā)展手機(jī)終端的特性使其具備了地理位置、重力感應(yīng)、觸摸控制等固定終端所不具備的特性,更容易開(kāi)發(fā)出極具創(chuàng)意的游戲產(chǎn)品。Android設(shè)備數(shù)量的持續(xù)增長(zhǎng)使得這個(gè)市場(chǎng)對(duì)優(yōu)質(zhì)游戲的需求越來(lái)越大。</p><p>
18、 Android平臺(tái)上的游戲相比應(yīng)用軟件,不需要進(jìn)行嚴(yán)格的市場(chǎng)細(xì)分,不需要針對(duì)目標(biāo)用戶(hù)量身定制。這是因?yàn)橛螒蛲婕业暮诵男枨笫墙y(tǒng)一的,那就是:娛樂(lè)與打發(fā)時(shí)間(乃至更高層面的競(jìng)技需求和群體認(rèn)同需求),這種需求附著于特定的社會(huì)發(fā)展階段,不受地域的限制,甚至于能夠穿透文化壁壘。因此,絕大多數(shù)種類(lèi)的游戲都具備傳染性與普適性,每一個(gè)售出的游戲都像一個(gè)火種,將會(huì)點(diǎn)燃周?chē)鷿撛谕婕业募で?,激情的火焰迅速蔓延,最終吞噬整個(gè)需求市場(chǎng),當(dāng)然前提是開(kāi)發(fā)的游戲是高
19、質(zhì)量的。</p><p> 此外,幾乎每一個(gè)Android手機(jī)用戶(hù)都是游戲的需求者,都是潛在的顧客,現(xiàn)今的1000多萬(wàn)Android用戶(hù)不過(guò)是冰山一角,另根據(jù)IDC機(jī)構(gòu)預(yù)計(jì)在2013年Android手機(jī)用戶(hù)將達(dá)到6800萬(wàn),所以Android手機(jī)游戲的需求也將不斷擴(kuò)充。</p><p> 在Android系統(tǒng)面世短短兩年時(shí)間內(nèi), Android以勢(shì)如破竹之勢(shì),迅速的蠶食著其他手機(jī)廠商在
20、市場(chǎng)中的份額,而終端市場(chǎng)幾乎每隔一天就會(huì)有新的Android機(jī)型問(wèn)世。另?yè)?jù)國(guó)外媒體報(bào)道,Android應(yīng)用軟件數(shù)量已經(jīng)突破13萬(wàn)大關(guān)。業(yè)內(nèi)由此預(yù)期,Android平臺(tái)可能會(huì)在未來(lái)幾個(gè)月內(nèi)將躋身手機(jī)操作系統(tǒng)前三甲,并獲得亞軍的地位。</p><p> 雖然Android系統(tǒng)前景廣闊,但是基于該平臺(tái)的手機(jī)游戲開(kāi)發(fā)也面臨著各種問(wèn)題。平臺(tái)硬件差異,代碼分裂,用戶(hù)沒(méi)有良好的付費(fèi)習(xí)慣等等缺點(diǎn)一直被Android游戲開(kāi)發(fā)者詬
21、病,但是Android快速的發(fā)展卻使開(kāi)發(fā)者又無(wú)法放棄這塊大蛋糕,所以其他手機(jī)平臺(tái)的開(kāi)發(fā)者也慢慢轉(zhuǎn)向Android游戲開(kāi)發(fā)。</p><p> 綜上所述,在今后幾年內(nèi)Android游戲應(yīng)用將會(huì)成為手機(jī)應(yīng)用市場(chǎng)的主流應(yīng)用,并且需要大量人力物力的投入。</p><p><b> 2.研究的基本內(nèi)容</b></p><p> 根據(jù)近一年來(lái)學(xué)習(xí)An
22、droid平臺(tái)游戲動(dòng)畫(huà)的經(jīng)驗(yàn),結(jié)合現(xiàn)在已有技術(shù),基于游戲動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)的基本原理。設(shè)計(jì)一個(gè)基于Android平臺(tái)的吃豆人的游戲應(yīng)用。</p><p> 設(shè)計(jì)制作吃豆人游戲的目的在于主要實(shí)現(xiàn)一套Android游戲開(kāi)發(fā)的解決方案,解決目前在Android游戲開(kāi)發(fā)中所面臨的幾大問(wèn)題。主要有游戲的關(guān)卡切換,游戲地圖數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)、應(yīng)用多種手機(jī)內(nèi)置傳感器進(jìn)行游戲控制、游戲動(dòng)畫(huà)的實(shí)現(xiàn)、基于圖形的碰撞檢測(cè)、數(shù)據(jù)在手機(jī)系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)上存
23、儲(chǔ)及人工智能的實(shí)現(xiàn)。</p><p> 解決這些在Android游戲開(kāi)發(fā)中所共同面臨的問(wèn)題,對(duì)于Android游戲的開(kāi)發(fā)效率與Android游戲的質(zhì)量有著極大的幫助作用。</p><p><b> 2.1 基本框架</b></p><p> 首先基于Android平臺(tái)特性,把本應(yīng)用主要?jiǎng)澐譃槲宕竽K分別為:程序控制界面、數(shù)據(jù)持久化模塊,網(wǎng)
24、絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸模塊,游戲邏輯模塊,游戲音效模塊。</p><p> 程序體系結(jié)構(gòu)如下圖所示:</p><p> 圖1.1 程序體系結(jié)構(gòu)圖</p><p> 本程序主要通過(guò)程序控制界面和用戶(hù)進(jìn)行交互, 用戶(hù)通過(guò)該界面上的相應(yīng)選項(xiàng)進(jìn)行游戲,控制怪物進(jìn)行游戲,提交游戲積分,存儲(chǔ)游戲積分,播放游戲音樂(lè)等各項(xiàng)功能。程序控制界面同時(shí)也負(fù)責(zé)各模塊間的數(shù)據(jù)傳輸。</p>
25、;<p> 游戲邏輯模塊主要功能是負(fù)責(zé)游戲畫(huà)面的繪制,游戲中敵對(duì)怪物人工智能的實(shí)現(xiàn),以及用戶(hù)輸入的控制的響應(yīng)(如鍵盤(pán),導(dǎo)航鍵和屏幕輸入)。 本模塊主要解決游戲引擎的實(shí)現(xiàn)、應(yīng)用多種手機(jī)內(nèi)置傳感器進(jìn)行游戲控制和游戲的人工智能的問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)該模塊能使用戶(hù)得到更好的動(dòng)畫(huà)體驗(yàn)和游戲操控體驗(yàn),明顯提升游戲的用戶(hù)好感動(dòng)和實(shí)用性。</p><p> 下圖是游戲邏輯塊的體系結(jié)構(gòu),游戲邏輯模塊主要分為人工智能、游戲繪
26、圖引擎和人機(jī)交互控制。</p><p> 圖1.2 吃豆人程序游戲邏輯模塊結(jié)構(gòu)圖</p><p> 數(shù)據(jù)持久化模塊主要負(fù)責(zé)游戲中所產(chǎn)生的內(nèi)存數(shù)據(jù),轉(zhuǎn)化成可存儲(chǔ)的XML數(shù)據(jù)。該模塊包含XML數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義、XML生成和XML數(shù)據(jù)解析。本模塊的主要解決Android系統(tǒng)中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的問(wèn)題。</p><p> 具體結(jié)構(gòu)如下圖所示:</p><p>
27、; 圖1.3吃豆人程序體數(shù)據(jù)持久化圖</p><p> 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸模塊主要功能為提交用戶(hù)游戲評(píng)分至網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器中。該模塊主要用來(lái)實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)積分榜功能。讓原本單機(jī)的游戲具有網(wǎng)絡(luò)競(jìng)賽的功能。提升游戲的可玩性,吸引更多用戶(hù)使用游戲。</p><p> 游戲音效模塊提供游戲音樂(lè)的播放和關(guān)閉的功能,其向主控制界面暴露開(kāi)啟和關(guān)閉音樂(lè)的接口。</p><p> 2.2 研究
28、的重點(diǎn)和難點(diǎn)</p><p> 根據(jù)本人在Android游戲編程上所遇到的問(wèn)題,現(xiàn)將研究吃豆人游戲應(yīng)用中所遇到的問(wèn)題總結(jié)如下:</p><p> ?。?)基于Android游戲動(dòng)畫(huà)的實(shí)現(xiàn)。所有計(jì)算機(jī)游戲的圖形的核心都是動(dòng)畫(huà),在J2ME手機(jī)游戲中,MDIP2.0以上版本提供了一個(gè)有助于游戲制作的開(kāi)發(fā)包,該開(kāi)發(fā)包核心為Sprite,使用該類(lèi)能夠簡(jiǎn)單管理動(dòng)畫(huà)角色的圖像[9]?;诖宋覍⑸钊胙芯?/p>
29、J2ME中Sprite類(lèi)在Android平臺(tái)上移植和使用的可能性。提高Android游戲中動(dòng)畫(huà)展示的效果和效率,解決Android系統(tǒng)中動(dòng)畫(huà)實(shí)現(xiàn)的問(wèn)題。</p><p> (2)游戲地圖的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的表示。解決此問(wèn)題主要解決在Android平臺(tái)中如何高效的對(duì)復(fù)雜的游戲地圖進(jìn)行存儲(chǔ)和解析,合理有效的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)對(duì)提高游戲整體的效率極大地幫助。</p><p> ?。?)游戲動(dòng)畫(huà)中的碰撞檢測(cè)問(wèn)題。
30、在游戲中,經(jīng)常需要進(jìn)行碰撞檢測(cè),例如在吃豆人游戲中如何檢測(cè)到吃豆人吃到豆子、吃豆人是否被怪物吃掉,都是檢測(cè)兩個(gè)物體是否發(fā)生碰撞,然后根據(jù)檢測(cè)的結(jié)果做出不同的處理。進(jìn)行碰撞檢測(cè)的物體可能不同的形狀,這就給碰撞檢測(cè)的算法帶來(lái)了許多的問(wèn)題。如何高效正確的進(jìn)行圖像的碰撞檢測(cè)將是我吃豆人游戲中解決的重點(diǎn)問(wèn)題。</p><p> ?。?)游戲人工智能算法的實(shí)現(xiàn)。在游戲軟件中,游戲的人工智能的高低直接決定了游戲互動(dòng)性和可玩性。
31、而尋路問(wèn)題又是人們研究的熱點(diǎn)問(wèn)題之一。在吃豆人游戲中,需要設(shè)計(jì)怪物主動(dòng)跟蹤玩家的人工智能算法,并且可以通過(guò)參數(shù)對(duì)怪物的“聰明度”進(jìn)行調(diào)節(jié)。</p><p> ?。?)人機(jī)交互界面的友好性。優(yōu)美的圖像界面將會(huì)給使用者帶來(lái)舒適和美感,在吃豆人游戲中,設(shè)計(jì)出時(shí)尚美觀的界面和游戲圖片,給使用者留下良好的印象,提高游戲的品質(zhì)。</p><p> 2.3 擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題</p>&l
32、t;p> 關(guān)于Android游戲動(dòng)畫(huà)的解決方案,我準(zhǔn)備實(shí)現(xiàn)一個(gè)相對(duì)高效并且簡(jiǎn)單易用的游戲引擎,或者從其他手機(jī)平臺(tái)移植相對(duì)較為成熟的游戲動(dòng)畫(huà)引擎。解決此問(wèn)題可以為吃豆人游戲以及其他類(lèi)似的動(dòng)畫(huà)游戲提供流暢的動(dòng)畫(huà)效果,實(shí)現(xiàn)游戲引擎同時(shí)也可以提高游戲動(dòng)畫(huà)的代碼復(fù)用率,提高游戲編程的效率。</p><p> 深入理解Android 系統(tǒng)的Dalvik虛擬機(jī)工作機(jī)制。由于Android平臺(tái)使用Java語(yǔ)言進(jìn)行開(kāi)發(fā),
33、谷歌的工程師改寫(xiě)了Java ME的虛擬機(jī)。眾所周知虛擬機(jī)的垃圾回收會(huì)造成系統(tǒng)資源的消耗,影響游戲動(dòng)畫(huà)的流暢性。解決虛擬機(jī)垃圾回收時(shí)所造成的占用系統(tǒng)資源較大的問(wèn)題,可以提高游戲的流暢性,提升用戶(hù)的游戲體驗(yàn)。</p><p> 解決游戲人工智能的解決方案,吃豆人游戲中,地圖尋路問(wèn)題并非如此簡(jiǎn)單,必須考慮多方面的因素,比如游戲地圖的文件結(jié)構(gòu)、是否可通以及目標(biāo)點(diǎn)所在的磚塊是否可通等。解決吃豆人游戲中的地圖尋徑問(wèn)題。并查
34、找A*,啟發(fā)式搜索算法[10],遺傳算法等算法在本應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)的可能性。</p><p> 觸屏以及重力感應(yīng)器等操控方式的處理問(wèn)題。在Android平臺(tái)中相對(duì)傳統(tǒng)的手機(jī)系統(tǒng),Android系統(tǒng)提供多種傳感器的調(diào)用接口。探索使用手機(jī)導(dǎo)航球,重力感應(yīng),觸屏操作等新型操控模式提高用戶(hù)操作體驗(yàn)。</p><p> 3.研究的方法及措施</p><p> 利用網(wǎng)絡(luò)查閱國(guó)內(nèi)
35、外相關(guān)資料,利用數(shù)據(jù)庫(kù)資源瀏覽大量的期刊與文獻(xiàn),進(jìn)行分析與研究。深入國(guó)內(nèi)外android系統(tǒng)開(kāi)發(fā)者社區(qū),與一線開(kāi)發(fā)者進(jìn)行交流,獲取更多信息與技術(shù)。 應(yīng)用擬采用Java實(shí)現(xiàn),模塊化結(jié)構(gòu),獨(dú)立開(kāi)發(fā)各個(gè)功能模塊,盡量降低各模塊之間的耦合,在各個(gè)功能模塊實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)上構(gòu)建靈活方便的UI界面。 </p><p><b> 4.預(yù)期研究成果</b></p><p> 在新的Go
36、ogle Android智能手機(jī)平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)吃豆人游戲,游戲分為十個(gè)關(guān)卡,每個(gè)關(guān)卡經(jīng)過(guò)仔細(xì)的設(shè)計(jì),按照難度依次遞進(jìn)。游戲的主要功能包括:每關(guān)有3個(gè)怪物,吃豆人在設(shè)計(jì)的關(guān)卡地圖中吃光所有的豆子和其他特殊作用的物品為過(guò)關(guān)。吃豆人在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中如果和怪物相遇那么吃豆人死亡;游戲提供多種道具,包括加分道具,怪物減速道具,生命道具,吃豆人吃到每個(gè)不同道具時(shí)根據(jù)道具的預(yù)定義行為進(jìn)行處理;吃豆人控制方式包括使用觸屏控制,軟鍵盤(pán)以及重力感應(yīng)器;支持背景音樂(lè)
37、,暫停等操作;支持全球排行榜;通關(guān)后地圖重新開(kāi)始,不過(guò)每關(guān)的怪物增加為4個(gè)。</p><p> 完成畢業(yè)論文和畢業(yè)設(shè)計(jì)以及畢業(yè)答辯。</p><p> 開(kāi)發(fā)游戲能發(fā)布到國(guó)內(nèi)外公共Android應(yīng)用平臺(tái)上,例如移動(dòng)的MM市場(chǎng)和谷歌的電子市場(chǎng)。</p><p> 為本應(yīng)用申請(qǐng)軟件著作權(quán)。</p><p> 5.研究工作進(jìn)度計(jì)劃</p
38、><p> 2010年第7學(xué)期 </p><p> 第6-9周 查閱文獻(xiàn)</p><p> 第10-12周 文獻(xiàn)綜述和外文翻譯</p><p> 第12-15周 撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告</p><p> 第16-17周 程序設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)</p><p> 2011年第8學(xué)期 </p&g
39、t;<p> 第1-9周 程序設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)</p><p> 第10-12周 撰寫(xiě)畢業(yè)論文</p><p> 第13-14周 論文的答辯與修改</p><p><b> 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)</b></p><p><b> 文 獻(xiàn) 綜 述</b></p><
40、p> (包括國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀、研究方向、進(jìn)展情況、存在問(wèn)題、參考依據(jù)等)</p><p> Android手機(jī)游戲開(kāi)發(fā)研究現(xiàn)狀</p><p> 1. 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀</p><p> 今天的手機(jī)不在是單純的通訊工具,已經(jīng)成為了集通訊、PIM、音樂(lè)、電影、游戲娛樂(lè)等為一體的個(gè)人便攜終端。手機(jī)在通訊功能以外的綜合附加值越高,加之便攜的特性,使得人們對(duì)手機(jī)的依賴(lài)
41、性越強(qiáng)[12]。</p><p> 游戲作為日常休閑的娛樂(lè)活動(dòng),歷經(jīng)了電視游戲、電腦單機(jī)游戲、電腦網(wǎng)絡(luò)游戲這幾個(gè)階段?,F(xiàn)在,游戲作為一個(gè)產(chǎn)業(yè),可以看出游戲市場(chǎng)有著非常龐大的需求。</p><p> 手機(jī)游戲的出現(xiàn),給手機(jī)和游戲市場(chǎng)帶來(lái)了新的活力,由于娛樂(lè)時(shí)不受時(shí)間和地點(diǎn)的限制,手機(jī)游戲已經(jīng)成為大眾娛樂(lè)的又一新選擇。隨著科技的發(fā)展,現(xiàn)在手機(jī)的功能也越來(lái)越多,越來(lái)越強(qiáng)大。而手機(jī)游戲也遠(yuǎn)遠(yuǎn)不
42、是我們印象中的什么“俄羅斯方塊”“貪吃蛇”之類(lèi)畫(huà)面簡(jiǎn)陋,規(guī)則簡(jiǎn)單的游戲,進(jìn)而發(fā)展到了可以和掌上游戲機(jī)媲美,具有很強(qiáng)的娛樂(lè)性和交互性的復(fù)雜形態(tài)了。</p><p> 近期在iPhone和Android平臺(tái)上火爆的游戲憤怒的小鳥(niǎo)游戲,采用優(yōu)美的動(dòng)畫(huà),先進(jìn)的物理游戲引擎以及獨(dú)特的創(chuàng)意,成為了本年度最受用戶(hù)喜歡的手機(jī)游戲之一[13]。其制作公司僅在Android平臺(tái)的廣告收入就達(dá)100萬(wàn)美元每月。</p>
43、<p> 可見(jiàn)手機(jī)游戲已經(jīng)從單一內(nèi)容到多元內(nèi)容,從簡(jiǎn)單畫(huà)面和音樂(lè)進(jìn)入到了復(fù)雜的多媒體效果之中。為了實(shí)現(xiàn)手機(jī)游戲豐富的動(dòng)畫(huà)效果和良好的用戶(hù)體驗(yàn),一些原本在PC上的游戲動(dòng)畫(huà)引擎也被移植到了手機(jī)這個(gè)平臺(tái)上,例如Androids上的OpenGL ES 游戲動(dòng)畫(huà)庫(kù)(OpenGL for Embedded Systems 是OpenGL 三維圖形 API 的子集,針對(duì)手機(jī)、PDA和游戲主機(jī)等嵌入式設(shè)備而設(shè)計(jì)[14])、BOX2D物理游
44、戲引擎(該引擎主要用來(lái)模擬物理碰撞和物理運(yùn)動(dòng))。</p><p> 在手機(jī)游戲動(dòng)畫(huà)效果提升的同時(shí),新硬件功能(比如重力感應(yīng)、多點(diǎn)觸控)的加入,也促使了一些創(chuàng)新的手機(jī)游戲的推出。如重力滾動(dòng)球的游戲就是根據(jù)手機(jī)重力感應(yīng)功能編寫(xiě)而成。IPhone上的街頭霸王、刺客信條等游戲就使用到了多點(diǎn)觸控這一功能。</p><p> 綜上所述現(xiàn)階段手機(jī)游戲的開(kāi)發(fā)也進(jìn)入了一個(gè)新的階段,在這個(gè)階段的開(kāi)發(fā)中手機(jī)
45、游戲不僅需要豐富的編程經(jīng)驗(yàn),還需要對(duì)新型手機(jī)特點(diǎn),用戶(hù)需求新的娛樂(lè)需求的進(jìn)一步發(fā)掘,從而開(kāi)發(fā)出符合用戶(hù)使用習(xí)慣,吸引用戶(hù)的游戲。</p><p><b> 2.研究方向</b></p><p> 2.1 Android系統(tǒng)架構(gòu)研究</p><p> Android平臺(tái)是一組面向移動(dòng)設(shè)備的軟件包,它包含了一個(gè)操作系統(tǒng)、中間件和關(guān)鍵應(yīng)用程序。
46、Android是一組面向移動(dòng)設(shè)備的軟件包(目前不僅限于移動(dòng)手機(jī)領(lǐng)域,Android也已經(jīng)進(jìn)入其他嵌入式領(lǐng)域,如汽車(chē)中控臺(tái),MP3/MP4等),包含了一個(gè)操作系統(tǒng),中間件和關(guān)鍵應(yīng)用程序。Android SDK 的預(yù)覽版提供了必需的開(kāi)發(fā)工具和應(yīng)用程序接口,基于這些,我們就可以使用Java編程語(yǔ)言在Android平臺(tái)上開(kāi)發(fā)應(yīng)用程序了[15]。</p><p> Android系統(tǒng)架構(gòu)基本分為應(yīng)用(Appli
47、cations),應(yīng)用框架(Application Frameworks),庫(kù)函數(shù)(Libraries),運(yùn)行時(shí)環(huán)境(Android Runtime),Linux 內(nèi)核(Linux Kernel)。下方圖表顯示了Android操作系統(tǒng)的主要組件[15]。</p><p> 圖2.1 Android系統(tǒng)架構(gòu)圖</p><p><b> 1.應(yīng)用程序</b><
48、/p><p> Android會(huì)同一系列核心應(yīng)用程序包一起發(fā)布,該應(yīng)用程序包包括email客戶(hù)端,SMS短消息程序,日歷,地圖,瀏覽器,聯(lián)系人管理程序等。所有的應(yīng)用程序都是使用JAVA語(yǔ)言編寫(xiě)的。</p><p><b> 2.應(yīng)用程序框架</b></p><p> 開(kāi)發(fā)人員也可以完全訪問(wèn)核心應(yīng)用程序所使用的API框架。該應(yīng)用程序的架構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)
49、化了組件的重用;任何一個(gè)應(yīng)用程序都可以發(fā)布它的功能塊并且任何其它的應(yīng)用程序都可以使用其所發(fā)布的功能塊(不過(guò)得遵循框架的安全性限制)。同樣,該應(yīng)用程序重用機(jī)制也使用戶(hù)可以方便的替換程序組件。</p><p><b> 3.系統(tǒng)運(yùn)行庫(kù)</b></p><p> Android 包含一些C/C++庫(kù),這些庫(kù)能被Android系統(tǒng)中不同的組件使用。它們通過(guò) Android
50、 應(yīng)用程序框架為開(kāi)發(fā)者提供服務(wù)。Android 包括了一個(gè)核心庫(kù),該核心庫(kù)提供了JAVA編程語(yǔ)言核心庫(kù)的大多數(shù)功能。</p><p> 4.Android運(yùn)行時(shí)</p><p> 每一個(gè)Android應(yīng)用程序都在它自己的進(jìn)程中運(yùn)行,都擁有一個(gè)獨(dú)立的Dalvik虛擬機(jī)實(shí)例。Dalvik被設(shè)計(jì)成一個(gè)設(shè)備可以同時(shí)高效地運(yùn)行多個(gè)虛擬系統(tǒng)。 Dalvik虛擬機(jī)執(zhí)行(.dex)的Dalvik可執(zhí)行
51、文件,該格式文件針對(duì)小內(nèi)存使用做了優(yōu)化。同時(shí)虛擬機(jī)是基于寄存器的,所有的類(lèi)都經(jīng)由JAVA編譯器編譯,然后通過(guò)SDK中 的“dx” 工具轉(zhuǎn)化成“.dex”格式由虛擬機(jī)執(zhí)行。</p><p> Dalvik虛擬機(jī)依賴(lài)于linux內(nèi)核的一些功能,比如線程機(jī)制和底層內(nèi)存管理機(jī)制。</p><p> 5.Linux 內(nèi)核</p><p> Android 的核心系統(tǒng)服務(wù)
52、依賴(lài)于 Linux 2.6 內(nèi)核,如安全性,內(nèi)存管理,進(jìn)程管理, 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧和驅(qū)動(dòng)模型。 Linux 內(nèi)核也同時(shí)作為硬件和軟件棧之間的抽象層。</p><p> 2.2 Android游戲開(kāi)發(fā)研究</p><p> Android系統(tǒng)開(kāi)發(fā)采用JAVA語(yǔ)言,使用Google Android SDK和Eclipse IED進(jìn)行應(yīng)用程序的開(kāi)發(fā)。在Android SDK 附帶 Android
53、Emulator,是一個(gè)運(yùn)行在PC端的手機(jī)模擬器,在開(kāi)發(fā)中可以使用這個(gè)模擬器來(lái)運(yùn)行自己編寫(xiě)的應(yīng)用程序。 </p><p> 2.2.1 Android游戲引擎研究</p><p> 簡(jiǎn)單地說(shuō),游戲引擎就是“用于控制所有游戲功能的主程序”,從計(jì)算碰撞、物理系統(tǒng)和物體的相對(duì)位置,到接受玩家的輸入,以及聲音的輸出等等功能都是游戲引擎需要負(fù)責(zé)的事情。它扮演著中場(chǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)的角色,把游戲中的所有元素
54、捆綁在一起,在后臺(tái)指揮它們有序地工作[16]。</p><p> 經(jīng)過(guò)不斷的進(jìn)化,如今的手機(jī)游戲引擎已經(jīng)發(fā)展為由多個(gè)子系統(tǒng)共同構(gòu)成的復(fù)雜系統(tǒng),從建模、動(dòng)畫(huà)到光影、粒子特效,從物理系統(tǒng)、碰撞檢測(cè)到文件管理、網(wǎng)絡(luò)特性,還有專(zhuān)業(yè)的編輯工具和插件。Android平臺(tái)經(jīng)過(guò)2年的發(fā)展,通過(guò)移植其他平臺(tái)優(yōu)秀的游戲引擎也出現(xiàn)了多款游戲引擎。例如由國(guó)人開(kāi)發(fā)的LGame(基于Graphics API)游戲引擎,Rokon游戲引擎(
55、基于OpenGL ES),WiEngine游戲引擎等等。</p><p> 但是這些引擎總是存在這樣或者那樣的問(wèn)題,例如缺少開(kāi)發(fā)文檔,引擎設(shè)計(jì)不完善。特別是這些游戲引擎在處理復(fù)雜圖形時(shí)效果始終不夠理想。 雖然目前手機(jī)硬件平臺(tái)相比以前有了較大的發(fā)展和進(jìn)步,但是對(duì)于一些復(fù)雜游戲圖形的處理仍然顯得有些“不給力”。</p><p> 為了提高游戲引擎處理復(fù)雜圖形的效率一些游戲引擎也提出了一些新
56、的解決方案。例如WiEngine2.0版本中就采用Java JNI 調(diào)用C++ Native代碼進(jìn)行編寫(xiě),這一方法提高了處理復(fù)雜游戲動(dòng)畫(huà)的效率。采用C++編寫(xiě)雖然提高了代碼執(zhí)行的效率,但是增加了代碼編寫(xiě)的時(shí)間,同時(shí)也給程序調(diào)錯(cuò)和移植帶來(lái)了巨大的問(wèn)題。</p><p> 2.2.2 Android游戲人工智能算法的研究</p><p> 游戲中的人工智能(Artificial Intel
57、ligence,簡(jiǎn)稱(chēng)AI),是指用來(lái)控制游戲中各種活動(dòng)對(duì)象行為的邏輯。大部分游戲,特別是角色扮演類(lèi)游戲都需要人工智能,在游戲中玩家是主要人物,而游戲中的其他人物由人工智能操縱。游戲開(kāi)發(fā)領(lǐng)域中的人工智能設(shè)計(jì)越來(lái)越被游戲開(kāi)發(fā)者和玩家重視,因?yàn)樗芙o玩家提供更大的挑戰(zhàn)性,從而增加游戲的可玩性,一款游戲的生命力正在于游戲的可玩性。</p><p> 在吃豆人應(yīng)用中路徑搜索是游戲AI的需要解決最基本的問(wèn)題之一。<
58、/p><p> 在當(dāng)今游戲工業(yè)界,A*算法是被大家最廣泛使用的人工智能尋路算法,也是最有效的最短路徑搜索算法之一。A*算法實(shí)際上是一種基于廣度優(yōu)先搜索的啟發(fā)式搜索算法,通常采用估價(jià)函數(shù)對(duì)當(dāng)前的搜索位置進(jìn)行評(píng)估。標(biāo)準(zhǔn)的A*算法根據(jù)Closed表對(duì)路徑進(jìn)行逆向提取,當(dāng)存在死路的時(shí),它會(huì)把走向死路的點(diǎn)也包含進(jìn)去,造成走彎路的現(xiàn)象,從而能得到解[17]。 </p><p> 另外在游戲中經(jīng)常使用的
59、AI算法還有遺傳算法,他是一種隨機(jī)的群體搜索算法,它是模擬達(dá)爾文的遺傳選擇和自然淘汰的生物進(jìn)化過(guò)程的計(jì)算模型,是一種通過(guò)模擬自然進(jìn)化過(guò)程搜索最優(yōu)解的方法[18]。</p><p><b> 3.進(jìn)展情況</b></p><p> 由于手機(jī)本身CPU計(jì)算條件的限制,A*和遺傳算法是否可以在Android手機(jī)平臺(tái)上高效的使用還有待進(jìn)一步的檢驗(yàn)。通過(guò)在手機(jī)上實(shí)現(xiàn)這兩種算
60、法,比較其優(yōu)缺點(diǎn),結(jié)合兩種算法的優(yōu)勢(shì),設(shè)計(jì)一種高效的算法應(yīng)用在吃豆人游戲中,將是我接下來(lái)的主要目標(biāo)。</p><p> 對(duì)于游戲引擎的開(kāi)發(fā)方面,著手研究Roken 游戲引擎,LGame游戲引擎,J2ME中的精靈類(lèi),通過(guò)參考其示例程序了解引擎原理及架構(gòu)。研究以上游戲引擎能否滿(mǎn)足吃豆人游戲動(dòng)畫(huà)的需求,并且比較各個(gè)游戲引擎的性能。</p><p> 游戲操控方面參考Google Androi
61、d開(kāi)發(fā)文檔,熟悉重力感應(yīng),多點(diǎn)觸控,方向鍵以及手機(jī)鍵盤(pán)的API,結(jié)合已有技術(shù)實(shí)現(xiàn)游戲操作的多元化。</p><p><b> 存在問(wèn)題</b></p><p> 根據(jù)本人在Android游戲編程上所遇到的問(wèn)題,現(xiàn)將研究吃豆人游戲應(yīng)用中所遇到的問(wèn)題總結(jié)如下:</p><p> ?。?)由于Google 對(duì)Android系統(tǒng)更新過(guò)快,目前市場(chǎng)上
62、流通的Android系統(tǒng)版本多達(dá)5種,由于高版本的系統(tǒng)對(duì)于低版本的系統(tǒng)并不兼容,所以給我們編程上帶來(lái)了諸多的問(wèn)題,如何使編寫(xiě)的程序在盡量多的系統(tǒng)上正確的運(yùn)行將是我所解決的首要問(wèn)題。</p><p> (2)在手機(jī)編程上另一個(gè)令人頭痛的問(wèn)題是手機(jī)硬件上的差異(屏幕、處理器、內(nèi)存容量等)。由于硬件的差異,導(dǎo)致程序的移植性不強(qiáng),相同的程序在相同系統(tǒng)版本的不同手機(jī)上不能正常運(yùn)行,在編程中如何對(duì)代碼進(jìn)行優(yōu)化,使我的程序能
63、在更多的手機(jī)上正常運(yùn)行也是現(xiàn)在所面臨的重要問(wèn)題之一。</p><p> ?。?)基于Android游戲動(dòng)畫(huà)的實(shí)現(xiàn)的問(wèn)題。所有計(jì)算機(jī)游戲的圖形的核心都是動(dòng)畫(huà),在J2ME手機(jī)游戲中,MDIP2.0以上版本提供了一個(gè)有助于游戲制作的開(kāi)發(fā)包,該開(kāi)發(fā)包核心為Sprite,使用該類(lèi)能夠簡(jiǎn)單管理動(dòng)畫(huà)角色的圖像[11]?;诖宋覍⑸钊胙芯縅2ME中Sprite類(lèi)在Android平臺(tái)上移植和使用的可能性。提高Android游戲中動(dòng)
64、畫(huà)展示的效果和效率,解決Android系統(tǒng)中動(dòng)畫(huà)實(shí)現(xiàn)的問(wèn)題。</p><p> ?。?)游戲動(dòng)畫(huà)中的碰撞檢測(cè)問(wèn)題。在游戲中,經(jīng)常需要進(jìn)行碰撞檢測(cè),例如在吃豆人游戲中如何檢測(cè)到吃豆人吃到豆子、吃豆人是否被怪物吃掉,都是檢測(cè)兩個(gè)物體是否發(fā)生碰撞,然后根據(jù)檢測(cè)的結(jié)果做出不同的處理。進(jìn)行碰撞檢測(cè)的物體可能不同的形狀,這就給碰撞檢測(cè)的算法帶來(lái)了許多的問(wèn)題。如何高效正確的進(jìn)行圖像的碰撞檢測(cè)將是我吃豆人游戲中解決的重點(diǎn)問(wèn)題。&
65、lt;/p><p> ?。?)游戲人工智能算法的實(shí)現(xiàn)問(wèn)題。在游戲軟件中,游戲的人工智能的高低直接決定了游戲互動(dòng)性和可玩性。而尋路問(wèn)題又是人們研究的熱點(diǎn)問(wèn)題之一。在吃豆人游戲中,需要設(shè)計(jì)怪物主動(dòng)跟蹤玩家的人工智能算法,并且可以通過(guò)參數(shù)對(duì)怪物的“聰明度”進(jìn)行調(diào)節(jié)。</p><p> 參考文獻(xiàn)(含開(kāi)題報(bào)告和文獻(xiàn)綜述)</p><p> [1] GONG Lei,ZHOU
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