安卓小游戏：小板弹球
前言
这个是通过自定义View实现小游戏的第三篇，是小时候玩的那种五块钱的游戏机上的，和俄罗斯方块很像，小时候觉得很有意思，就模仿了一下。
需求
这里的逻辑就是板能把球弹起来，球在碰撞的时候能把顶部的目标打掉，当板没有挡住球，掉到了屏幕下面，游戏就结束了。核心思想如下：
- 1，载入配置，读取游戏信息、配置及掩图
- 2，启动游戏控制逻辑，球体碰到东西有反弹效果
- 3，手势控制板的左右移动
效果图
效果图已经把游戏的逻辑玩出来了，大致就是这么个玩法，就是我感觉这不像一个游戏，因为小球的初始方向就决定了游戏结果，也许我应该把板的速度和球的方向结合起来，创造不一样。
代码
import android.annotation.SuppressLint
import android.app.AlertDialog
import android.content.Context
import android.graphics.Bitmap
import android.graphics.Canvas
import android.graphics.Color
import android.graphics.Paint
import android.graphics.drawable.Drawable
import android.os.Handler
import android.os.Looper
import android.os.Message
import android.util.AttributeSet
import android.view.MotionEvent
import android.view.View
import com.silencefly96.module_views.R
import java.lang.ref.WeakReference
import kotlin.math.*
/**
* 弹球游戏view
*
* 1，载入配置，读取游戏信息、配置及掩图
* 2，启动游戏控制逻辑，球体碰到东西有反弹效果
* 3，手势控制板的左右移动
*
* @author silence
* @date 2023-02-08
*/
class BombBallGameView @JvmOverloads constructor(
context: Context,
attrs: AttributeSet? = null,
defStyleAttr: Int = 0
): View(context, attrs, defStyleAttr) {
companion object {
// 游戏更新间隔，一秒20次
const val GAME_FLUSH_TIME = 50L
// 目标移动距离
const val TARGET_MOVE_DISTANCE = 20
// 距离计算公式
fun getDistance(x1: Int, y1: Int, x2: Int, y2: Int): Float {
return sqrt(((x1 - x2).toDouble().pow(2.0)
+ (y1 - y2).toDouble().pow(2.0)).toFloat())
}
// 两点连线角度计算, (x1, y1) 为起点
fun getDegree(x1: Float, y1: Float, x2: Float, y2: Float): Double {
// 弧度
val radians = atan2(y1 - y2, x1 - x2).toDouble()
// 从弧度转换成角度
return Math.toDegrees(radians)
}
}
// 板的长度
private val mLength: Int
// 行的数量、间距
private val rowNumb: Int
private var rowDelta = 0
// 列的数量、间距
private val colNumb: Int
private var colDelta = 0
// 球的掩图
private val mBallMask: Bitmap?
// 目标的掩图
private val mTargetMask: Bitmap?
// 目标的原始配置
private val mTargetConfigList = ArrayList<Sprite>()
// 目标的集合
private val mTargetList = ArrayList<Sprite>()
// 球
private val mBall = Sprite(0, 0, 0f)
// 板
private val mBoard = Sprite(0, 0, 0f)
// 游戏控制器
private val mGameController = GameController(this)
// 上一个触摸点X的坐标
private var mLastX = 0f
// 画笔
private val mPaint = Paint().apply {
color = Color.WHITE
strokeWidth = 10f
style = Paint.Style.STROKE
flags = Paint.ANTI_ALIAS_FLAG
textAlign = Paint.Align.CENTER
textSize = 30f
}
init {
// 读取配置
val typedArray = context.obtainStyledAttributes(attrs, R.styleable.BombBallGameView)
mLength = typedArray.getInteger(R.styleable.BombBallGameView_length, 300)
rowNumb = typedArray.getInteger(R.styleable.BombBallGameView_row, 30)
colNumb = typedArray.getInteger(R.styleable.BombBallGameView_col, 20)
// 球的掩图
var drawable = typedArray.getDrawable(R.styleable.BombBallGameView_ballMask)
mBallMask = if (drawable != null) drawableToBitmap(drawable) else null
// 目标的掩图
drawable = typedArray.getDrawable(R.styleable.BombBallGameView_targetMask)
mTargetMask = if (drawable != null) drawableToBitmap(drawable) else null
// 读取目标的布局配置
val configId = typedArray.getResourceId(R.styleable.BombBallGameView_targetConfig, -1)
if (configId != -1) {
getTargetConfig(configId)
}
typedArray.recycle()
}
private fun drawableToBitmap(drawable: Drawable): Bitmap? {
val w = drawable.intrinsicWidth
val h = drawable.intrinsicHeight
val config = Bitmap.Config.ARGB_8888
val bitmap = Bitmap.createBitmap(w, h, config)
//注意，下面三行代码要用到，否则在View或者SurfaceView里的canvas.drawBitmap会看不到图
val canvas = Canvas(bitmap)
drawable.setBounds(0, 0, w, h)
drawable.draw(canvas)
return bitmap
}
private fun getTargetConfig(configId: Int) {
val array = resources.getStringArray(configId)
try {
for (str in array) {
// 取出坐标
val pos = str.substring(1, str.length - 1).split(",")
val x = pos[0].trim().toInt()
val y = pos[1].trim().toInt()
mTargetConfigList.add(Sprite(x, y, 0f))
}
}catch (e : Exception) {
e.printStackTrace()
}
// 填入游戏的list
mTargetList.clear()
mTargetList.addAll(mTargetConfigList)
}
override fun onSizeChanged(w: Int, h: Int, oldw: Int, oldh: Int) {
super.onSizeChanged(w, h, oldw, oldh)
// 开始游戏
load()
}
// 加载
private fun load() {
mGameController.removeMessages(0)
// 设置网格
rowDelta = height / rowNumb
colDelta = width / colNumb
// 设置球，随机朝下的方向
mBall.posX = width / 2
mBall.posY = height / 2
mBall.degree = (Math.random() * 180 + 180).toFloat()
// 设置板
mBoard.posX = width / 2
mBoard.posY = height - 50
// 将目标集合中的坐标改为实际坐标
for (target in mTargetList) {
val exactX = target.posY * colDelta + colDelta / 2
val exactY = target.posX * rowDelta + rowDelta / 2
target.posX = exactX
target.posY = exactY
}
mGameController.sendEmptyMessageDelayed(0, GAME_FLUSH_TIME)
}
// 重新加载
private fun reload() {
mGameController.removeMessages(0)
// 重置
mTargetList.clear()
mTargetList.addAll(mTargetConfigList)
mGameController.isGameOver = false
// 设置球，随机朝下的方向，注意：因为Y轴朝下应该是180度以内
mBall.posX = width / 2
mBall.posY = height / 2
mBall.degree = (Math.random() * 180 + 180).toFloat()
// 设置板
mBoard.posX = width / 2
mBoard.posY = height - 50
// 由于mTargetConfigList内对象被load修改了，清空并不影响对象，不需要再转换了
mGameController.sendEmptyMessageDelayed(0, GAME_FLUSH_TIME)
}
override fun onDraw(canvas: Canvas) {
super.onDraw(canvas)
// 绘制网格
mPaint.strokeWidth = 1f
for (i in 0..rowNumb) {
canvas.drawLine(0f, rowDelta * i.toFloat(),
width.toFloat(), rowDelta * i.toFloat(), mPaint)
}
for (i in 0..colNumb) {
canvas.drawLine(colDelta * i.toFloat(), 0f,
colDelta * i.toFloat(), height.toFloat(), mPaint)
}
mPaint.strokeWidth = 10f
// 绘制板
canvas.drawLine(mBoard.posX - mLength / 2f, mBoard.posY.toFloat(),
mBoard.posX + mLength / 2f, mBoard.posY.toFloat(), mPaint)
// 绘制球
canvas.drawBitmap(mBallMask!!, mBall.posX - mBallMask.width / 2f,
mBall.posY - mBallMask.height / 2f, mPaint)
// 绘制目标物
for (target in mTargetList) {
canvas.drawBitmap(mTargetMask!!, target.posX - mTargetMask.width / 2f,
target.posY - mTargetMask.height / 2f, mPaint)
}
}
@SuppressLint("ClickableViewAccessibility")
override fun onTouchEvent(event: MotionEvent): Boolean {
when(event.action) {
MotionEvent.ACTION_DOWN -> {
mLastX = event.x
}
MotionEvent.ACTION_MOVE -> {
val len = event.x - mLastX
val preX = mBoard.posX + len
if (preX > mLength / 2 && preX < (width - mLength / 2)) {
mBoard.posX += len.toInt()
invalidate()
}
mLastX = event.x
}
MotionEvent.ACTION_UP -> {}
}
return true
}
private fun gameOver() {
AlertDialog.Builder(context)
.setTitle("继续游戏")
.setMessage("请点击确认继续游戏")
.setPositiveButton("确认") { _, _ -> reload() }
.setNegativeButton("取消", null)
.create()
.show()
}
// kotlin自动编译为Java静态类，控件引用使用弱引用
class GameController(view: BombBallGameView): Handler(Looper.getMainLooper()){
// 控件引用
private val mRef: WeakReference<BombBallGameView> = WeakReference(view)
// 游戏结束标志
internal var isGameOver = false
override fun handleMessage(msg: Message) {
mRef.get()?.let { gameView ->
// 移动球
val radian = Math.toRadians(gameView.mBall.degree.toDouble())
val deltaX = (TARGET_MOVE_DISTANCE * cos(radian)).toInt()
val deltaY = (TARGET_MOVE_DISTANCE * sin(radian)).toInt()
gameView.mBall.posX += deltaX
gameView.mBall.posY += deltaY
// 检查反弹碰撞
checkRebound(gameView)
// 球和目标的碰撞
val iterator = gameView.mTargetList.iterator()
while (iterator.hasNext()) {
val target = iterator.next()
if (checkCollision(gameView.mBall, target,
gameView.mBallMask!!, gameView.mTargetMask!!)) {
// 与目标碰撞，移除该目标并修改球的方向
iterator.remove()
collide(gameView.mBall, target)
break
}
}
// 循环发送消息，刷新页面
gameView.invalidate()
if (!isGameOver) {
gameView.mGameController.sendEmptyMessageDelayed(0, GAME_FLUSH_TIME)
}else {
gameView.gameOver()
}
}
}
// 检测碰撞
private fun checkCollision(s1: Sprite, s2: Sprite, mask1: Bitmap, mask2: Bitmap): Boolean {
// 选较长边的一半作为碰撞半径
val len1 = if(mask1.width > mask1.height) mask1.width / 2f else mask1.height / 2f
val len2 = if(mask2.width > mask2.height) mask2.width / 2f else mask2.height / 2f
return getDistance(s1.posX, s1.posY, s2.posX, s2.posY) <= (len1 + len2)
}
// 击中目标时获取反弹角度,角度以两球圆心连线对称并加180度
private fun collide(ball: Sprite, target: Sprite) {
// 圆心连线角度，注意向量方向，球的方向向上，连线以球为起点
val lineDegree = getDegree(ball.posX.toFloat(), ball.posY.toFloat(),
target.posX.toFloat(), target.posY.toFloat())
val deltaDegree = abs(lineDegree - ball.degree)
ball.degree += if(lineDegree > ball.degree) {
2 * deltaDegree.toFloat() + 180
}else {
-2 * deltaDegree.toFloat() + 180
}
}
// 击中边缘或者板时反弹角度,反射角度和法线对称，方向相反
private fun checkRebound(gameView: BombBallGameView) {
val ball = gameView.mBall
val board = gameView.mBoard
// 左边边缘，法线取同向的180度
if (ball.posX <= 0) {
val deltaDegree = abs(180 - ball.degree)
ball.degree += if (ball.degree < 180) {
2 * deltaDegree - 180
}else {
-2 * deltaDegree - 180
}
// 右边边缘
}else if (ball.posX >= gameView.width) {
val deltaDegree: Float
ball.degree += if (ball.degree < 180) {
deltaDegree = ball.degree - 0
-2 * deltaDegree + 180
}else {
deltaDegree = 360 - ball.degree
2 * deltaDegree - 180
}
// 上边边缘
}else if(ball.posY <= 0) {
val deltaDegree = abs(90 - ball.degree)
ball.degree += if (ball.degree < 90) {
2 * deltaDegree + 180
}else {
-2 * deltaDegree + 180
}
// 和板碰撞，因为移动距离的关系y不能完全相等
}else if (ball.posY + gameView.mBallMask!!.height / 2 >= board.posY) {
// 板内
if (abs(ball.posX - board.posX) <= gameView.mLength / 2){
val deltaDegree = abs(270 - ball.degree)
ball.degree += if (ball.degree < 270) {
2 * deltaDegree - 180
}else {
-2 * deltaDegree - 180
}
}else {
isGameOver = true
}
}
}
}
// 圆心坐标，角度方向（degree，对应弧度radian）
data class Sprite(var posX: Int, var posY: Int, var degree: Float)
/**
* 供外部回收资源
*/
fun recycle() {
mBallMask?.recycle()
mTargetMask?.recycle()
mGameController.removeMessages(0)
}
}对应style配置，这里rowNunb不能用了，和上个贪吃蛇游戏冲突了，不能用一样的名称。游戏数据的数组我也写在这里了，实际应该分开写的，但是小游戏而已，就这样吧！
res -> values -> bomb_ball_game_view_style.xml
<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<resources>
<declare-styleable name="BombBallGameView">
<attr name="length" format="integer"/>
<attr name="row" format="integer"/>
<attr name="col" format="integer"/>
<attr name="ballMask" format="reference"/>
<attr name="targetMask" format="reference"/>
<attr name="targetConfig" format="reference"/>
</declare-styleable>
<string-array name="BombBallGameConfig">
<item>(0,5)</item>
<item>(0,6)</item>
<item>(0,7)</item>
<item>(0,8)</item>
<item>(0,9)</item>
<item>(0,10)</item>
<item>(0,11)</item>
<item>(0,12)</item>
<item>(0,13)</item>
<item>(0,14)</item>
<item>(1,3)</item>
<item>(1,5)</item>
<item>(1,7)</item>
<item>(1,9)</item>
<item>(1,11)</item>
<item>(1,13)</item>
<item>(1,15)</item>
</string-array>
</resources>掩图也还是从Android Studio里面的vector image来的，我觉得还阔以。
res -> drawable -> ic_circle.xml
<vector android:height="24dp" android:tint="#6F6A6A"
android:viewportHeight="24" android:viewportWidth="24"
android:width="24dp" xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android">
<path android:fillColor="@android:color/white" android:pathData="M12,2C6.48,2 2,6.48 2,12s4.48,10 10,10 10,-4.48 10,-10S17.52,2 12,2zM17,13h-4v4h-2v-4L7,13v-2h4L11,7h2v4h4v2z"/>
</vector>res -> drawable -> ic_target.xml
<vector android:height="24dp" android:tint="#6F6A6A"
android:viewportHeight="24" android:viewportWidth="24"
android:width="24dp" xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android">
<path android:fillColor="@android:color/white" android:pathData="M12,2C6.48,2 2,6.48 2,12s4.48,10 10,10 10,-4.48 10,-10S17.52,2 12,2zM17,13h-4v4h-2v-4L7,13v-2h4L11,7h2v4h4v2z"/>
</vector>layout也说一下，前面都没写layout，这里用到了字符串数组，说下吧
<com.silencefly96.module_views.game.BombBallGameView
android:id="@+id/gamaView"
android:layout_width="match_parent"
android:layout_height="match_parent"
android:background="@color/black"
app:ballMask="@drawable/ic_circle"
app:targetMask="@drawable/ic_target"
app:targetConfig="@array/BombBallGameConfig"
/>主要问题
下面简单讲讲吧，主要结构和前面游戏没什么变化，就是游戏逻辑变得复杂了很多。
资源加载
和前面一样，资源加载就是从styleable配置里面读取设置，这里需要额外说明的就是目标的配置文件了。
这里顶部目标是通过外部的配置文件来设置的，接受的是一个字符串数组的资源id，我这保存在下面：
res -> values -> bomb_ball_game_view_style.xml -> BombBallGameConfig
结构是一个坐标，需要注意的是要配合row和col使用（行数和列数），第一个数字表示第几行，第二个数字表示第几列。
<item>(0,5)</item>读取的时候是把行标和列标读到了Sprite的posX和posY里面，这里是错误的，当时在init读取的时候无法获得控件的宽高，所以暂时先存放下，在onMeasuer -> onSizeChanged得到宽高之后，在load中对数据进行处理，mTargetList（游戏操作的列表）和mTargetConfigList（原始数据列表）都保存的是读取到的配置对象，即使mTargetList清空了，配置对象不变，依然保存在mTargetConfigList，这里要分清，不然reload的时候再处理就大错特错了。
板的移动
这里叫板，实际是通过paint画出来的线，只是设置的strokeWidth比较粗而已。移动的时候在onTouchEvent的ACTION_MOVE事件中更新板的坐标，在onDraw会以它的坐标和长度绘制成“板”。
球对四周的反弹
球的数据保存在Sprite对象里面，里面保存了三个变量，坐标以及方向。球在四个边的反弹（板实际就是下边），类似光的反射，找到反射面以及反射的法线，再以法线对称就得到反射路线了。实际操作上，先获取入射方向与法线夹角的绝对值，对称到法线另一边，再旋转180度掉头，就能得到出射方向了。
当然计算的时候要根据实际情况计算，尤其是0度和360度作为法线时。
球和目标的碰撞时的反射
球和目标的碰撞就不说了，很简单，计算下两个中心的距离就行了。这里说下碰撞后的反射问题，和上面在四周的反射类似，这里也是要通过反射面和法线来决定，实际上法线就是两个圆心的连线，而且小球和目标碰撞时，方向只会向上，所以取小球中心为起点，目标中心为中点，得到法线向量，再去计算角度就很简单了。
球的初始随机方向问题
球的初始随机方向我是想让它向上的，那应该生成哪个范围的角度呢？我们上学的时候X轴向右，Y轴向上，上半部分角度时[0, 180]，那这时候U轴向下了，角度范围呢？答案很简单了，就是[180, 360]，上面碰撞的代码实际是我以默认上半区为[0, 180]的时候写的，实际也无需修改，因为只是坐标轴对称了，逻辑并没对称。
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