青瓷引擎之纯JavaScript打造HTML5游戏第二弹——《跳跃的方块》Part 2

继上一次介绍了《神奇的六边形》的完整游戏开发流程后（可点击这里查看），这次将为大家介绍另外一款魔性游戏《跳跃的方块》的完整开发流程。

          （点击图片可进入游戏体验）

因内容太多，为方便大家阅读，所以分多次来讲解。

若要一次性查看所有文档，也可点击这里。

接上回（《跳跃的方块》Part 1）

三. 游戏世界

为了能更快的体验到游戏的主体玩法，调整游戏数值，这里我们先来搭建游戏世界。

建立基础世界

在《跳跃的方块》中，下一关的信息尤为关键。如果能提前获知阻挡点或者通道位置，会为当前的操作提供一定的指导。为了保证所有玩家获取的信息基本一致，屏幕中显示的关卡数量需要严格的控制。

所以这里我们将屏幕的高度通过UIRoot映射为一个固定值：960，添加一个锁定屏幕旋转方向的脚本，并创建游戏的根节点game，设置game节点铺满屏幕。
操作如下所示：

分步构建世界

• 游戏配置
• 构建世界逻辑
• 控制展示游戏世界

（一）游戏配置

设置可调整参数

这个游戏中，一些参数会严重影响用户体验，需要进行不停的尝试，以找到最合适的设置。所以，这里将这些参数提取出来，群策群力，快速迭代出最终版本。
分析游戏内容后，将游戏数据分为两类：

1. 关卡数据 如何生成关卡、如何生成阻挡。把这些数据配置到一个Excel文件JumpingBrick.xls中,并拷贝到Assets/excel目录下。内容如下： 

2. 物理信息 游戏使用的物理碰撞比较简单，而且移动的方块自身有旋转45度，不太适合直接使用引擎的物理插件。故而这里直接设置方块上升的速度，下落的加速度等物理信息，由游戏脚本自己处理。

新建一个脚本GameConfig.js，内容如下：

/*
 *  游戏配置
 */
var GameConfig = qc.defineBehaviour('qc.JumpingBrick.GameConfig', qc.Behaviour, function() {
    var self = this;

    // 设置到全局中
    JumpingBrick.gameConfig = self;

    // 等级配置
    self.levelConfigFile = null;

    // 游戏使用的重力
    self.gravity = -1600;

    // 点击后左右移动的速度
    self.horVelocity = 100;

    // 点击后上升的速度
    self.verVelocity = 750;

    // 点击后上升速度的持续时间
    self.verVelocityKeepTime = 0.001;

    // 锁定状态下竖直速度
    self.verLockVelocity = -200;

    // 块位置超过屏幕多少后，屏幕上升
    self.raiseLimit = 0.5;

    // 层阻挡高度
    self.levelHeight = 67;

    // 层间距
    self.levelInterval = 640;

    // 普通阻挡的边长
    self.blockSide = 45;

    // 方块的边长
    self.brickSide = 36;

    // 计算碰撞的最大时间间隔
    self.preCalcDelta = 0.1;

    // 关卡颜色变化步进
    self.levelColorStride = 5;

    // 关卡颜色的循环数组
    self.levelColor = [0x81a3fc, 0xeb7b49, 0xea3430, 0xf5b316, 0x8b5636, 0x985eb5];

    // 保存配置的等级信息
    self._levelConfig = null;

    self.runInEditor = true;
}, {
    levelConfigFile: qc.Serializer.EXCELASSET,
    gravity : qc.Serializer.NUMBER,
    horVelocity : qc.Serializer.NUMBER,
    verVelocity : qc.Serializer.NUMBER,
    verVelocityKeepTime : qc.Serializer.NUMBER,
    raiseLimit : qc.Serializer.NUMBER,
    levelHeight : qc.Serializer.NUMBER,
    levelInterval : qc.Serializer.NUMBER,
    blockSide : qc.Serializer.NUMBER,
    preCalcDelta : qc.Serializer.NUMBER,
    levelColorStride : qc.Serializer.NUMBER,
    levelColor : qc.Serializer.NUMBERS
});

GameConfig.prototype.getGameWidth = function() {
    return this.gameObject.width;
};

GameConfig.prototype.awake = function() {
    var self = this;

    // 将配置表转化下，读取出等级配置
    var rows = self.levelConfigFile.sheets.config.rows;
    var config = [];
    var idx = -1, len = rows.length;
    while (++idx < len) {
        var row = rows[idx];
        // 为了方便配置，block部分使用的是javascript的数据定义语法
        // 通过eval转化为javascript数据结构
        row.block = eval(row.block);
        config.push(row);
    }

    self._levelConfig = config;

    // 计算出方块旋转后中心到顶点的距离
    self.brickRadius = self.brickSide * Math.sin(Math.PI / 4);
};

/*
 *  获取关卡配置
 */
GameConfig.prototype.getLevelConfig = function(level) {
    var self = this;
    var len = self._levelConfig.length;
    while (len--) {
        var row = self._levelConfig[len];
        if (row.start > level || (row.end > 0 && row.end < level)) {
            continue;
        }
        return row;
    }
    return null;
};

（二）构建世界逻辑

《跳跃的方块》是一个无尽的虚拟世界，世界的高度不限，宽度根据显示的宽度也不尽相同。为了方便处理显示，我们设定一个x轴从左至右，y轴从下至上的坐标系，x轴原点位于屏幕中间。如下图所示：

基础设定

1. 方块的坐标为方块中心点的坐标。
2. 方块的初始位置为(0, 480)。
3. 关卡的下边界的y轴坐标值为960。保证第一个屏幕内，看不到关卡；而当方块跳动后，关卡出现。
4. 关卡只需要生成可通行范围的矩形区域，阻挡区域根据屏幕宽度和可通行区域计算得到。
5. 阻挡块需要生成实际占据的矩形区域。

创建虚拟世界

创建虚拟世界的管理脚本：GameWorld.js。代码内容如下：

var GameWorld = qc.defineBehaviour('qc.JumpingBrick.GameWorld', qc.Behaviour, function() {
    var self = this;

    // 设置到全局中
    JumpingBrick.gameWorld = self;

    // 创建结束监听
    self.onGameOver = new qc.Signal();

    // 分数更新的事件
    self.onScoreChanged = new qc.Signal();

    self.levelInfo = [];

    self.runInEditor = true;
}, {

});

GameWorld.prototype.awake = function() {
    var self = this;
    // 初始化状态
    this.resetWorld();
};

游戏涉及到的数据

在虚拟世界中，方块有自己的位置、水平和竖直方向上的速度、受到的重力加速度、点击后上升速度保持的时间等信息。每次游戏开始时，需要重置这些数据。 现在大家玩游戏的时间很零碎，很难一直关注在游戏上，所以当游戏暂停时，我们需要保存当前的游戏数据。这样，玩家可以再找合适的时间来继续游戏。
先将重置、保存数据、恢复数据实现如下：

/**
 * 设置分数
 */
GameWorld.prototype.setScore = function(score, force) {
    if (force || score > this.score) {
        this.score = score;
        this.onScoreChanged.dispatch(score);    
    }
};

/**
 * 重置世界
 */
GameWorld.prototype.resetWorld = function() {
    var self = this;

    // 方块在虚拟世界坐标的位置
    self.x = 0;
    self.y = 480;

    // 方块在虚拟世界的速度值
    self.horV = 0;
    self.verV = 0;

    // 当前受到的重力
    self.gravity = JumpingBrick.gameConfig.gravity;

    // 维持上升速度的剩余时间
    self.verKeepTime = 0;

    // 死亡线的y轴坐标值
    self.deadline = 0;

    // 已经生成的关卡
    self.levelInfo = [];

    // 是否游戏结束
    self.gameOver = false;

    // 当前的分数
    self.setScore(0, true);
};

/**
 * 获取要保存的游戏数据
 */
GameWorld.prototype.saveGameState = function() {
    var self = this;
    var saveData = {
        deadline : self.deadline,
        x : self.x,
        y : self.y,
        horV : self.horV,
        verV : self.verV,
        gravity : self.gravity,
        verKeepTime : self.verKeepTime,
        levelInfo : self.levelInfo,
        gameOver : self.gameOver,
        score : self.score
    };
    return saveData;
};

/**
 * 恢复游戏
 */
GameWorld.prototype.restoreGameState = function(data) {
    if (!data) {
        return false;
    }
    var self = this;
    self.deadline = data.deadline;
    self.x = data.x;
    self.y = data.y;
    self.horV = data.horV;
    self.verV = data.verV;
    self.gravity = data.gravity;
    self.verKeepTime = data.verKeepTime;
    self.levelInfo = data.levelInfo;
    self.gameOver = data.gameOver;
    self.setScore(data.score, true);
    return true;
};

动态创建关卡数据

世界坐标已经确定，现在开始着手创建关卡信息。 因为游戏限制了每屏能显示的关卡数，方块只会和本关和下关的阻挡间产生碰撞，所以游戏中不用在一开始就创建很多的关卡。而且游戏中方块不能下落出屏幕，已经通过的，并且不在屏幕的内的关卡，也可以删除，不予保留。
所以，我们根据需求创建关卡信息，创建完成后保存起来，保证一局游戏中，关卡信息是固定的。 代码如下：

/**
 * 获取指定y轴值对应的关卡
 */
GameWorld.prototype.transToLevel = function(y) {
    // 关卡从0开始，-1表示第一屏的960区域
    return y < 960 ? -1 : Math.floor((y - 960) / JumpingBrick.gameConfig.levelInterval);
};

/**
 * 获取指定关卡开始的y轴坐标
 */
GameWorld.prototype.getLevelStart = function(level) {
    return level < 0 ? 0 : (960 + level * JumpingBrick.gameConfig.levelInterval);
};

/**
 * 删除关卡数据
 */
GameWorld.prototype.deleteLevelInfo = function(level) {
    var self = this;

    delete self.levelInfo[level];
};


/**
 * 获取关卡信息
 */
GameWorld.prototype.getLevelInfo = function(level) {
    if (level < 0) 
        return null;

    var self = this;
    var levelInfo = self.levelInfo[level];

    if (!levelInfo) {
        // 不存在则生成
        levelInfo = self.levelInfo[level] = self.buildLevelInfo(level);
    }
    return levelInfo;
};

/**
 * 生成关卡
 */
GameWorld.prototype.buildLevelInfo = function(level) {
    var self = this,
        gameConfig = JumpingBrick.gameConfig,
        blockSide = gameConfig.blockSide,
        levelHeight = gameConfig.levelHeight;

    var levelInfo = {
        color: gameConfig.levelColor[Math.floor(level / gameConfig.levelColorStride) % gameConfig.levelColor.length],
        startY: self.getLevelStart(level),
        passArea: null,
        block: []
    };

    // 获取关卡的配置
    var cfg = JumpingBrick.gameConfig.getLevelConfig(level);

    // 根据配置的通行区域生成关卡的通行区域
    var startX = self.game.math.random(cfg.passScopeMin, cfg.passScopeMax - cfg.passWidth);
    levelInfo.passArea = new qc.Rectangle(
        startX, 
        0, 
        cfg.passWidth,
        levelHeight);

    // 生成阻挡块
    var idx = -1, len = cfg.block.length;
    while (++idx < len) {
        var blockCfg = cfg.block[idx];
        // 阻挡块x坐标的生成范围是可通行区域的左侧x + minX 到 右侧x + maxX
        var blockX = startX + 
            self.game.math.random(blockCfg.minx, cfg.passWidth + blockCfg.maxx - blockSide);
        // 阻挡块y坐标的生成范围是关卡上边界y + minY 到上边界y + maxY
        var blockY = JumpingBrick.gameConfig.levelHeight + 
            self.game.math.random(blockCfg.miny, blockCfg.maxy - blockSide);

        levelInfo.block.push(new qc.Rectangle(
            blockX,
            blockY,
            blockSide,
            blockSide));
    }
    return levelInfo;
};

分数计算

根据设定，当方块完全通过关卡的通行区域后，就加上一分，没有其他的加分途径，于是，可以将分数计算简化为计算当前完全通过的最高关卡。代码如下：

/**
 * 更新分数
 */
GameWorld.prototype.calcScore = function() {
    var self = this;

    // 当前方块所在关卡
    var currLevel = self.transToLevel(self.y);
    // 当前关卡的起点
    var levelStart = self.getLevelStart(currLevel);

    // 当方块完全脱离关卡通行区域后计分
    var overLevel = self.y - levelStart - JumpingBrick.gameConfig.levelHeight - JumpingBrick.gameConfig.brickRadius;
    var currScore = overLevel >= 0 ? currLevel + 1  : 0;
    self.setScore(currScore);
};

物理表现

方块在移动过程中，会被给予向左或者向右跳的指令。下达指令后，方块被赋予一个向上的速度，和一个水平方向的速度，向上的速度会保持一段时间后才受重力影响。 理清这些效果后，可以用下面这段代码来处理：

/**
 * 控制方块跳跃
 * @param {number} direction - 跳跃的方向 < 0 时向左跳，否则向右跳
 */
GameWorld.prototype.brickJump = function(direction) {
    var self = this;
    // 如果重力加速度为0，表示方块正在靠边滑动，只响应往另一边跳跃的操作
    if (self.gravity === 0 && direction * self.x >= 0) {
        return;
    }
    // 恢复重力影响
    self.gravity = JumpingBrick.gameConfig.gravity;
    self.verV = JumpingBrick.gameConfig.verVelocity;
    self.horV = (direction < 0 ? -1 : 1) * JumpingBrick.gameConfig.horVelocity;
    self.verKeepTime = JumpingBrick.gameConfig.verVelocityKeepTime;
};

/**
 * 移动方块
 * @param {number} delta - 经过的时间
 */
GameWorld.prototype.moveBrick = function(delta) {
    var self = this;

    // 首先处理水平方向上的移动
    self.x += self.horV * delta;

    // 再处理垂直方向上得移动
    if (self.verKeepTime > delta) {
        // 速度保持时间大于经历的时间
        self.y += self.verV * delta;
        self.verKeepTime -= delta;
    }
    else if (self.verKeepTime > 0) {
        // 有一段时间在做匀速运动，一段时间受重力加速度影响
        self.y += self.verV * delta + 0.5 * self.gravity * Math.pow(delta - self.verKeepTime, 2);
        self.verV += self.gravity * (delta - self.verKeepTime);
        self.verKeepTime = 0;
    }
    else {
        // 完全受重力加速度影响
        self.y += self.verV * delta + 0.5 * self.gravity * Math.pow(delta, 2);
        self.verV += self.gravity * delta;
    }
};

碰撞检测

这样方块就开始运动了，需要让它和屏幕边缘、关卡通道、阻挡碰撞，产生不同的效果。

1. 当方块与关卡阻挡碰撞后，结束游戏。
2. 当方块与屏幕下边缘碰撞后，结束游戏。
3. 当方块与屏幕左右边缘碰撞后，将不受重力加速度影响，沿屏幕边缘做向下的匀速运动，直到游戏结束，或者接收到一个向另一边边缘跳跃的指令后恢复正常。

旋转45°后的方块与矩形的碰撞：

1. 当方块的包围矩形和矩形不相交时，不碰撞。
2. 当方块的包围矩形和矩形相交时。如下图分为两种情况处理。

代码实现如下：

/**
 * 掉出屏幕外结束
 */
GameWorld.GAMEOVER_DEADLINE = 1;
/**
 * 碰撞结束
 */
GameWorld.GAMEOVER_BLOCK = 2;

/**
 * 块与一个矩形阻挡的碰撞检测
 */
GameWorld.prototype.checkRectCollide = function(x, y, width, height) {
    var self = this,
        brickRadius = JumpingBrick.gameConfig.brickRadius;

    var    upDis = self.y - y - height; // 距离上边距离
    if (upDis >= brickRadius) 
        return false;

    var downDis = y- self.y; // 距离下边距离
    if (downDis >= brickRadius)
        return false;

    var leftDis = x - self.x; // 距离左边距离
    if (leftDis >= brickRadius)
        return false;

    var rightDis = self.x - x - width; // 记录右边距离
    if (rightDis >= brickRadius)
        return false;

    // 当块中点的y轴值，在阻挡的范围内时，中点距离左右边的边距小于brickRadius时相交
    if (downDis < 0 && upDis < 0) {
        return leftDis < brickRadius && rightDis < brickRadius;
    }

    // 当块的中点在阻挡范围上时
    if (upDis > 0) {
        return leftDis < brickRadius - upDis && rightDis < brickRadius - upDis;
    }
    // 当块的中点在阻挡范围下时
    if (downDis > 0) {
        return leftDis < brickRadius - downDis && rightDis < brickRadius - downDis;
    }
    return false;
};

/**
 * 碰撞检测
 */
GameWorld.prototype.checkCollide = function() {
    var self = this;

    // game节点铺满了屏幕，那么节点的宽即为屏幕的宽
    var width = this.gameObject.width;
    var brickRadius = JumpingBrick.gameConfig.brickRadius;
    var leftEdge = -0.5 * width;
    var rightEdge = 0.5 * width;

    // 下边缘碰撞判定，方块中心的位置距离下边缘的距离小于方块的中心到顶点的距离
    if (this.deadline - self.y > brickRadius) {
        return GameWorld.GAMEOVER_DEADLINE;
    }

    // 左边缘判定，方块中心的位置距离左边缘的距离小于方块的中心到顶点的距离
    if (self.x - leftEdge < brickRadius) {
        self.x = leftEdge + brickRadius;
        self.horV = 0;
        self.verV = JumpingBrick.gameConfig.verLockVelocity;
        self.gravity = 0;
    }
    // 右边缘判定，方块中心的位置距离右边缘的距离小于方块的中心到顶点的距离
    if (rightEdge - self.x < brickRadius) {
        self.x = rightEdge - brickRadius;
        self.horV = 0;
        self.verV = JumpingBrick.gameConfig.verLockVelocity;
        self.gravity = 0;
    }

    // 方块在世界中，只会与当前关卡的阻挡和下一关的阻挡进行碰撞
    var currLevel = self.transToLevel(self.y);
    for (var idx = currLevel, end = currLevel + 2; idx < end; idx++) {
        var level = self.getLevelInfo(idx);
        if (!level) 
            continue;

        var passArea = level.passArea;
        // 检测通道左侧和右侧阻挡
        if (self.checkRectCollide(
                leftEdge, 
                passArea.y + level.startY, 
                passArea.x - leftEdge, 
                passArea.height) ||
            self.checkRectCollide(
                passArea.x + passArea.width, 
                passArea.y + level.startY, 
                rightEdge - passArea.x - passArea.width,
                passArea.height)) {
            return GameWorld.GAMEOVER_BLOCK;
        }

        // 检测本关的阻挡块
        var block = level.block;
        var len = block.length;
        while (len--) {
            var rect = block[len];
            if (self.checkRectCollide(rect.x, rect.y + level.startY, rect.width, rect.height)) {
                return GameWorld.GAMEOVER_BLOCK;
            }
        }
    }

    return 0;
};

添加时间处理

到此，游戏世界的基本逻辑差不多快完成了。现在加入时间控制。

/**
 * 游戏结束的处理
 */
GameWorld.prototype.doGameOver = function(type) {
    var self = this;
    self.gameOver = true;
    self.onGameOver.dispatch(type);
};

/**
 * 更新逻辑处理
 * @param {number} delta - 上一次计算到现在经历的时间，单位：秒
 */
GameWorld.prototype.updateLogic = function(delta) {
    var self = this,
        screenHeight = self.gameObject.height;
    if (self.gameOver) {
        return;
    }
    // 将经历的时间分隔为一小段一小段进行处理，防止穿越
    var calcDetla = 0;
    while (delta > 0) {
        calcDetla = Math.min(delta, JumpingBrick.gameConfig.preCalcDelta);
        delta -= calcDetla;
        // 更新方块位置
        self.moveBrick(calcDetla);
        // 检测碰撞
        var ret = self.checkCollide();
        if (ret !== 0) {
            // 如果碰撞关卡阻挡或者碰撞死亡线则判定死亡
            self.doGameOver(ret);
            return;
        }
    }

    // 更新DeadLine
    self.deadline = Math.max(self.y - screenHeight * JumpingBrick.gameConfig.raiseLimit, self.deadline);

    // 结算分数
    self.calcScore();
};

经过前面的准备，虚拟游戏世界已经构建完成，下次将讲解如何着手将虚拟世界呈现出来。敬请期待！

 

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