Chrome自带恐龙小游戏的源码研究(四)

　　在上一篇《Chrome自带恐龙小游戏的源码研究(三)》中实现了让游戏昼夜交替，这一篇主要研究如何绘制障碍物。

　　障碍物有两种：仙人掌和翼龙。仙人掌有大小两种类型，可以同时并列多个；翼龙按高、中、低的随机飞行高度出现，不可并行。仙人掌和地面有着相同的速度向左移动，翼龙则快一些或慢一些，因为添加了随机的速度修正。我们使用一个障碍物列表管理它们，当它们移出屏幕外时则将其从列表中移除。同时再用一个列表记录它们的类型：

Obstacle.obstacles = [];    //存储障碍物的数组
Obstacle.obstacleHistory = [];  //记录障碍物数组中障碍物的类型

障碍物的出现不能太频繁，也不能太稀少，太频繁立刻就gameover了，太稀少则没有挑战性，因此需要一定的规则来生成障碍物。每组障碍物之间应该有一段间隔作为落脚点，新生成的障碍物在这个间隔之外生成。如示意图所示：

因此，先定义一个最大间距系数，下面会用这个系数生成随机间距：

Obstacle.MAX_GAP_COEFFICIENT = 1.5; //障碍物最大间距系数

另外，还需要对障碍物进行一些约束及配置：

//每组障碍物的最大数量
Obstacle.MAX_OBSTACLE_LENGTH = 3;   
//相邻的障碍物类型的最大重复数
Obstacle.MAX_OBSTACLE_DUPLICATION = 2;

Obstacle.types = [
    {
        type: 'CACTUS_SMALL', //小仙人掌
         17,  //宽
        height: 35, //高
        yPos: 105,  //在画布上的y坐标
        multipleSpeed: 4, 
        minGap: 120,    //最小间距
        minSpeed: 0    //最低速度
    },
    {
        type: 'CACTUS_LARGE',   //大仙人掌
         25,
        height: 50,
        yPos: 90,
        multipleSpeed: 7,
        minGap: 120,
        minSpeed: 0
    },
    {
        type: 'PTERODACTYL',    //翼龙
         46,
        height: 40,
        yPos: [ 100, 75, 50 ], //有高、中、低三种高度
        multipleSpeed: 999,
        minSpeed: 8.5,  
        minGap: 150,
        numFrames: 2,   //有两个动画帧
        frameRate: 1000/6,  //动画帧的切换速率，这里为一秒6帧
        speedOffset: .8 //速度修正
    }
];

障碍物的所有实现由构造函数Obstacle完成，下面是它的实现代码：

/**
 * 绘制障碍物构造函数
 * @param canvas
 * @param type 障碍物的类型
 * @param spriteImgPos 雪碧图坐标
 * @param dimensions 屏幕尺寸
 * @param gapCoefficient 障碍物间隙
 * @param speed 障碍物移动速度
 * @param opt_xOffset 障碍物水平偏移量
 * @constructor
 */
function Obstacle(canvas,type,spriteImgPos,dimensions,gapCoefficient,speed,opt_xOffset) {
    this.ctx = canvas.getContext('2d');
    this.spritePos = spriteImgPos;
    //障碍物类型(仙人掌、翼龙)
    this.typeConfig = type;
    this.gapCoefficient = gapCoefficient;
    //每个障碍物的数量(1~3)
    this.size = getRandomNum(1,Obstacle.MAX_OBSTACLE_LENGTH);
    this.dimensions = dimensions;
    //表示该障碍物是否可以被移除
    this.remove = false;
    //水平坐标
    this.xPos = dimensions.WIDTH + (opt_xOffset || 0);
    this.yPos = 0;
    this.width = 0;
    this.gap = 0;
    this.speedOffset = 0;   //速度修正

    //障碍物的动画帧
    this.currentFrame = 0;
    //动画帧切换的计时器
    this.timer = 0;

    this.init(speed);
}
```

实例方法：
```javascript
Obstacle.prototype = {
    init:function(speed) {
        //如果随机障碍物是翼龙，则只出现一只
        //翼龙的multipleSpeed是999，远大于speed
        if (this.size > 1 && this.typeConfig.multipleSpeed > speed) {
            this.size = 1;
        }
        //障碍物的总宽度等于单个障碍物的宽度乘以个数
        this.width = this.typeConfig.width * this.size;

        //若障碍物的纵坐标是一个数组
        //则随机选取一个
        if (Array.isArray(this.typeConfig.yPos))  {
            var yPosConfig = this.typeConfig.yPos;
            this.yPos = yPosConfig[getRandomNum(0, yPosConfig.length - 1)];
        } else {
            this.yPos = this.typeConfig.yPos;
        }

        this.draw();

        //对翼龙的速度进行修正，让它看起来有的飞得快一些，有些飞得慢一些
        if (this.typeConfig.speedOffset) {
            this.speedOffset = Math.random() > 0.5 ? this.typeConfig.speedOffset :
                -this.typeConfig.speedOffset;
        }

        //障碍物之间的间隙，与游戏速度有关
        this.gap = this.getGap(this.gapCoefficient, speed);
    },
    //障碍物之间的间隔，gapCoefficient为间隔系数
    getGap: function(gapCoefficient, speed) {
        var minGap = Math.round(this.width * speed +
            this.typeConfig.minGap * gapCoefficient);
        var maxGap = Math.round(minGap * Obstacle.MAX_GAP_COEFFICIENT);
        return getRandomNum(minGap, maxGap);
    },
    //判断障碍物是否移出屏幕外
    isVisible: function() {
        return this.xPos + this.width > 0;
    },
    draw:function() {
        //障碍物宽高
        var sourceWidth = this.typeConfig.width;
        var sourceHeight = this.typeConfig.height;

        //根据障碍物数量计算障碍物在雪碧图上的x坐标
        //this.size的取值范围是1~3
        var sourceX = (sourceWidth * this.size) * (0.5 * (this.size - 1)) +
            this.spritePos.x;

        // 如果当前动画帧大于0，说明障碍物类型是翼龙
        // 更新翼龙的雪碧图x坐标使其匹配第二帧动画
        if (this.currentFrame > 0) {
            sourceX += sourceWidth * this.currentFrame;
        }
        this.ctx.drawImage(imgSprite,
            sourceX, this.spritePos.y,
            sourceWidth * this.size, sourceHeight,
            this.xPos, this.yPos,
            sourceWidth * this.size, sourceHeight);
    },
    //单个障碍物的移动
    update:function(deltaTime, speed) {
        //如果障碍物还没有移出屏幕外
        if (!this.remove) {
            //如果有速度修正则修正速度
            if (this.typeConfig.speedOffset) {
                speed += this.speedOffset;
            }
            //更新x坐标
            this.xPos -= Math.floor((speed * FPS / 1000) * deltaTime);

            // Update frame
            if (this.typeConfig.numFrames) {
                this.timer += deltaTime;
                if (this.timer >= this.typeConfig.frameRate) {
                    //在两个动画帧之间来回切换以达到动画效果
                    this.currentFrame =
                        this.currentFrame == this.typeConfig.numFrames - 1 ?
                            0 : this.currentFrame + 1;
                    this.timer = 0;
                }
            }
            this.draw();

            if (!this.isVisible()) {
                this.remove = true;
            }
        }
    },
    //管理多个障碍物移动
    updateObstacles: function(deltaTime, currentSpeed) {
        //保存一个障碍物列表的副本
        var updatedObstacles = Obstacle.obstacles.slice(0);

        for (var i = 0; i < Obstacle.obstacles.length; i++) {
            var obstacle = Obstacle.obstacles[i];
            obstacle.update(deltaTime, currentSpeed);

            //移除被标记为删除的障碍物
            if (obstacle.remove) {
                updatedObstacles.shift();
            }
        }
        Obstacle.obstacles = updatedObstacles;

        if(Obstacle.obstacles.length > 0) {
            //获取障碍物列表中的最后一个障碍物
            var lastObstacle = Obstacle.obstacles[Obstacle.obstacles.length - 1];

            //若满足条件则添加障碍物
            if (lastObstacle &&
                lastObstacle.isVisible() &&
                (lastObstacle.xPos + lastObstacle.width + lastObstacle.gap) <
                this.dimensions.WIDTH) {
                this.addNewObstacle(currentSpeed);
            }
        } else {//若障碍物列表中没有障碍物则立即添加
            this.addNewObstacle(currentSpeed);
        }
    },
    //随机添加障碍
    addNewObstacle:function (currentSpeed) {
        //随机选取一种类型的障碍
        var obstacleTypeIndex = getRandomNum(0,Obstacle.types.length - 1);
        var obstacleType = Obstacle.types[obstacleTypeIndex];

        //检查随机取到的障碍物类型是否与前两个重复
        //或者检查其速度是否合法，这样可以保证游戏在低速时不出现翼龙
        //如果检查不通过，则重新再选一次直到通过为止
        if(this.duplicateObstacleCheck(obstacleType.type) || currentSpeed < obstacleType.minSpeed) {
            this.addNewObstacle(currentSpeed);
        } else {
            //检查通过后，获取其雪碧图中的坐标
            var obstacleSpritePos = this.spritePos[obstacleType.type];
            //生成新的障碍物并存入数组
            Obstacle.obstacles.push(new Obstacle(c,obstacleType,obstacleSpritePos,this.dimensions,
                this.gapCoefficient,currentSpeed,obstacleType.width));
            //同时将障碍物的类型存入history数组
            Obstacle.obstacleHistory.unshift(obstacleType.type);
        }

        //若history数组的长度大于1，则清空最前面的两个
        if (Obstacle.obstacleHistory.length > 1) {
            Obstacle.obstacleHistory.splice(Obstacle.MAX_OBSTACLE_DUPLICATION);
        }
    },
    //检查障碍物是否超过允许的最大重复数
    duplicateObstacleCheck:function(nextObstacleType) {
        var duplicateCount = 0;
        //与history数组中的障碍物类型比较，最大只允许重得两次
        for(var i = 0; i < Obstacle.obstacleHistory.length; i++) {
            duplicateCount = Obstacle.obstacleHistory[i] === nextObstacleType ? duplicateCount + 1 : 0;
        }
        return duplicateCount >= Obstacle.MAX_OBSTACLE_DUPLICATION;
    }
};

最后在此前的基础上添加一段测试代码：

window.onload = function () {
            var h = new HorizonLine(c,spriteDefinition.HORIZON);
            var cloud = new Cloud(c,spriteDefinition.CLOUD,DEFAULT_WIDTH);
            var night = new NightMode(c,spriteDefinition.MOON,DEFAULT_WIDTH);
            var obstacle = new Obstacle(c,Obstacle.types[0],spriteDefinition,{WIDTH:600},0.6,1);
            var startTime = 0;
            var deltaTime;
            var speed = 3;
            (function draw(time) {
                gameFrame++;
                if(speed < 13.5) {
                    speed += 0.01;
                }
                ctx.clearRect(0,0,600,150);
                time = time || 0;
                deltaTime = time - startTime;
                h.update(deltaTime,speed);
                cloud.updateClouds(0.2);
                night.invert(deltaTime);
                obstacle.updateObstacles(deltaTime,speed);
                startTime = time;
                window.requestAnimationFrame(draw,c);
            })();
        };

最终得到的效果：