游戏程序设计教学案例
游戏程序设计教学案例
游戏编写是游戏程序设计教程中很重要的内容。本文介绍了一个完整的2D游戏—坦克大战的开发过程，对游戏素材编辑、地图编辑和游戏主程序的设计做作了完整介绍和代码实现，使学生能完全掌握并应用到实际其它游戏的开发过程中。
关键词：计算机游戏；程序设计；地图；游戏引擎
1游戏程序设计教程中的关键一环
计算机游戏程序设计，在许多的大学本科的教学中，并未正式纳入教学内容。由于市场对游戏设计人员的需求较大，薪水又高，出现了专业的游戏程序设计培训班。但收费偏高。我院根据这种状况，在学生创新实验室和第二课堂培训班，开设了游戏程序设计项目。
其中最重要的一环就是完成一个完整的游戏开发设计。我们精心挑选项目，选择了既有一定代表性、又有娱乐性、也带有一些人工智能的中小游戏——坦克大战。也使学生感受到了面向对象编程的强大功能，所学知识得到了真正的应用。
2相关知识学习
编写游戏程序，技术上需要具备两个条件。首先需要一个多媒体驱动开发包，如微软的DirectX；图像、动画、声音的快速、实时响应，是游戏逼真的前提条件。我们选择了日本的Hiroyuki Hori编写的免费开发包DelphiX，它较好的封装了微软的DirectX。里面有些错误，我们已经更正。其次，需要一个游戏引擎。游戏角的碰撞是技术上较难的，对角的生死管理也很重要。好的游戏引擎必须能快速高效的解决这些问题。DelphiX包中有一个简单的游戏引擎，我们稍加改造，足够我们编写简单的二维游戏程序。对这些知识加以介绍后，就可以进入正式的开发设计阶段。
3坦克大战游戏功能简介
(1) 关卡地图为三层地图，比较形象，可设计多样的地图式样。有专门的地图编辑器。
(2) 游戏有低、中、高三级。难度随时可调。
每关20辆基本敌方坦克。每过一关，敌方增加1(低)、全国三本排名2(中)或3(高)辆坦克。难度加大时，敌我双方的坦克速度、炮弹威力、炮弹速度、坦克生命力都有所增加。
(3) 每关地图有一个敌方Boss,它能爬山涉水，并自动朝我方推进，炮弹也朝我方射击。
(4) 宝物有16种，持续时间约15秒。如没有被敌我坦克拣到，自动爆炸消失：
散弹1：一次只能发一发炮弹；
散弹3：一次能发三发炮弹；
散弹5：一次能发射5颗炮弹；
增加子弹速度：一次加50；
减少子弹速度：一次减50；
增加炮弹威力：一次加50；
炮弹的半径大小有8、16养花技巧、24三种。炮弹半径越大，越容易打中物体或坦克；
增加坦克生命力：一次加100；
坦克隐形宝物：坦克不可见，炮弹无法打中它；
坦克无敌模式：带防护罩，炮弹打中不“掉血”；只有20秒保护期；
定时器：对方坦克不能动弹和发射；
爬山涉水：坦克能过河上山。该特性只在本关有效；
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呼唤飞机帮助：拣宝方大批飞机出现，并且狂轰烂炸，对方难逃厄运；
牛档脑黄金：只对敌方有效。被我方炮弹打中后，自动掉头向我方移动并射击。
每关的第十分钟，大批敌方帮助飞机呼啸而来，请你在此之前消灭敌人，否则大难临头。逃过此劫，坚持到第15分钟，我方飞机呼啸而来......
(5) 每过一关，我方生命力增加200。
(6) 关卡地图文件名为Map???.map,最多999关。地图文件名编号为001～999，中途不能断号，否则，会从头开始玩起。
(7) 操作：
F1:帮助；F11音乐；F12：炮声；F3：暂停/继续；鼠标右键：游戏难度选择。
玩家一： 玩家二：暂无
空格：开炮, ←↑↓→移动方向
4素材库程序编写
在2D平面游戏中，地图画面由小块图片拼写出来。游戏角也一样，动画效果只不过是不断改变图形罢了。所以第一个任务就是要建立地图素材库。对每种地形设置它的图片、生命力、是否阻碍坦克或炮弹通过等。图1是图库编辑器的一个运行界面。
为方便管理，我们分类建立地形，如云层、土地、房屋、树林等等。每类含有多个不同形状的地藐对象TTiles范伟喜剧电影；如“水域”类，可以包含中国文化传统“海洋”、“湖泊”等。而每个地藐可以由数量不等的小图片组合而成。最小的小图片单元就是TTile对象(以后简称贴图)。这两个对象我们用Object Pascal语言(Delphi)实现。 素材管理程序代码2900多行(自编源代码)。
图库(素材库)编辑器是游戏程序开发的第一步，许多商业游戏并不提供图库编辑器。使玩
家感到有所失望。提供图库编辑器无疑增加了游戏的吸引力，因为玩家可以重新设计整个游戏，也许坦克大战变成了潜艇大战。
5游戏地图编辑程序编写
一些商业游戏提供了地图编辑器，如“星际争霸”、“英雄无敌”等。图2是教程中设计的三层地图编辑器运行界面。
地图设计是决定游戏可玩性的重要因素之一。当今2D游戏，普遍采用多层地图，这样可以产生比较逼真的画面。游戏程序显示画面时，首先显示最低层的图层，再依次显示高层画面；这样就有立体感了。
地图由层(TLayer)组成，每层地图又由许多基本的单元格(TCell)组成，单元格的图像来源于素材库。首先要完成这两个基本对象的编写。最后编写地图编辑程序，它实现地图数据的载入、显示、修改、保存等基本功能。总代码约3400多行。
6游戏主程序编写
准备工作一切就序！开始编写游戏主程序。设计的思路是：先把游戏关卡对应地图装入画面，再按游戏规则产生敌我双方坦克。敌方坦克随机移动和发射炮弹，除非它吃了“脑黄金”。我方坦克受玩家控制运动方向和发射炮弹。运动速度和发射炮弹的数量受游戏参数限制。当我方坦克全部死亡，游戏结束。敌方每隔一定时间产生新坦克，直到规定的坦克数量。敌方坦克全部被消灭后，游戏结束，进入下一关。
学生难以理解的是，这么许多的游戏角(也称“精灵”)，程序如何管理它们，而这些精灵在
不断的产生、不断地碰撞、不断地消亡。所以，必须有一个统一的管理机制。必须建立一个最基本的“精灵”类TSprite。该对象是系统中的一个核心类。看它的定义：
TSpriteEngine = class; //==预先声明“精灵引擎”类
TSprite = class
private
FEngine: TSpriteEngine;    //==被“精灵引擎”管理
FParent: TSprite;        //==用来判断其父类(产生者：如坦克死                    亡，对应子弹也消失)

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