Android游戏开发：游戏框架的搭建(4)
6.游戏框架
所有的基础工作做完后，我们最后来探讨一下游戏框架本身。我们看下为了运行我们的游戏，还需要什么样的工作要做：
- 游戏被分为不同的屏幕(screen)，每个屏幕执行着相同的任务：判断用户输入，根据输入渲染屏幕。一些节目或许不需要任何用户输入，但会过段时间后切换到下一屏幕.(如Splash界面)
- 屏幕需要以某种方法被管理（如我们需要跟踪当前的屏幕并且能随时切换的下一屏幕）
- 游戏需要允许屏幕访问不同的模块（比如图像模块、音频模块、输入模块等），这样屏幕才能加载资源，获取用户输入，播放声音，渲染缓冲区等。因为我们的游戏是实时游戏，我们需要当前的屏幕快速的更新。我们因此需要一个主循环来实现。主循环在游戏退出时结束。每次循环迭代成为一帧，每秒帧的次数我们成为帧速(FPS).
- 游戏需要追踪窗口的状态(如是否暂停游戏或者恢复等)，并通知产生相应的处理事件。
- 游戏框架需要处理窗口的建立、UI组件的创建等
下面看下一些代码：
createWindowAndUIComponent();
Input input = new Input();
Graphics graphics = new Graphics();
Audio audio = new Audio();
Screen currentScreen = new MainMenu();
Float lastFrameTime = currentTime();
while( !userQuit() ) {
float deltaTime = currentTime() – lastFrameTime;
lastFrameTime = currentTime();
currentScreen.updateState(input, deltaTime);
currentScreen.present(graphics, audio, deltaTime);
}
cleanupResources();
代码首先创建了游戏的窗口和UI组件(createWindowAndUIComponent()方法)，接着我们实例化了基本的组件，这些能保证游戏基本功能的实现。我们又实例化了我们的起始屏幕，并把它作为当前的屏幕。然后记下当前的时间。
接着我们进入了主循环，当用户想退出时我们可以结束主循环。在主循环里面，计算上一帧和当前帧的时间差，用来计算FPS。最后，我们更新了当前屏幕的状态并呈现给用户。updateState方法依赖时间差和输入状态，present方法包括渲染屏幕的状态到framebuffer，播放音频等。present方法也需要知道上次调用到现在的时间差。
当主循环结束后，我们就需要清理和释放各种资源了。
这就是游戏工作的流程：处理用户的输入、更新状态、并呈现给用户。
游戏和显示接口
下面是游戏运行时需要的接口：
- 建立窗口进和UI，并建立相应的事件机制
- 开启游戏的主循环
- 跟踪当前的屏幕显示，在每次主循环中让其更新
- 把UI线程中的事件转移到主线程中，并把这些事件传递给当前显示界面，以便同步变化。
- 确保能访问所有的游戏基本模块，如Input, FileIO,Graphics, 和 Audio.
下面是游戏接口的代码：
package com.badlogic.androidgames.framework;
public interface Game {
public Input getInput();
public FileIO getFileIO();
public Graphics getGraphics();
public Audio getAudio();
public void setScreen(Screen screen);
public Screen getCurrentScreen();
public Screen getStartScreen();
}
如上述所示，代码中有一些getter方法，用来返回模块的实例。
The Game.getCurrentScreen()方法返回当前激活的屏幕，之后我们会用一个抽象的类AndroidGame来实现这个接口，这个方法会实现除了Game.getStartScreen()之外所有的方法。实际游戏中如果我们创建AndroidGame的实例，我们需要继承AndroidGame并且重载Game.getStartScreen()方法，返回初次显示屏幕的一个实例。
为了让大家了解到通过上述方法构建一个游戏是如何简单，下面是一个例子(假定我们已经实现了AndroidGame类)：
public class MyAwesomeGame extends AndroidGame {
public Screen getStartScreen () {
return new MySuperAwesomeStartScreen(this);
}
}
很简单是吧？所有我们要做的就是执行我们游戏显示的起始屏幕。我们继承的AndroidGame类来做其他工作。从这点来看，AndroidGame 类会要求MySuperAwesomeStartScreen在主循环中更新和重新渲染自己。注意我们把MyAwesomeGame的实例传递给了MySuperAwesomeStartScreen。
下面是抽象类Screen，之所是抽象类而不是接口，是因为我们可以提前在里面写一些子类都用到的方法，减轻子类的实现。代码如下：
//The Screen Class
package com.badlogic.androidgames.framework;
public abstract class Screen {
protected final Game game;
public Screen(Game game) {
this.game = game;
}
public abstract void update(float deltaTime);
public abstract void present(float deltaTime);
public abstract void pause();
public abstract void resume();
public abstract void dispose();
}
构造函数接收Game实例，并把它存到一个所有子类可以访问的final变量中。通过这种机制我们可以完成达成两件事情：
我们可以通过Game类的实例播放音频、绘制平面、获取用户输入和读写文件。
在合适时候我们可以通过调用Game.setScreen()设置一个新的当前平面显示。
方法 Screen.update() 和 Screen.present():它们会更新平面并同步地显示。Game实例会在主循环中调用它们。
方法 Screen.pause() 和 Screen.resume()在游戏暂停和恢复时被调用，同样这两个方法也是被Game的实例调用的，并通知给当前的平面显示。
方法Screen.dispose()，当Game.setScreen()方法被调用时，Screen.dispose()被Game的实例调用。通过这个方法Game的实例会销毁当前的显示屏幕，同时让其释放所有相关的系统资源，以便为新的屏幕窗口提供最大的内存。Screen.dispose()也是内容持久化的最后一个方法。
PS： 欢迎关注公众号"Devin说"，会不定期更新Java相关技术知识。
