（译）如何制作一个类似tiny wings的游戏：第二部分（完）
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原文链接地址：http://www.raywenderlich.com/3913/how-to-create-a-game-like-tiny-wings-part-2
教程截图：
这是本系列教程的最后一部分，主要是教大家如何制作一个类似Tiny Wings的游戏。
在预备教程中，我们学会了如何创建动态山丘纹理和背景纹理。
在第一部分教程中，我们学会了如何动态创建游戏里所需要的山丘。
在这篇教程中，也是本系列教程的最后一篇，我们将会学习到更加有意思的部分---如何往游戏里面添加主角，同时使用BOX2D来仿真主角的移动！
再说明一下，这个教程系列是基于Sergey Tikhonov所写的一个非常好的demo project制作的---所以我要特别感谢Sergey！
这个教程假设你对cocos2d和box2d已经很熟悉了。如果你对这两者还很陌生的话，建议你先阅读本博客上翻译的cocos2d教程和box2d教程。
Getting Started
接下来，我们将添加一些基本的box2d代码。我们将创建一个box2d world和一些代码来激活debug drawing，同时还会添加一些测试用shape，以此确保BOX2D环境被正确搭建起来！
首先，打开HelloWorldLayer.h，然后作如下修改：
#import"Box2D.h"
#define PTM_RATIO 32.0
// Add inside @interface
b2World * _world;
这里包含了box2d的头文件和debug draw的头文件，同时定义一个_world变量来追踪box2d的world与debug draw类。
同时，我们也声明了一个像素/米的转换率（PTM_RATIO）为32.回顾一下，这个变量主要作用是在box2d的单位（米）和cocos2d的单位（点）之间做转换。
然后，我们在HelloWorldLayer.mm中添加一下新的方法，添加位置在init方法上面：
b2Vec2 gravity = b2Vec2(0.0f, -7.0f);
bool doSleep =true;
_world =new b2World(gravity, doSleep);
}
- (void)createTestBodyAtPostition:(CGPoint)position {
b2BodyDef testBodyDef;
testBodyDef.type = b2_dynamicBody;
testBodyDef.position.Set(position.x/PTM_RATIO, position.y/PTM_RATIO);
b2Body * testBody = _world->CreateBody(&testBodyDef);
b2CircleShape testBodyShape;
b2FixtureDef testFixtureDef;
testBodyShape.m_radius =25.0/PTM_RATIO;
testFixtureDef.shape =&testBodyShape;
testFixtureDef.density =1.0;
testFixtureDef.friction =0.2;
testFixtureDef.restitution =0.5;
testBody->CreateFixture(&testFixtureDef);
}
如果你对box2d很熟悉的话，上面这个方法只是一个回顾。
setupWorld方法创建一个有重力的world--但是比标准的重力-9.8m/s^2要小一点点。
createTestBodyAtPostition创建一个测试对象---一个25个点大小的圆。我们将使用这个方法来创建一个测试对象，每一次你点击屏幕就会在那个地方产生一个圆，不过这只是测试用，之后会被删除掉。
你现在还没有完成HelloWorldLayer.mm--现在再作一些修改，如下所示：
[self setupWorld];
// Replace line to create Terrain in init with the following
_terrain = [[[Terrain alloc] initWithWorld:_world] autorelease];
// Add to the TOP of update
staticdouble UPDATE_INTERVAL =1.0f/60.0f;
staticdouble MAX_CYCLES_PER_FRAME =5;
staticdouble timeAccumulator =0;
timeAccumulator += dt;
if (timeAccumulator > (MAX_CYCLES_PER_FRAME * UPDATE_INTERVAL)) {
timeAccumulator = UPDATE_INTERVAL;
}
int32 velocityIterations =3;
int32 positionIterations =2;
while (timeAccumulator >= UPDATE_INTERVAL) {
timeAccumulator -= UPDATE_INTERVAL;
_world->Step(UPDATE_INTERVAL,
velocityIterations, positionIterations);
_world->ClearForces();
}
// Add to bottom of ccTouchesBegan
UITouch *anyTouch = [touches anyObject];
CGPoint touchLocation = [_terrain convertTouchToNodeSpace:anyTouch];
[self createTestBodyAtPostition:touchLocation];
第一段代码，我们调用setupWorld方法来创建一个box2d世界。然后使用box2d的world来初始化Terrain类。这样，我们就可以使用这个world来创建山丘的body了。为此，我们将会写一些桩代码（placeholder)。
第二段代码，我们调用_world->Step方法来运行物理仿真。注意，这里使用的是固定时间步长的实现方式，它比变长时间步长的方式物理仿真效果要更好。对于具体这个是怎么工作的，可以去看看我们的cocos2d书籍中关于box2d的那一章节内容。
最后一段代码是添加到ccTouchesBegan里面，不管什么时候你点击屏幕，就会创建一个box2d的body。再说一下，这样做只是为了测试box2d环境可以run起来了。
注意，我们这里得到的touch坐标是在地形的坐标之内。这是因为，地形将会滚动，而我们想知道地形的位置，而不是屏幕的位置。
接下来，让我们修改一下Terrain.h/m。首先，修改Terrain.h，如下所示：
#import"Box2D.h"
#import"GLES-Render.h"
// Add inside @interface
b2World *_world;
b2Body *_body;
GLESDebugDraw * _debugDraw;
// Add after @interface
- (id)initWithWorld:(b2World *)world;
这里只是包含box2d头文件，然后创建一些实例变量来追踪box2d的world,以及山丘的body,还有支持debug drawing的对象。同时，我们还定义了初始化方法，它接收box2d的world作为参数。
然后在Terrain.m中添加一个新的方法，位置在generateHills上面：
if(_body) return;
CGPoint p0 = _hillKeyPoints[0];
CGPoint p1 = _hillKeyPoints[kMaxHillKeyPoints-1];
b2BodyDef bd;
bd.position.Set(0, 0);
_body = _world->CreateBody(&bd);
b2PolygonShape shape;
b2Vec2 ep1 = b2Vec2(p0.x/PTM_RATIO, 0);
b2Vec2 ep2 = b2Vec2(p1.x/PTM_RATIO, 0);
shape.SetAsEdge(ep1, ep2);
_body->CreateFixture(&shape, 0);
}
这里仅仅是一个辅助方法，用来创建山丘的的底部body，代表“地面”。这里只是暂时用这个方法，用来防止随机生成的圆会掉到屏幕之外去。之后，在我们建模好山丘后，我们会再次修改。
目前，我们只是把第一个关键点和最后一个关键点用一条边连接起来。
接下来，在Terrain.m中添加一些代码来调用上面的代码，同时建立起debug drawing：
[self resetBox2DBody];
// Add new method above init
- (void)setupDebugDraw {
_debugDraw =new GLESDebugDraw(PTM_RATIO*[[CCDirector sharedDirector] contentScaleFactor]);
_world->SetDebugDraw(_debugDraw);
_debugDraw->SetFlags(b2DebugDraw::e_shapeBit | b2DebugDraw::e_jointBit);
}
// Replace init with the following
- (id)initWithWorld:(b2World *)world {
if ((self = [super init])) {
_world = world;
[self setupDebugDraw];
[self generateHills];
[self resetHillVertices];
}
return self;
}
// Add at bottom of draw
glDisable(GL_TEXTURE_2D);
glDisableClientState(GL_COLOR_ARRAY);
glDisableClientState(GL_TEXTURE_COORD_ARRAY);
_world->DrawDebugData();
glEnable(GL_TEXTURE_2D);
glEnableClientState(GL_COLOR_ARRAY);
glEnableClientState(GL_TEXTURE_COORD_ARRAY);
每一次山丘顶点被重置的时候，我们调用resetBox2DBody来创建可见部分山丘的body。目前，这个body是不变的（它只是添加了一条线，当作地面）。但是，接下来，我们将修改这个来建模可见部分的山丘。
setupDebugDraw方法设置了激活box2d 对象debug drawing所需要的一些配置。如果你熟悉box2d的话，那么这个就是回顾啦。
然后，你可能会奇怪，为什么debug draw的代码要放在Terrain.m文件中呢？而不是放在HelloWorldLayer.mm中呢？这是因为，这个游戏中的滚动效果是在Terrain.m中实现的。因此，为了使box2d的坐标系统和屏幕范围内可见部分的坐标系统匹配起来，我们就把debug drawing代码放在Terrain.m中了。
最后一步，如果你现在想要编译的话，可能会出现几百个错误。这是因为Terrain.m导入了Terrain.h文件，而Terrain.h文件又包含了HelloWorldLayer.h文件，而它又导入了Box2D.h头文件。而不管什么时候，只要你在.m文件中使用c++的话，那么就会产生一大堆的错误。
不过还好，解决办法非常简单---只要把Terrain.m改成Terrain.mm就可以了。
编译并运行，现在，你点击一下屏幕，你会看到许多圆形对象掉在屏幕里面拉！
在box2d里面为山丘定义body边界
现在，我们只拥有一个box2d的shape代表屏幕的底部边界，但是，我们真正想要的是代表山丘边界的shape。
幸运的是，因为我们拥有所有的线段了，所以添加边界会非常简单！
- 我们有一个山丘顶部所有顶点的数组(borderVertices). 在上一个教程的resetHillVertices方法中，我们生成了这样一个数组。
- 我们有一个方法，不管什么时候顶点为被改变了，它都会被调用，那就是resetBox2DBody.
因此，我们需要修改resetBox2DBody方法，我们要为borderVertices组织中的每一个实体创建一条边，具体方法如下：
if(_body) {
_world->DestroyBody(_body);
}
b2BodyDef bd;
bd.position.Set(0, 0);
_body = _world->CreateBody(&bd);
b2PolygonShape shape;
b2Vec2 p1, p2;
for (int i=0; i<_nBorderVertices-1; i++) {
p1 = b2Vec2(_borderVertices[i].x/PTM_RATIO,_borderVertices[i].y/PTM_RATIO);
p2 = b2Vec2(_borderVertices[i+1].x/PTM_RATIO,_borderVertices[i+1].y/PTM_RATIO);
shape.SetAsEdge(p1, p2);
_body->CreateFixture(&shape, 0);
}
}
这个新的实现首先看看是不是存在一个已有的box2d body，如果是的话，就销毁原来的body。
然后，它创建一个新的body，循环遍历border vertices数组里面的所有顶点，这些顶点代表山丘顶部。对于每2个顶点，都将创建一条边来连接它们。
很简单，对不对？编译并运行，现在，你可以看到一个带有斜坡的box2d body了，而且它沿着山丘的纹理边界。
添加海豹
我们之前把工程命名为Tiny Seal，可是并没有seal 啊！
接下来，让我们把海豹添加进去！
首先，下载并解压这个工程的资源文件，然后把"Sprite sheets“和"Sounds“直接拖到工程里去，对于每一个文件夹，都要确保“Copy items into destination group’s folder”被复选中，然后点击"Finish”。
然后，点击File\New\New File，选择iOS\Cocoa Touch\Objective-C class，再点Next。选择CCSprite作为基类，再点Next，然后把文件命名为Hero.mm（注意，.mm是因为我们将使用到box2d的东西），最后点击Finish.
接着，把Hero.h替换成下面的内容：
#import"Box2D.h"
#define PTM_RATIO 32.0
@interface Hero : CCSprite {
b2World *_world;
b2Body *_body;
BOOL _awake;
}
- (id)initWithWorld:(b2World *)world;
- (void)update;
@end
这个也非常简单---只是导入box2d.h头文件，然后定义一些变量来追踪world和海豹的body.
然后，打开Hero.mm，然后作如下修改：
@implementation Hero
- (void)createBody {
float radius =16.0f;
CGSize size = [[CCDirector sharedDirector] winSize];
int screenH = size.height;
CGPoint startPosition = ccp(0, screenH/2+radius);
b2BodyDef bd;
bd.type = b2_dynamicBody;
bd.linearDamping =0.1f;
bd.fixedRotation =true;
bd.position.Set(startPosition.x/PTM_RATIO, startPosition.y/PTM_RATIO);
_body = _world->CreateBody(&bd);
b2CircleShape shape;
shape.m_radius = radius/PTM_RATIO;
b2FixtureDef fd;
fd.shape =&shape;
fd.density =1.0f;
fd.restitution =0.0f;
fd.friction =0.2;
_body->CreateFixture(&fd);
}
- (id)initWithWorld:(b2World *)world {
if ((self = [super initWithSpriteFrameName:@"seal1.png"])) {
_world = world;
[self createBody];
}
return self;
}
- (void)update {
self.position = ccp(_body->GetPosition().x*PTM_RATIO, _body->GetPosition().y*PTM_RATIO);
b2Vec2 vel = _body->GetLinearVelocity();
b2Vec2 weightedVel = vel;
float angle = ccpToAngle(ccp(vel.x, vel.y));
if (_awake) {
self.rotation =-1* CC_RADIANS_TO_DEGREES(angle);
}
}
@end
createBody方法为海豹创建了一个圆形的shape。这个方法和之前写过的createTestBodyAtPosition方法几乎没有什么区别，除了圆的大小和海豹图片的大小要匹配（不过实际上要比图片大小小一些，这样子碰撞检测效果会更好）
同时，这里的摩擦系数（friction）设置为0.2（因为海豹是很滑的），同时反弹系数(restitution）设置为0（这样子，当海豹碰撞到山丘的时候就不会反弹起来了）。
同时，我们也设置body的线性阻尼（ linear damping），这样子海豹就会随着时间慢慢减速。同时，设置body的固定旋转为真，这样子，海豹在游戏里面就不会旋转body了。
在initWithWorld方法里面，我们把精灵初始化为一个特定的精灵帧（seal1.png），同时保存一份world的指针，然后调用上面的createBody方法。
这里的update方法基于box2d body的位置来更新海豹精灵的位置，同时基于海豹的body的速度来更新海豹精灵的旋转。
接下来，你需要修改一下Terrain.h和Terrain.mm，因为，我们将要在Terrain.mm中添加一个sprite batch node。
首先，打开Terrain.h，并作以下修改：
CCSpriteBatchNode * _batchNode;
// After @implementation
@property (retain) CCSpriteBatchNode * batchNode;
然后，打开Terrain.mm，并作如下修改：
@synthesize batchNode = _batchNode;
// Add at bottom of init
_batchNode = [CCSpriteBatchNode batchNodeWithFile:@"TinySeal.png"];
[self addChild:_batchNode];
[[CCSpriteFrameCache sharedSpriteFrameCache] addSpriteFramesWithFile:@"TinySeal.plist"];
这里只是为TinySeal.png精灵表单创建了一个batch node，然后从TinySeal.plist文件中加载了精灵帧的定义信息到sprite frame cache中。
差不多完成了！接下来，让我们修改HelloWorldLayer.h：
#import"Hero.h"
// Add inside @interface
Hero * _hero;
同时修改HelloWorldLayer.mm：
_hero = [[[Hero alloc] initWithWorld:_world] autorelease];
[_terrain.batchNode addChild:_hero];
// In update, comment out the three lines starting with PIXELS_PER_SECOND and add the following
[_hero update];
float offset = _hero.position.x;
编译并运行，你现在可以看到一只happy的海豹在屏幕左边了！
但是，看起来有起奇怪，它在屏幕之外！如果我们把它往右边挪一下，那样子看起来会更好。
当然，这个改起来很简单！打开Terrain.mm，然后把setOffsetX改成下面的样子：
CGSize winSize = [CCDirector sharedDirector].winSize;
_offsetX = newOffsetX;
self.position = CGPointMake(winSize.width/8-_offsetX*self.scale, 0);
[self resetHillVertices];
}
这里把海豹的位置旋转在屏幕的1/8处，这样子海豹看起来就会往右边一点点了。编译并运行，现在可以看到海豹的全貌啦！
使海豹移动
我们离一个完整的游戏越来越近了---我们有一只海豹，我们只需要让它飞起来就可以啦！
我们采取的策略如下：
- 第一次点击屏幕的时候，我们让海豹稍微往右边跳起来一点点，代表开始了！
- 不管什么时候点击屏幕，我们应用一个冲力使海豹往下落。当海豹下山时，会使它的速度变得更快，这样到下一个山头的时候就可以飞起来了。
- 添加一些代码让海豹移动的距离稍微远一点，我们可不想让我们的海豹卡住！
让我们来实现这些策略吧！打开Hero.h，作如下修改：
@property (readonly) BOOL awake;
- (void)wake;
- (void)dive;
- (void)limitVelocity;
然后对Hero.mm作如下修改：
@synthesize awake = _awake;
// Add new methods
- (void) wake {
_awake = YES;
_body->SetActive(true);
_body->ApplyLinearImpulse(b2Vec2(1,2), _body->GetPosition());
}
- (void) dive {
_body->ApplyForce(b2Vec2(5,-50),_body->GetPosition());
}
- (void) limitVelocity {
if (!_awake) return;
constfloat minVelocityX =5;
constfloat minVelocityY =-40;
b2Vec2 vel = _body->GetLinearVelocity();
if (vel.x < minVelocityX) {
vel.x = minVelocityX;
}
if (vel.y < minVelocityY) {
vel.y = minVelocityY;
}
_body->SetLinearVelocity(vel);
}
这个wake方法应用一个冲力（impulse)使得海豹刚开始往右上方飞。
dive方法应用一个比较大的向下的冲力，和一个比较小的向右的力。这个向下的冲力会使得海豹往山丘上撞，这时，山丘的斜坡越大，那么小鸟就飞得越高。（应该是上山的时候，下山相反)
limitVelocity方法确保海豹速度至少在 x轴方向5m/s²，Y轴方向-40m/s²。
基本上要完成了---只需要再修改一下HelloWorldLayer类。首先打开HelloWorldLayer.h，然后添加一个新的实例变量：
同时修改HelloWorldLayer.mm：
if (_tapDown) {
if (!_hero.awake) {
[_hero wake];
_tapDown = NO;
} else {
[_hero dive];
}
}
[_hero limitVelocity];
// Replace ccTouchesBegan with the following
- (void)ccTouchesBegan:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event {
[self genBackground];
_tapDown = YES;
}
// Add new methods
-(void)ccTouchesEnded:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event {
_tapDown = NO;
}
- (void)ccTouchesCancelled:(NSSet *)touches withEvent:(UIEvent *)event {
_tapDown = NO;
}
编译并运行，现在你有一只可以飞的海豹啦！
修正海豹身体的摇晃
你可能注意到了，当海豹往下飞的时候，身体摇摇晃晃的。
一种方式就是，使用之前的线性速度和现在得到的速度作加权平均。
让我们来实现一下。先打开Hero.h：
#define NUM_PREV_VELS 5
// Add inside @interface
b2Vec2 _prevVels[NUM_PREV_VELS];
int _nextVel;
然后修改Hero.mm的update方法：
self.position = ccp(_body->GetPosition().x*PTM_RATIO, _body->GetPosition().y*PTM_RATIO);
b2Vec2 vel = _body->GetLinearVelocity();
b2Vec2 weightedVel = vel;
for(int i =0; i < NUM_PREV_VELS; ++i) {
weightedVel += _prevVels[i];
}
weightedVel = b2Vec2(weightedVel.x/NUM_PREV_VELS, weightedVel.y/NUM_PREV_VELS);
_prevVels[_nextVel++] = vel;
if (_nextVel >= NUM_PREV_VELS) _nextVel =0;
float angle = ccpToAngle(ccp(weightedVel.x, weightedVel.y));
if (_awake) {
self.rotation =-1* CC_RADIANS_TO_DEGREES(angle);
}
}
这里使用之前的5个线性速度作加权平均，然后使用平均值来修正海豹的旋转。编译并运行，现在你可以看到更加平滑的海豹啦！
缩小
Tiny Wings有一个很酷的特性就是，你飞得越高，那么屏幕就会越小。这使得视觉感观更加逼真！
为了实现这个，我们只需要在HelloWorldLayer.mm的update方法里面的[_hero update]调用之后，再添加下面代码就行了：
float scale = (winSize.height*3/4) / _hero.position.y;
if (scale >1) scale =1;
_terrain.scale = scale;
如果hero在winSize.height*3/4以下，那么scale就为1.如果它大于winSize.height*3/4，那么scale就会小于1，就会有缩小的感觉了。
编译并运行，现在看看你能飞多高吧！
免费的动画和音乐
你懂的，我不能让你们这些粉丝没有一些免费的动画和音乐可玩。：）
只需要花上几秒钟的时间就可以使游戏变得更有趣！首先，打开Hero.h，并作如下修改：
CCAnimation *_normalAnim;
CCAnimate *_normalAnimate;
// Add after @interface
- (void)nodive;
- (void)runForceAnimation;
- (void)runNormalAnimation;
这里声明我们即将创建的动画，还有一个新方法将在海豹没有diving的时候被调用。
接下来，修改Hero.mm：
- (void)runNormalAnimation {
if (_normalAnimate ||!_awake) return;
_normalAnimate = [CCRepeatForever actionWithAction:[CCAnimate actionWithAnimation:_normalAnim]];
[self runAction:_normalAnimate];
}
- (void)runForceAnimation {
[_normalAnimate stop];
_normalAnimate = nil;
[self setDisplayFrame:[[CCSpriteFrameCache sharedSpriteFrameCache] spriteFrameByName:@"seal_downhill.png"]];
}
- (void)nodive {
[self runNormalAnimation];
}
// Add at bottom of initWithWorld:
_normalAnim = [[CCAnimation alloc] init];
[_normalAnim addFrame:[[CCSpriteFrameCache sharedSpriteFrameCache] spriteFrameByName:@"seal1.png"]];
[_normalAnim addFrame:[[CCSpriteFrameCache sharedSpriteFrameCache] spriteFrameByName:@"seal2.png"]];
_normalAnim.delay =0.1;
这里为海豹的正常飞行创建了动画效果，同时添加一个方法来播放这个动画。diving动画实际上只是一个精灵帧，因此我们添加了一个辅助方法来完成divng动画的播放。
最后，我们修改一下HelloWorldLayer.mm：
#import"SimpleAudioEngine.h"
// At end of init
[[SimpleAudioEngine sharedEngine] playBackgroundMusic:@"TinySeal.caf" loop:YES];
// At start of update, add an else case for the if (_tapDown):
else {
[_hero nodive];
}
// Inside ccTouchesBegan
[_hero runForceAnimation];
// Inside ccTouchesEnded AND ccTouchesCancelled
[_hero runNormalAnimation];
最后，打开Terrian.mm，注释掉draw方法里面的_world->DrawDebugData。
编译并运行代码，大功造成了！
何去何从?
这里有本系列教程的全部源代码。
到目前为止，你有一个基本的游戏框架可以玩了。为什么不尝试着完善这个游戏呢？把海豹移动的行为修改得更加逼真、更加平滑一些？或者，你可以添加一些物品和道具，充分发挥你的想象力吧！
如果你扩展了本项目，不妨拿出来分享一下，大家一起学习一下吧！
PS：译者水平有限，翻译不准的地方望不吝指出，谢谢！
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