【Silverlight】Farseer 引擎做的游戏
这是用 Farseer 物理引擎制作的一个小游戏。玩法特别简单：用鼠标控制白球的位置，尽量不要让白球碰到黑球。距离中心越远，得分越少。
这是我这几天闲来无事，学习了 Farseer 这个玩意。本人也是第一次接触物理引擎，只用了引擎的极少功能。把学习和制作的经验写下，仅供参考。 【没有讲到的细节，请参考源码。】
对于从未了解过物理引擎的人来说，必须要明确物理引擎这个概念。物理引擎是一个对物体的数学模型进行模拟计算的引擎，其内部使用的都是数据模型，而不是你所看见的实际界面。
Farseer 物理引擎的官方文档：http://farseerphysics.codeplex.com/documentation
Farseer 的一个例子：http://www.cnblogs.com/Aimeast/archive/2011/03/14/1984268.html
要模拟一个移动的物体，需要有四样东西：The world, a body, a shape and a fixture。使用 Farseer 物理引擎开发一个游戏，你需要做的事情是：利用物理引擎建立你需要模拟物体的数据模型，并且利用循环机制驱动引擎运行；然后再把整个模型与输入输出系统关联起来。
首先我们建立一个循环机制。使用 Silverlight 提供的 Storyboard 进行建立循环。
Storyboard _gameLoop = new Storyboard();
_gameLoop.Completed += new EventHandler(GameLoop);
_gameLoop.Begin();
private void GameLoop(object sender, EventArgs e)
{
//ToDo
_gameLoop.Begin();
}
没有加任何控制的游戏循环会导致 CPU 资源耗尽。所以我们还需要加上时间控制参数，给 StoryBoard.Duration 属性设置一个等待时间。
然后建立物体运动区域边界和运动物体的模型。由于 Farseer 引擎不支持直接建立内空的模型，所以圆形边界是用若干线段拼接而成。
List<Vertices> borders = new List<Vertices>(GameSettings.NumberOfEdges);
float stepSize = (float)(2.0 * Math.PI / GameSettings.NumberOfEdges);
for (int i = 0; i < GameSettings.NumberOfEdges; i++)
{
Vertices v = PolygonTools.CreateLine(
new Vector2(_gameRadius * (float)Math.Cos(i * stepSize), _gameRadius * (float)Math.Sin(i * stepSize)),
new Vector2(_gameRadius * (float)Math.Cos((i + 1) * stepSize), _gameRadius * (float)Math.Sin((i + 1) * stepSize))
);
v.Translate(_gameCenter);
borders.Add(v);
}
_border = BodyFactory.CreateCompoundPolygon(_world, borders, 1);
建立球的模型（Ball 类见下）
_balls = new List<Ball>();
Ball ball = new Ball(_gameCanvas, _world, Colors.White, false);
ball.Body.Position = _gameCenter;
ball.Body.OnCollision += new OnCollisionEventHandler(Ball_OnCollision);
_balls.Add(ball);
for (int i = 0; i < GameSettings.InitializeBallCount; i++)
{
ball = new Ball(_gameCanvas, _world, Colors.Black, true);
ball.Body.LinearVelocity = new Vector2(Tools.NextRangeFloat(GameSettings.BallInitializeVelocity),
Tools.NextRangeFloat(GameSettings.BallInitializeVelocity));
ball.Body.Position = _gameCenter;
_balls.Add(ball);
}
建立球的显示界面。用一个 Ball.cs 去驱动。
using System.Windows;
using System.Windows.Controls;
using System.Windows.Media;
using System.Windows.Shapes;
using FarseerPhysics.Dynamics;
using FarseerPhysics.Factories;
namespace SpeedGame
{
public class Ball
{
private FrameworkElement element = null;
public Body Body { get; private set; }
public Ball(Canvas canvas, World world, Color color, bool isDynamic)
{
Body = BodyFactory.CreateCircle(world, GameSettings.BallRadius, 1);
if (isDynamic)
{
Body.BodyType = BodyType.Dynamic;
Body.Friction = 0f;
Body.Mass = 0f;
/*
* 0 = fully absorb the collision : dont bounce at all : inelastic collision
* 1 = perfect reflection : fully bounce back : elastic collision
*/
Body.Restitution = 1.0f;
Body.SleepingAllowed = false;
}
element = new Ellipse
{
Width = ConvertUnits.ToDisplayUnits(GameSettings.BallRadius * 2),
Height = ConvertUnits.ToDisplayUnits(GameSettings.BallRadius * 2),
Fill = new SolidColorBrush(color)
};
//Add objects to Game content so it renders
canvas.Children.Add(element);
}
public void Update()
{
//Move to correct location
TranslateTransform TT = new TranslateTransform();
TT.X = ConvertUnits.ToDisplayUnits(Body.Position.X) - element.ActualWidth / 2;
TT.Y = ConvertUnits.ToDisplayUnits(Body.Position.Y) - element.ActualHeight / 2;
TransformGroup transformGroup = new TransformGroup();
transformGroup.Children.Add(TT);
element.RenderTransform = transformGroup;
}
}
}
另外还需要建立输入信息处理模块、计分模块等等。这里不贴代码了，自己到 源码 Input 文件夹下查看。
再说说建立过程中遇到的一些问题。
- 模拟环境和显示环境使用的长度单位不一致，需要对两者的单位进行转换。我这里使用的是 ConvertUnits 类进行转换的。
- Farseer 引擎默认设置物体运行速度是不能超过 64 的。可以在源码的 Settings.MaxTranslation 设置此参数。
- Farseer 引擎具有自动适应功能。长时间没有操作的时候可能会进入“休眠”状态。
- 默认物体碰撞是非弹性碰撞。可以通过设置 x.Body.Restitution 来决定是弹性碰撞(1)还是非弹性碰撞(0)，或者介于两者之间。
这样说着建立一个游戏是挺简单的，但凡自己动手做起来，还是有一定的难度，并且有许多细节性问题需要考虑。有兴趣的朋友们赶快动手吧，利用物理引擎做一个属于你自己的游戏！
PS：此游戏只是纯属无聊才做出来的，有许多游戏细节都未考虑到。比如说计分策略就非常不够完善，有许多漏洞可以钻。还请朋友们能够多给意见和建议。本地运行测试请选择用 Debug 配置环境。
另：有没有研究过 Farseer 官方 Farseer Physics Engine 3.3.1 SimpleSamples Silverlight 的朋友，这个例子中是怎么自动的把 Body 转换成界面上 Element 的？
