HTML5 2D平台游戏开发#6地图绘制

　　此前已经完成了一部分角色的动作，现在还缺少可以交互的地图让游戏看起来能玩。不过在开始之前应当考虑清楚使用什么类型的地图，就2D平台游戏来说，一般有两种类型的地图，Tile-based和Art-based，即基于瓦片风格和美术风格两种。Tile-based的典型代表是《Super Mario》(超级马里奥)，Art-based记不太清楚了，能够回想起来的是去年出的一款叫做《Owlboy》(猫头鹰男孩)的游戏。


Super Mario	Owlboy

由于Art-based的实现需要一款较为专业的可视化游戏开发工具，因此我选择较为传统的Tile-based。

瓦片尺寸的选择

　　通常可选的瓦片尺寸有16X16、32X32、64X64、128X128等，都是2的N次方。原因之一当然是比较好计算，另外一个原因是计算机对2的倍数计算速度有比较明显的优化。这里采用32X32的尺寸。

游戏中暂时用到的瓦片集合

将瓦片集合制作成地图

　　Tiled Map Editor是一款非常强大的地图编辑软件，体积不大而且还是开源的，是地图编辑的首选。

编辑中的地图

可以添加多个图层来表现游戏地图的层次，这里使用两个图层，背景层和地面层。经过考虑，我暂时不打算使用对象层，故而上面的勾去掉了。虽然添加这个层可以很方便地得到碰撞数据，但需要对每个碰撞的部分建立包围盒，当地图很大并且很多的时候就十分耗费时间去添加和维护，后期会在添加角色出生点或者寻路时才使用它。

导出地图数据

　　将地图数据导出为JSON格式，得到类似下面的数据：

layers:[
    [3, 3, 3, 8, 9, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3...],//背景层
    [-1, -1, -1, -1, -1, -1,-1, -1, 10...]//地面层
]

其中的数字代表瓦片在瓦片集合中的索引，不过需要注意索引是从1开始的，而一般我们计算时都喜欢从0开始，可以在代码中将其减去1或者用数组的map方法处理一下并覆盖原始数据。同时建立一个列表来标注瓦片的类型：

MAPCONFIG.FIELDTYPE = {
    'solid': [0, 1, 2, 13, 14, 15, 26, 27, 28, 30, 31, 32, 33, 34, 35],
    'null': [3, 5, 6, 7, 8, 9, 11, 12, 16, 17, 18, 19, 22, 23]
};

根据瓦片的数字来判断它是否需要建立碰撞包围盒，这样就省去了上述建立对象层的步骤。

在画布上绘制地图

　　上面已经得到了地图数据，可以开始进行地图的绘制了。新建一个地图管理函数MapManager()：

class MapManager {
    constructor(level, ctx, assets) {
        this.spriteSheet = assets.image;
        //416,96 所采用图片资源的宽高
        this.dimensions = {w: assets.w, h: assets.h};
        this.level = level;
        this.layerLength = this.level.layers.length;

        this.ctx = ctx;
    }

    //prototype ...
}

接下来需要一个获取瓦片代表数字的方法getTile()，这个方法返回像3,5,-1这样的数字，即瓦片在图片上的索引。

//layerIndex 图层索引
//col 瓦片所在列的编号
//row 瓦片所在行的编号
getTile(layerIndex, col, row) {
    //this.level.cols为整个地图的列数
    return this.level.layers[layerIndex][row * this.level.cols + col];
}

_drawLayer()方法绘制一个层：

let startCol = 0,//起始列
endCol = 40,//结束列
startRow = 0,//开始行
endRow = 20,//结束行
tileSize = MAPCONFIG.TILESIZE;//32

for (let r = startRow; r < endRow; r++) {
    for (let c = startCol; c < endCol; c++) {
        let tile = this.getTile(layerIndex, c, r),
        x = (c - startCol) * tileSize, //瓦片的x坐标
        y = (r - startRow) * tileSize; //瓦片的y坐标
        if (tile !== -1) {//-1代表空瓦片不绘制
            this.ctx.drawImage(
　　　　　　　　this.spriteSheet, 
　　　　　　　　tile * tileSize % this.dimensions.w, //瓦片精灵图上的x坐标
            　Math.floor(tile * tileSize / this.dimensions.w) * tileSize, //瓦片精灵图上的y坐标
　　　　　　　　tileSize, tileSize, 
　　　　　　　　Math.round(x), Math.round(y), 
　　　　　　　　tileSize, tileSize
　　　　　　　);
        }
    }
}

_drawMap()方法绘制多个层：

_drawMap() {
　　this.level.layers.forEach((layer, index) => this._drawLayer(index));
}

最后使用render()方法进行绘制：

render() {
    this._drawMap();
}

最终得到下面的地图：

这类绘制地图的方法在很多游戏中也通用，我曾经在《使用HTML5制作简单的RPG游戏》里也使用了同样的地图数据格式，不过那时是依靠框架完成的，里面具体发生了什么自己并不清楚，现在正好回顾和总结一下。

处理地图与角色的碰撞

　　现在地图还只是单纯的视角效果，并不能与角色产生交互，需要将各个瓦片进行标注，以表明它到底是不能通过的固体还是可以通过的空瓦片。在此之前，需要先了解一个概念，即axis-aligned bounding box，翻译过来就是轴对齐边界盒子，简称AABB。通过为瓦片与角色建立AABB，可以很方便地检测它们之间是否碰撞，这一概念在之前写过的一篇文章《Chrome自带恐龙小游戏的源码研究(七)》中也有涉及到。至于更为复杂的碰撞检测，比如SAT，现在还没有深入研究，后续会逐步加入游戏中。

AABB的实现代码：

class AABB {
    /**
     * 碰撞盒子
     * @param x    {number} 盒子x坐标
     * @param y    {number} 盒子y坐标
     * @param w    {number} 盒子宽度
     * @param h    {number} 盒子高度
     */
    constructor(x,y,w,h) {
        this.pos = new Vector(x,y);
        this.size = new Vector(w,h);
        this.center = new Vector(this.pos.x + w / 2,this.pos.y + h / 2);
        this.halfSize = new Vector(this.size.x / 2,this.size.y / 2);
    }
}

其中又涉及到向量的概念(累😂)，向量在2D和3D游戏中都有着大量的应用，属于硬知识。下面为瓦片添加AABB，回顾MapManager方法，为其添加一个存储AABB的数组：

constructor(level, ctx, assets) {
    this.gridForAABB = [];
    //......
}

_drawLayer(layerIndex) {
    let startCol = 0,   //起始列
        endCol = 40,    //结束列
        startRow = 0,   //开始行
        endRow = 20,    //结束行
        tileSize = MAPCONFIG.TILESIZE,
        isSolidLayer = layerIndex === (this.layerLength - 1),
        grid = [];

    for(let r = startRow; r < endRow; r++) {
        for (let c = startCol; c < endCol; c++) {
            let tile = this.getTile(layerIndex, c, r),
                x = (c - startCol) * tileSize,  //瓦片的x坐标
                y = (r - startRow) * tileSize;  //瓦片的y坐标

            //......
            if (isSolidLayer) {
                //如果遇到的瓦片是固体
                if (MAPCONFIG.FIELDTYPE['solid'].includes(tile)) {
                    //为其建立AABB
                    grid.push(new AABB(c, r, 1, 1));
                } else grid.push(tile);  //存入普通瓦片        
            }
        }
    }
    //将所有瓦片的AABB数据保存起来
    if (isSolidLayer) this.gridForAABB = grid;
}

如同上面的getTile()方法一样，得到一个瓦片的AABB可以用如下代码：

gridForAABB[row * this.level.cols + col]

最后，需要将其与角色的位置联系起来。

获取影响角色位置的瓦片

　　首先观察一张图

假设玩家在地图里向右移动，此时角色占据的空间为蓝色部分区域，因此需要在这个范围内查找有没有障碍物阻止角色移动，在MapManager()函数中新增一个方法：

    obstacleAt(layerIndex, pos, size) {
        let startCol = Math.floor(pos.x), //player's x position
             endCol = Math.ceil(pos.x + size.x), //pos.x plus player's width
             startRow = Math.floor(pos.y),
             endRow = Math.ceil(pos.y + size.y);

        for (let c = startCol; c < endCol; c++) {
            for (let r = startRow; r < endRow; r++) {
                let tile = this.getTile(layerIndex, c, r),
                    fieldType = null;

                if (MAPCONFIG.FIELDTYPE['solid'].includes(tile)) {
                    fieldType = 'solid';
                }

                if (fieldType) return {col: c, row: r, fieldType: fieldType};
            }
        }
        return null;
    }