1 /**
* @description: 引擎的设计与实现
* @user: xiugang
* @time: 2018/10/01
*/ /*
* V1.0: 引擎实现的基本模块思路
* 1.创建一个游戏引擎对象及精灵对象
* 2.将精灵对象添加到引擎中去，并实现播放动画效果以及需要用到的回调方法
* 3.启动引擎
* */ /*
* V2.0: 实现游戏循环模块
* 1.如果游戏暂停了，就跳过以下各步骤，并在100毫秒后再次执行游戏循环
* 2.更新帧速率
* 3.设置游戏时间
* 4.清除屏幕内容
* 5.在播放动画前，调用startAnimate的方法（可以进行碰撞检测）
* 6.绘制精灵背后的内容（绘制背景）
* 7.更新精灵
* 8.绘制精灵
* 9.绘制精灵前方的内容
* 10.动画播放完毕之后，调用endAnimate方法
* 11.请求浏览器播放下一帧动画
*
* */ /**
* V3.0: 实现在暂停状态与运行状态之间的切换togglePaused
*/ /**
* V4.0：实现基于时间的运动效果 ：pixelPerFrame
* 计算公式：(pixels / second) * (second / frame) = pixeld / second【单位：每一秒移动的像素数】
*/ /**
* V5.0: 实现加载图像的功能：
* queueImage(imageUrl): 将图像放入到加载队列中去
* loadImages(): 开发者需要持续调用该方法，知道返回100位置（方法的返回值表示图像加载完成的百分比）
* getImage(imageUrl):返回图像对象， 只有咋loadImages()返回100之后，才可以调用该方法
*/ /**
* V6.0：实现同时播放多个声音的功能
* canPlay(): 用于查询浏览器是否能够播放某种特定格式的声音文件
* playSound():用于播放声音
*/ /**
* V7.0: 键盘事件的处理
* addKeyListener(): 用于向游戏注册按键监听器
*/ /**
* V8.0： 高分榜的维护：游戏的高分榜数组以json格式存档在本地
*/ /**
* V9.0: 实现了一个比较完整的游戏引擎，开始使用这个简单的游戏引擎去制作一个小游戏
* 需求分析：
* 1.资源加载的画面
* 2.游戏资源的管理
* 3.声音的播放
* 4.具有视差动画的滚动背景
* 5.生命数量的显示
* 6.高分榜的维护
* 7.按键的监听与处理
* 8.暂停功能与自动暂停机制实现
* 9.游戏结束的流程处理
*/ /**
* 游戏类
* @param gameName 游戏名称
* @param canvasId 画布ID
* @returns {Game} 游戏实例
* @constructor
*/
var Game = function (gameName, canvasId) {
// 获取canvas画布
var canvas = document.getElementById(canvasId);
console.log(canvas);
var self = this; //----------------------------------------基本属性
this.context = canvas.getContext('2d'); // 定义游戏中的基本需要的属性
this.sprites = []; // 游戏中的精灵对象
this.gameName = gameName; // 游戏的名字 //----------------------------------------时间管理
this.startTime = 0; // 游戏开始时间
this.lastTime = 0; // 游戏上一次的时间
this.gameTime = 0; // 游戏总时间
this.fps = 0; // 游戏帧速率(实时更新的)
this.STARTING_FPS = 60; // 默认启动的时候的帧速率 this.paused = false; // 游戏是否暂停
this.startedPauseAt = 0;
this.PAUSE_TIMEOUT = 100; // 游戏暂停的持续时间 //---------------------------------------图像加载
this.imageLoadingProgressCallback; // 图像加载过程的回调函数
this.images = {}; // 图像对象
this.imageUrls = []; // 图像的Urls
this.imagesLoaded = 0; // 已加载完成的图像个数
this.imagesFailedToLoad = 0; // 加载失败的图像个数
this.imagesIndex = 0; // 图像数组的下标， 从0开始的 //-----------------------------------------声音加载播放
this.soundOn = true;
this.soundChannels = []; // 初始化一个播放信道数组
this.audio = new Audio(); // 这里的Audio实际上是JavaScript内置的DOM对象， 不需要自己手动去创建一个Audio对象
this.NUM_SOUND_CHANNELS = 10; // 设置初始信道的数量 //----------------------------------------键盘事件的监听
this.keyListeners = []; // 用于存放keyandListener的键值对 window.onkeypress = function (ev) { // 这里的对象处理的是DOM Window这个窗体对象，添加了一个监听事件
self.keyPressed(ev);
}
window.onkeydown = function (ev) {
self.keyPressed(ev);
} //-----------------------------------------高分榜的维护
this.HIGH_SCORES_SUFFIX = '_highscores'; // 后缀名字
this.highScores = []; // 用于存储游戏分数的数组 // 构造10个Audio对象，将其加入到数组中去， 当调用playSound()方法，游戏引擎会找出第一个未被占用的声道，并用它来播放指定的声音文件
for (var i = 0; i < this.NUM_SOUND_CHANNELS; i++){
var audio = new Audio();
this.soundChannels.push(audio);
} return this; // 把当前的游戏对象返回
} /**
* 游戏的成员方法
* @type {{start: Game.start, animate: Game.animate, tick: Game.tick, updateFrameRate: Game.updateFrameRate, clearScreen: Game.clearScreen, startAnimate: Game.startAnimate, paintUnderSprites: Game.paintUnderSprites, updateSprites: Game.updateSprites, paintSprites: Game.paintSprites, paintOverSprites: Game.paintOverSprites, endAnimate: Game.endAnimate}}
*/
Game.prototype = {
// 游戏加载图像的模块-------------------------------------------------------
/**
* 通过图像的Url地址，获取这个图像(json格式对象取出值的方法)对象
* @param imageUrl
*/
getImage : function (imageUrl) {
return this.images[imageUrl];
}, /**
* 图像加载完成的回调函数
*/
imageLoadedCallback : function (e) {
// 每次加载完成一个图像，次数加一
this.imagesLoaded++;
}, /**
* 当一个图像加载失败的回调函数
*/
imageLoadErrorCallback : function (e) {
this.imagesFailedToLoad++;
}, /**
* 正式加载一张图像
* @param imageUrl
*/
loadImage : function (imageUrl) {
var self = this;
var image = new Image(); image.src = imageUrl; // 图像加载完成的回调函数 image.addEventListener("load", function (e) {
self.imageLoadedCallback(e); // 显示出来, 测试成功
//self.context.drawImage(image, 0, 0);
}); // 图像加载失败的回调函数
image.addEventListener("error", function (e) {
self.imageLoadErrorCallback(e);
}); // 把所有的加载的Images存起来
this.images[imageUrl] = image;
}, /**
* 加载图像的过程中反复调用这个函数， 这个函数返回已经处理完成的图像百分比
* 当图像返回100%的时候， 表示所有的图像已经全部加载完毕
* @returns {number}
*/
loadImages : function () {
// 如果还有图像没有加载【图像的url个数多余已经加载完成的图像下标】
if (this.imagesIndex < this.imageUrls.length){
// 再次把当前这个图像去加载(把没有加载的全部加载进来)
this.loadImage(this.imageUrls[this.imagesIndex]);
this.imagesIndex ++;
} // 返回已经加载完成的图像百分比(加载成功的个数+加载失败的个数 占整个事先提供的所有URL个数的百分比)
var percentage = (this.imagesLoaded + this.imagesFailedToLoad) / this.imageUrls.length * 100;
console.log(percentage);
return (this.imagesLoaded + this.imagesFailedToLoad) / this.imageUrls.length * 100;
}, /**
* 用于把所有的图像URL放在一个队列里面【数组】
* @param imageUrl
*/
queueImage : function (imageUrl) {
this.imageUrls.push(imageUrl);
}, // 游戏循环模块---------------------------------------------------------------
start: function () {
var self = this; this.startTime = +new Date(); // 获取游戏当前的时间
console.log("游戏启动成功, 当前时间：", this.startTime); // 开始游戏循环(这是一个系统实现的帧速率方法)
window.requestNextAnimationFrame(
function (time) {
// self is the game, and this is the window
console.log(self, this);
// 每次把游戏实例对象的引用和当前的时间传过去
self.animate.call(self, time); // self is the game
}
);
}, animate: function (time) {
// 这里的this 指向的是Game对象
var self = this; if (this.paused) {
// 如果用户暂停了游戏，然后每隔100ms的时间检查一次去看一下有没有开始循环
// （由于游戏暂停的情况不会频繁出现，因此使用setTimeout()方法就可以满足我们的需求， 每隔100ms去看一次） setTimeout(function () {
self.animate.call(self, time);
}, this.PAUSE_TIMEOUT);
}
// 没有暂停的话
else {
this.tick(time); // 1.更新帧速率， 设置游戏时间
this.clearScreen(); // 2.清空屏幕内容 // 碰撞检测代码 this.startAnimate(time); // 3.开始游戏动画
this.paintUnderSprites(); // 4.绘制精灵后面的内容---背景 this.updateSprites(time); // 5.更新精灵的位置
this.paintSprites(time); // 6.绘制精灵 this.paintOverSprites(); // 7.绘制精灵前方的内容
this.endAnimate(); // 8.动画结束 // 回调这个方法， 开始进入到下一帧动画
window.requestNextAnimationFrame(
function (time) {
console.log(self, this);
// 注意这里不能直接传过去哈， 如果直接传过去的话，第一个参数就是就会把time 的指向修改为Game这个类
// self.animate(self, time);
// 第一个参数是用来校正animate函数内部的this的指向， 第二个参数是用来传递animate()函数执行需要的参数
self.animate.call(self, time);
}
);
}
},
togglePaused : function () {
// 这是一个游戏暂停的方法
var now = +new Date(); // 获取游戏暂停的那个时间点 this.paused = !this.paused; // 每次在暂停与不暂停之间来回切换 if (this.paused){
// 如果游戏暂停了(暂停的那个时间点就是当前的时间)
this.startedPauseAt = now;
}else{
// 没有暂停的话:调整开始的时间， 使得游戏开始是从点击开始游戏之后就开始计时的
// this.startTime 记录的是：开始时间 + 当前时间 - 游戏上一次暂停的时间点
// now - this.startedPauseAt = 游戏暂停的时长, 然后再加上游戏开始的时候的时间，就能从原来的暂停位置处继续执行下去
this.startTime = this.startTime + now - this.startedPauseAt;
this.lastTime = now;
}
},
// 实现动画中需要实现的功能
/**
* // 1.更新帧速率（实现基于时间的运动效果）
* @param time
*/
tick: function (time) {
// 1. 更新帧帧速率
this.updateFrameRate(time); // 2. 设置游戏时间(每一帧间隔的时间)
this.gameTime = (+new Date()) - this.startTime;
console.log("设置游戏的时间：" + this.gameTime);
this.lastTime = time; },
updateFrameRate: function (time) {
// 启动时候的帧速率
if (this.lastTime === 0) {
this.fps = this.STARTING_FPS;
}
else {
// 计算当前的帧速率（每秒执行的帧数）
this.fps = 1000 / (time - this.lastTime);
console.log("实时更新游戏当前的帧速率", this.fps);
} },
/**
* 实现基于时间的运动效果
* @param time
* @param velocity
*/
pixelsPerFrame : function (time, velocity) {
// 是动画平滑地运动起来
// 计算公式：(pixels / second) * (second / frame) = pixeld / second【单位：每一秒移动的像素数】
return velocity / this.fps;
}, /**
* // 2.清空屏幕内容
*/
clearScreen: function () {
// 注意this.context.canvas.width, this.context.canvas.height 用于获取画布的宽度和高度
// this.context.clearRect(0, 0, this.canvas.width, this.canvas.height);
this.context.clearRect(0, 0, this.context.canvas.width, this.context.canvas.height);
console.log("画布屏幕清空成功！");
}, /**
* // 3.开始游戏动画
* @param time
*/
startAnimate: function (time) {
console.log(time, "开始游戏动画………………");
},
/**
* // 4.绘制精灵后面的内容
*/
paintUnderSprites: function () {
console.log("绘制精灵后面的内容！");
},
/**
* // 5. 更新精灵的位置
* @param time
*/
updateSprites: function (time) {
console.log("更新所有精灵的位置！");
for (var i = 0; i < this.sprites.length; i++) {
var sprite = this.sprites[i];
// 重新绘制精灵(调用每一个精灵自己的方法去绘制显示)
sprite.update(this.context, time);
}
}, // 6.绘制所有可见的精灵对象
paintSprites: function (time) {
console.log("绘制所有可见的精灵对象");
for (var i = 0; i < this.sprites.length; i++) {
var sprite = this.sprites[i];
// 绘制之前需要先判断一下
if (sprite.visible) {
sprite.paint(this.context); //绘制精灵的时候需要拿到绘制精灵的绘图句柄
}
}
}, // 7. 绘制精灵前方的内容
paintOverSprites: function () {
console.log("绘制精灵前面的内容！");
},
// 8. 绘制动画结束
endAnimate: function () {
console.log("绘制动画结束！");
}, // 声音文件加载播放的模块----------------------------------------------------------
/**
* 浏览器是否支持ogg格式的文件
* @returns {boolean}
*/
canPlayOggVorbis : function () {
// 只要返回的有内容，就说明浏览器支持这个文件格式
return "" != this.audio.canPlayType('audio/ogg; codecs="vorbis"');
}, /**
* 浏览器是否支持MP3格式的音乐播放
* @returns {boolean}
*/
canPlayMp3 : function () {
// 返回的内容不为空，说明支持
return "" != this.audio.canPlayType('audio/mpeg');
}, /**
* 用于返回当前系统中可以使用的信道
* @returns {*}
*/
getAvailableSoundChannel : function () {
var audio; // 遍历初始化中的所有信道
for (var i = 0; i < this.NUM_SOUND_CHANNELS; i++){
audio = this.soundChannels[i];
// 如果当前的audio信道已经开始播放了（而且已经播放的信道数量不为空）
if (audio.played && audio.played.length > 0){
// 如果当前的信道已经播放完毕了音乐
if (audio.ended){
return audio;
}
} else{
// 如果当前的信道已经播放完毕音乐了， 就返回当前的这个audio对象
if (!audio.ended)
return audio;
}
} // 如果所有的信道都在使用的话，就返回undifined
return undefined;
},
/**
* 用于播放指定ID的音乐
* @param id
*/
playSound : function (id) {
// 获取当前可以使用的一个信道
var track = this.getAvailableSoundChannel(),
element = document.getElementById(id); // 如果不为空（undefined）
if (track && element){
// 获取当前选中的媒体资源的URL地址
track.src = element.src === '' ? element.currentSrc : element.src; // 加载并播放音乐
track.load();
track.play(); }
}, // 键盘事件的监听与处理操作---------------------------------------------
/**
* 把一个键值对添加到监听数组中去
* @param keyAndListener
*/
addKeyListener : function (keyAndListener) {
this.keyListeners.push(keyAndListener);
}, /**
* 通过key来查找相应的listener对象
* @param key
* @returns {undefined}
*/
findKeyListener : function (key) {
var listener = undefined; // 遍历所有的keyListeners数组
for (var i = 0; i < this.keyListeners.length; i++){
// 拿到当前的键值监听对象及按键的key值
var keyAndListener = this.keyListeners[i],
currentKey = keyAndListener.key; // 如果按下的按键是在我今天按下的所有keyAndListener中，就得到了这个listener
if (currentKey === key){
listener = keyAndListener.listener;
}
} return listener;
}, /**
* 键盘按下的回调事件
* @param e
*/
keyPressed : function (e) {
var listener = undefined,
key = undefined; switch (e.keyCode){
// 添加一些常用的按键处理键值对
case 32:
key = 'space';
break;
case 65:
key = 'a';
break;
case 83:
key = 's';
break;
case 80:
key = 'p';
break;
case 87:
key = 'w';
break;
// 记忆：左上右下的顺序，依次为：37 38 39 40
case 37:
key = 'left arrow';
break;
case 39:
key = 'right arrow';
break;
case 38:
key = 'up arrow';
break;
case 40:
key = 'down arrow';
break;
} // 获取当前按下的按键的监听事件
listener = this.findKeyListener(key);
if (listener){
listener(); // 这里的listener是一个监听函数，如果按下的按键有监听事件的处理，就去处理这个监听事件
} }, // 高分榜的维护管理模块----------------------------------------------------
/**
* 从本地存储中获取存储的数据（返回的是一个本地存储的高分列表）
* @returns {any}
*/
getHighScores : function () {
// 把key的值存储起来
var key = this.gameName + this.HIGH_SCORES_SUFFIX,
highScoresString = localStorage[key]; // 如果为空的话，返回一个空的Json数据
if (highScoresString == undefined){
localStorage[key] = JSON.stringify([]);
} // 使用JSON解析字符串内容（返回的是一个JSon与key相对应的数值内容）
return JSON.parse(localStorage[key]);
},
/**
* 存储内容到本地存储
* @param highScore
*/
setHighScore : function (highScore) {
// unshift() 方法不创建新的创建，而是直接修改原有的数组【会在数组的头部插入新的元素】
var key = this.gameName + this.HIGH_SCORES_SUFFIX,
highScoresString = localStorage[key]; // 主要目的是把每一次最高分放在数组的第一位置，方便查看和管理
// 这里的highScores数组，是一个用户初始化的数组（全局变量）【数组的第一个元素始终是最高分】
//this.highScores.unshift(highScore);(每次都在原理的基础上添加数据)
if (this.highScores.length === 0){
this.highScores = this.getHighScores();
}
this.highScores.unshift(highScore); // 游戏的key始终是惟一的，每一次都将会修改为最新的状态
localStorage[key] = JSON.stringify(this.highScores);
}, /**
* 清空高分榜（清空浏览器的本地存储）
*/
clearHighScores : function () {
// 直接把相应的键对应的值设置为空即可
localStorage[this.name + this.HIGH_SCORES_SUFFIX] = JSON.stringify([]);
} }
下面的是一个测试案例：
功能实现的比较简单，但是也就是对上面的这个引擎的基本使用吧。
<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
<meta charset="UTF-8">
<title>Game 1.0</title>
<!--引入需要的css文件, 注意这里的引入使用的是link方式来引入css文件-->
<link rel='stylesheet' type='text/css' href='css/Main.css'/>
</head>
<body>
<!--canvas画布-->
<canvas id="gameCanvas" width="580" height="600">
Canvas not supported in your browser!
</canvas> <!--canvas上方的悬浮div-->
<div id="loadingToast">
<span id="gameTitle">Engine Development</span>
<span id="loadingContents">
<p class="mainFunctions">
主要功能：
</p> <ul class="Contents">
<li>1.资源加载的画面</li>
<li>2.游戏资源的管理</li>
<li>3.声音的播放</li>
<li>4.具有视差动画的滚动背景</li>
<li>5.生命数量的显示</li>
<li>6.高分榜的维护</li>
<li>7.按键的监听与处理</li>
<li>8.暂停功能与自动暂停机制实现</li>
<li>9.游戏结束的流程处理</li>
</ul> </span> <span id="loadButtonSpan">
<button autofocus="true" id="loadButton">载入引擎...</button><br/>
<span id="loadingMessage">Loading……</span>
</span>
<!--用于显示进度条-->
<div id="progressDiv">
</div> </div> <!--左上角计时器-->
<div id="gameTimerDiv">
<span>000</span>
</div>
<!--右上角生命值-->
<div id="leftLives">
<span id="lifeValue">生命值：100</span>
</div> <!--中部的暂停-->
<div id="pausedToast">
<span>暂停</span><br/>
<span>点击此区域任意位置继续</span>
</div> <!--中下位置的点击按钮-->
<div id="loseLifePanel">
<button id="loseLifeButton" onmouseover="this.style.backgroundColor='#00aced'"
onmouseleave="this.style.backgroundColor = ''">开杀
</button>
</div> <!--游戏结束及高分榜-->
<div id="gameoverPan">
<div id="topPan">
<span id="scoreText">140</span>
</div>
<div id="middlePan">
<span>High Score!</span><br/>
<span class="Name">What's your name?</span><br/> <input id='playerName' type='text' autofocus='true'><button id="addMyScoreButton">添加</button><button id="newGameButton">新游戏</button>
</div>
<div id="downPan">
<span>Previous High Scores</span>
<ul id="highScoreList">
</ul>
</div>
</div> <!--游戏播放音乐需要使用的音频文件; preload 属性规定是否在页面加载后载入音频。-->
<audio id="pop" preload="auto">
<source src="sounds/pop.ogg" type="audio/ogg">
<source src="sounds/pop.mp3" type="audio/mp3">
</audio>
<audio id="whoosh" preload="auto">
<source src="sounds/whoosh.ogg" type="audio/ogg">
<source src="sounds/whoosh.mp3" type="audio/mp3">
</audio> <!--引入需要的js文件-->
<script type="text/javascript" src="Engine/progressbar.js"></script>
<script type="text/javascript" src="Engine/requestNextAnimationFrame.js"></script>
<script type="text/javascript" src="Engine/GameEngine1.0.js"></script>
<script type="text/javascript" src="js/Main.js"></script>
</body>
</html>
实现的功能基本介绍：（目前是开发期间的9个版本及功能介绍）
/*
* V1.0: 引擎实现的基本模块思路
* 1.创建一个游戏引擎对象及精灵对象
* 2.将精灵对象添加到引擎中去，并实现播放动画效果以及需要用到的回调方法
* 3.启动引擎
* */
/*
* V2.0: 实现游戏循环模块
* 1.如果游戏暂停了，就跳过以下各步骤，并在100毫秒后再次执行游戏循环
* 2.更新帧速率
* 3.设置游戏时间
* 4.清除屏幕内容
* 5.在播放动画前，调用startAnimate的方法（可以进行碰撞检测）
* 6.绘制精灵背后的内容（绘制背景）
* 7.更新精灵
* 8.绘制精灵
* 9.绘制精灵前方的内容
* 10.动画播放完毕之后，调用endAnimate方法
* 11.请求浏览器播放下一帧动画
*
* */
/**
* V3.0: 实现在暂停状态与运行状态之间的切换togglePaused
*/
/**
* V4.0：实现基于时间的运动效果 ：pixelPerFrame
* 计算公式：(pixels / second) * (second / frame) = pixeld / second【单位：每一秒移动的像素数】
*/
/**
* V5.0: 实现加载图像的功能：
* queueImage(imageUrl): 将图像放入到加载队列中去
* loadImages(): 开发者需要持续调用该方法，知道返回100位置（方法的返回值表示图像加载完成的百分比）
* getImage(imageUrl):返回图像对象， 只有咋loadImages()返回100之后，才可以调用该方法
*/
/**
* V6.0：实现同时播放多个声音的功能
* canPlay(): 用于查询浏览器是否能够播放某种特定格式的声音文件
* playSound():用于播放声音
*/
/**
* V7.0: 键盘事件的处理
* addKeyListener(): 用于向游戏注册按键监听器
*/
/**
* V8.0： 高分榜的维护：游戏的高分榜数组以json格式存档在本地
*/
/**
* V9.0: 实现了一个比较完整的游戏引擎，开始使用这个简单的游戏引擎去制作一个小游戏
* 需求分析：
* 1.资源加载的画面
* 2.游戏资源的管理
* 3.声音的播放
* 4.具有视差动画的滚动背景
* 5.生命数量的显示
* 6.高分榜的维护
* 7.按键的监听与处理
* 8.暂停功能与自动暂停机制实现
* 9.游戏结束的流程处理
*/