H5游戏开发：FC小蜜蜂

by TH on 2018-01-28

使用 Phaser 游戏引擎开发，主要介绍游戏引擎的功能及游戏逻辑

前言

说起任天堂 FC 那是充满我们童年寒暑假的回忆，那时候没有正版红白机，玩的是几十块一台的山寨小霸王，十块一张的卡带，玩着魂斗罗、马里奥、淘金者、快打旋风、打鸭子等等。

进入正题，今天我们来说说怎么做一个 FC 小蜜蜂游戏，游戏玩法是通过操控飞机，通过发射子弹对蜜蜂造成伤害，蜜蜂全部歼灭则视为胜利。

初始化

本次游戏采用 Phaser 引擎进行开发，Phaser 是一个快速、免费、易于维护的开源 2D 游戏框架，支持 JavaScript 和 TypeScript 两种语言开发，采用 Pixi.js 引擎作为底层渲染，内置了物理引擎、粒子动画、骨骼动画等效果。

在 Phaser 中有一个重要的概念，我们需要通过状态（State）来管理游戏中各个不同的场景，这也是 Phaser 官方建议的游戏代码组织方式，场景可以通过 Phaser.Game.state 来添加（add）和启动（start），每个场景有初始化（init）、预加载（preload）、准备就绪（create）、更新周期（update）、渲染完毕（render） 五种状态，按照顺序依次执行，同一时间只能存在一个场景，并且每个场景中至少包含五种状态中的一个。

比如我们的小蜜蜂游戏一共会分为四个场景：开始场景、游戏场景、获胜场景、失败场景

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23

var game = new Phaser.Game(750, 1206, Phaser.AUTO, 'wrapper')
var states = {}

states.start = { // 开始场景
    preload: function() {
          ...
          game.load.image('example-1', 'images/example-1.png')
          ...
    },
      create: function() {
            game.state.start('play') // 加载完成后切换到游戏场景
      }
}

states.play = { ... } // 游戏场景
states.victory = { ... } // 胜利场景
states.defeat = { ... } // 失败场景

game.state.add('start', states.load)
game.state.add('play', states.play)
game.state.add('victory', states.victory)
game.state.add('defeat' states.defeat)
game.state.start('start')

无限滚屏

在无限滚屏中，游戏背景沿着 x 轴或者 y 轴重复的滚动，从而实现飞机一直在向前飞的错觉，我们通过创建两个背景，分别初始定位到一屏和二屏的位置，在绘制（update）的过程中持续移动两张背景图的 y 轴，当监听到两个背景超出特定位置后重新定位，从而达到无限循环背景的效果。

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11

var bg1 = game.add.image(0, 0, 'background'),
    bg2 = game.add.image(0, -bg1.height, 'background')

update: function() {
    // 持续的移动
    bg1.y += 2
    bg2.y += 2
    // 超出屏幕判断
    if (bg1.y >= 1206) { bg1.y = 0 }
    if (bg2.y >= 0) { bg2.y = -bg1.height }
}

当然，还有更为简便的方式，Phaser 提供了 TileSprite 平铺纹理，非常适合于这类平铺的背景，再结合 autoScroll() 方法，两行代码解决，另外还有一种叫 TileMaps 平铺的瓦片地图，很适合制作 FC 马里欧这类游戏，以后有机会再开一篇文章讲讲。

1
2

var bg = game.add.tileSprite(0, 0, 750, 1206, 'background')
bg.autoScroll(0, 200) // 水平滚动速度、垂直滚动速度

创建一架飞机

飞机的移动我们通过键盘方向键进行控制，通过修改 x、y 值来实现位移，为了有更好的灵活性，我们使用 vx 和 vy 来控制 Sprite 的移动，vx 用于设置 Sprite 在 x 轴上的速度和方向，vy 用于设置 Sprite 在 y 轴上的速度和方向，不直接修改 Sprite 的 x 和 y 值，而是先更新速度值，然后再将这些速度值分配给 Sprite。

1
2
3
4
5
6
7
8
9

...
airplane.vx = 0
airplane.vy = 0

update: function() {
    airplane.x += airplane.vx
      airplane.y += airplane.vy
}
...

接着监听键盘事件，需要注意的就是在弹起状态的时候要判断反向的键是否也已经弹起，避免造成互相干扰。

1
2
3
4

...
left.onDown.add(function() { airplane.vx = -8 })
left.onUp.add(function() { if (!right.isDown) { airplane.vx = 0 } })
...

最后是限制飞机的移动范围，我们要限制飞机只在屏幕范围内移动，类似空气墙效果，通过持续监听飞机上下左右四个方向是否碰触到边缘，对坐标进行归位，具体实现代码请看 contain 方法。

生成子弹

在游戏中，我们需要不断的发射子弹，这就存在一个问题，如何管理子弹？

因为子弹越多会越占用我们的内存，游戏会发现越来越卡，我们使用对象池的方式生成子弹，并且在子弹击中蜜蜂或者超出屏幕时进行销毁。

对象池的本质是复用，通过 Group 和 getFirstExists 来实现。在优化前，我们每次创建子弹都会 new Sprite，使用一次后就丢掉，优化后是创建子弹后会放入对象池中，每次使用从对象池中取，如果对象池中有则使用对象池中的子弹。

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

this.bullets = game.add.group() // 创建对象池

var bullet = this.bullets.getFirstExists(false) // 从对象池中取非存活状态的子弹

if (bullet) { // 对象池中存在则复用
      bullet.reset(this.airplane.x + 16, this.airplane.y - 20)
} else { // 对象池中不存在则创建一个放入对象池中
      bullet = game.add.sprite(this.airplane.x + 27, this.airplane.y - 15, 'bullet')
      this.bullets.addChild(bullet)
}

创建一群蜜蜂

整体移动

创建 5 x 5 小蜜蜂是采用 Group 将所有的小蜜蜂对象放入其中，持续移动 Group，检测 Group 左右是否碰壁，进行反方向移动，但你会发现小蜜蜂的左右的某一列被歼灭后，Group 的宽度会随着小蜜蜂列数的变化而变化，而 Group 的 X 轴坐标还是以原来的宽度输出 X 坐标，这就导致我们在计算碰撞墙壁的时候出现问题。

因此我们改为通过 Group 来控制整体移动，小蜜蜂负责碰撞检测，当检测到小蜜蜂碰撞后，进行反方向移动，并跳出循环。

1
2
3
4
5
6
7

for (var i = 0; i < galaxians.length; i++) {
     var cur = galaxians[i]
    if (cur.x + cur.parent.x < 0 || cur.x + cur.parent.x + cur.width > game.world.width) {
           // 反向移动
        break
    }
}

随机自杀式袭击

在间隔一段时间后随机小蜜蜂发起攻击，间隔不采用 setInterval 的方式，因为 setInterval 即使在页面最小化或非激活状态依然执行，我们采用 Phaser 提供的 Time 进行间隔触发避免此问题。

1
2
3
4

game.time.events.loop(Phaser.Timer.SECOND * 1.5, function() {
    // 每两秒随机一只小蜜蜂
      var now = galaxians[(Math.floor(Math.random() * galaxians.length)]
})

如何计算小蜜蜂向飞机发起攻击的运动轨迹，这里要借助三角函数的力量来解决，通过飞机位置和蜜蜂位置，获得对边（a）和邻边（b）的长度，根据勾股定理求出斜边（c）长度，知道各边长度后就能得到三角比。另外有一点，Group 的 X 轴在持续的移动，小蜜蜂会受 Group 影响，所以在移动小蜜蜂时要注意。

1
2
3
4
5
6
7
8

var a = airplane.x + airplane.width / 2 - now.x + now.width /2 // 获取 a 边长度
var b = airplane.y + airplane.height / 2 - now.y + now.height / 2 // 获取 b 边长度
var c = Math.sqrt(a * a + b * b) // 求出斜边 c 长度

var speedX = a / c * 8
var speedY = b / c * 8
now.x += speedX
now.y += speedY

碰撞检测

在游戏中，我们需要检测子弹与蜜蜂的碰撞和检测蜜蜂与飞机的碰撞，在 2D 游戏中，常用的有轴对齐包围盒（简称 AABB）就是一个每条边都平行于 X 轴或者 Y 轴的矩形。

AABB 可以用两个点表示：最大点和最小点，在 2D 中，最小点就是左下角的点，而最大点则是右上角的点。

通过判断 AABB 与 AABB 是否有存在交叉即可得知是否有碰撞。

1
2
3
4
5

function hitTestRectangle(a, b) {
    var hit = (a.max.x < b.min.x) || (b.max.x < a.min.x) || (a.max.y < b.min.y) || (b.max.y < a.min.y) {
        return !hit
    }
}

以上就是 AABB 与 AABB 碰撞检测的原理，当然，你也可以省事采用 Phaser 提供的物理引擎，在 Phaser 中内置了三种物理引擎，分别是：Arcade Physics、P2 Physics 和 Ninja Physics。

Arcade Physics：是三个中最为简单、性能最快的物理引擎，因为它的碰撞都是采用 AABB 与 AABB 的碰撞，所有的碰撞都是基于一个矩形边界（hitbox）来计算的，所有如果你想碰撞一个圆形的 Sprite，碰撞的则是它的矩形边界，而不是圆形本身，并且支持摩擦力、重力、弹跳、加速等物理效果，适合应用于精度要求不高，较为简单的游戏中。

P2 Physics：它是一个更为复杂和逼真的物理引擎，使用 P2 你可以创建弹簧、钟摆、马达等东西，它唯一的缺点在于运算量大，对于性能有较高的要求。

Ninja Physics：比 Arcade Physics 要复杂一点，最初是为 Flash 游戏而创造的，而现在由 Phaser 的作者 Richard Davey 移植到 JavaScript，它与其他物理引擎最大的区别在于支持斜坡碰撞。

下面简单介绍一下 Arcade Physics 的使用方法，首先要启动物理引擎

1

game.physics.startSystem(Phaser.Physics.ARCADE);

接着是需要为每个对象开启物理效果，显然一个个创建、添加对象并不高效，我更建议的是通过 Group 的形式添加，这样在 Group 上创建的对象都可以开启物理效果。

1
2
3
4
5

game.physics.arcade.enable(airplane) // 单独开启方式

var platforms = game.add.group()
platforms.enableBody = true // 组开启方式
platforms.create(0, 0, 'airplane')

完成这些以后就可以在 update 阶段使用碰撞检测，overlap 方法可传入两个游戏对象，对象可以是 Sprites、Groups 或者 Emitters，可以执行 Sprite 与 Sprite、Sprite 与 Group、Group 与 Group 的碰撞检测，与 collide 方法不同，该方法的物体不会执行任何的物理效果，它只负责碰撞检测。

1
2
3

update: function() {
     game.physics.arcade.overlap(object1, object2, overlapCallback, processCallback, callbackContext)
}

到此碰撞检测介绍就到这，关于物理引擎的更多使用方法可移步至官网查看。

体验地址

【点击这里体验】键盘方向键控制移动，空格发射子弹，暂时只支持 PC 端体验，另外游戏还有很多可增加的功能，比如：关卡设计（蜜蜂血量、速度、分数）、蜜蜂发射子弹、蜜蜂贝塞尔曲线移动、蜜蜂归位、音乐音效、爆炸动画等等。

尾巴

如果你希望入门 H5 游戏开发，不妨拿这个练练手，源码你可以在体验地址中查看到，Phaser 是很适合作为你入门 H5 游戏开发的一款游戏引擎，等你熟练使用也希望你能阅读源码，了解其中的原理，本文较为简单，感谢你的阅读。

我们会定期更新关于「H5游戏开发」的文章，欢迎关注我们的知乎专栏。

参考资料

Learning Pixi.js
Phaser
Setting up Ninja Physics in Phaser
《游戏编程算法与技巧》

H5游戏开发 Phaser

H5游戏开发

感谢您的阅读，本文由 凹凸实验室 版权所有。如若转载，请注明出处：凹凸实验室（https://aotu.io/notes/2018/01/28/galaxian/）

上次更新：2021-02-02 15:48:05

动画：从 AE 到 Web

H5游戏开发：消灭星星

var gitalkOpts={id:"bm90ZXMvMjAxOC8wMS8yOC9nYWxheGlhbi8=",owner:"o2team",repo:"o2team.github.io",title:"H5游戏开发：FC小蜜蜂",body:"https://aotu.io/notes/2018/01/28/galaxian/index.html\\n\\n使用 Phaser 游戏引擎开发，主要介绍游戏引擎的功能及游戏逻辑",clientID:"3c4d153e6874260f9c7e",clientSecret:"dd44012504c6168bc05b9266e0554bb28c62ce15",admin:["ONE-SUNDAY"]}

本文转自 https://aotu.io/notes/2018/01/28/galaxian/，如有侵权，请联系删除。