Android游戏框架AndEngine使用入门

项目站点：http://www.andengine.org/

项目地址：http://code.google.com/p/andengine

示例地址：http://code.google.com/p/andengineexamples

PS:本文中使用的AndEngine源码为2011年3月3日获得。

AndEngine是一款以OpenGLES方式进行画面渲染的2D游戏引擎，可以运行在支持Android 1.6及以上版本的系统当中。应该说，相较前文介绍的Libgdx引擎，AndEngine拥有更多的游戏组件与扩展功能。并且与Libgdx不同，它在默认情况下已经可以支持中文，采用屏幕坐标系绘也更符合一般Android绘图习惯。

然而，有其利也必有其弊，AndEngine作为游戏引擎虽然在功能上较Libgdx更为丰富也更人性化，但相比Libgdx的绘图渲染机能却逊色不少（粗读源码可以发现，Libgdx有较为完善的OpenGLES环境适应性，而AndEngine在这方面的投入明显不足）。事实上，市井也一直有流言说AndEngine引擎在不同手机机型上的表现并不稳定（详见：http://www.badlogicgames.com/wordpress/?p=816 与http://www.badlogicgames.com/wordpress/?p=803 ，Libgdx作者Mario所写）。

所以，您是否选择AndEngine引擎，还是应该从实际出发，多做真机测试才好下决定。下面开始，我将逐步讲解一些有关AndEngine引擎的基础信息。

AndEngine引擎基础构成如下图所示：

 

一、如何使用AndEngine：

1.1 AndEngine的基本运行原理:

解读AndEngine源码后我们可以发现，AndEngine除了采取低耦合、高内聚的框架策略细分引擎模块，使用OpenGLES进行游戏渲染之外；该引擎还以双线程方式分别驱动绘图与事务更新，事实上，它将游戏画面和游戏业务分为两组逻辑，并行跑在同级的互斥线程当中。

具体地说，其绘图线程位于AndEngine提供的GLSurfaceView内部类GLThread（在AndEngine的org.anddev.andengine.opengl.view包下，非Android默认的GLSurfaceView），并通过GLSurfaceView子类，即AndEngine提供的RenderSurfaceView类调用重载的onDrawFrame函数加以渲染控制；而业务线程在Engine类的内部类UpdateThread中，AndEngine将始终以while(true)这样的死循环方式快速执行其中的onTickUpdate函数，所有AndEngine提供的游戏业务最终都会由此函数调用及执行，比如AndEngine常用的registerUpdateHandler方法就是向它提交数据。

当AndEngine进行游戏绘图时，游戏业务线程会通过wait方式锁定，而当游戏业务处理时，也会以同样的手段锁定绘图线程，二者间具体交互关系由Engine类中的State子类控制，以此保证游戏画面与游戏业务同步。

另外，或许是考虑到持续双线程运行电量消耗较大的缘故，AndEngine默认情况下要求用户启动PowerManager进行电源管理，故此需要<uses-permission android:name="android.permission.WAKE_LOCK"/>权限支持，否则初始化时Log会提示缺少相关配置，并建议你在AndroidManifest.xml中添加权限。PS:无此权限不影响运行，只会在Log有警告信息，并且耗电较快。

1.2 AndEngine的基本运行流程：

由于AndEngine是专供Android使用的2D游戏引擎，所以作为启动类的Activity肯定必不可少，而AndEngine也理所应当的提供给我们这样一个Activity，那就是BaseGameActivity。

一个标准的AndEngine应用，至少应该对BaseGameActivity做如下继承：

view plaincopy to clipboardprint?
public class Main extends BaseGameActivity {  
    public void onLoadComplete() {  
         
    }  
    public Engine onLoadEngine() {  
        return null;  
    }  
    public void onLoadResources() {  
         
    }  
    public Scene onLoadScene() {  
        return null;  
    }    
} 
public class Main extends BaseGameActivity {
    public void onLoadComplete() {
      
    }
    public Engine onLoadEngine() {
        return null;
    }
    public void onLoadResources() {
      
    }
    public Scene onLoadScene() {
        return null;
    } 
}

其中四个必须被重载函数的启动顺序如下：

onLoadEngine->onLoadResources->onLoadScene->onLoadComplete

具体的讲，AndEngine会首先加载Engine类实例通知系统游戏引擎的基本运行方式，而后加载游戏资源，其次加载游戏场景实例，最后通过onLoadComplete通知用户加载完毕并于此进行善后工作。

此外，由于BaseGameActivity类重载了父类Activity的onResume与onPause函数以保证其自身的正常运行，所以不建议在继承BaseGameActivity时再次重载上述函数（重载的话不要忘记super调用），推荐直接重载AndEngine提供的onGamePaused和onGameResumed实现同等功能（最近把LGame也加上了这样的两个函数，并且禁止了LGameAndroid2DActivity子类重载onResume与onPause，务求减少用户错误重载导致的程序异常）。

1.3 AndEngine的基本运行方式：

上文介绍了AndEngine的基本运行机制与运行流程，然而仅仅这样AndEngine还是无法实际运行，因为Engine与Scene都没有获得具体实现。假如我们想要在屏幕上显示出当前应用FPS数，至少需要做如下改动，才能满足一个最为基本的AndEngine应用：
view plaincopy to clipboardprint?
public class Main extends BaseGameActivity {  
    private static final int CAMERA_WIDTH = 320;  
    private static final int CAMERA_HEIGHT = 480;  
    private Camera andCamera;  
    private Texture myFontTexture;  
    private Font myFont;  
    public void onLoadComplete() {  
    }  
    public Engine onLoadEngine() {  
        // 构建摄像机  
        this.andCamera = new Camera(0, 0, CAMERA_WIDTH, CAMERA_HEIGHT);  
        // 构建Engine，全屏显示，手机方向为竖屏，按比例拉伸  
        return new Engine(new EngineOptions(true, ScreenOrientation.PORTRAIT,  
                new RatioResolutionPolicy(CAMERA_WIDTH, CAMERA_HEIGHT),  
                this.andCamera));  
    }  
    public void onLoadResources() {  
        // 构建一个纹理用以显示文字  
        this.myFontTexture = new Texture(256, 256, TextureOptions.DEFAULT);  
        // 构建字体  
        this.myFont = new Font(this.myFontTexture, Typeface.create(  
                Typeface.DEFAULT, Typeface.BOLD), 32, true, Color.WHITE);  
        // 注入相关纹理及字体  
        this.mEngine.getTextureManager().loadTexture(this.myFontTexture);  
        this.mEngine.getFontManager().loadFont(this.myFont);  
    }  
    public Scene onLoadScene() {  
        // 构建场景，允许的最大Layer数量为1  
        final Scene scene = new Scene(1);  
        // 使用可以变更内容的ChangeableText显示FPS(它的父类Text不允许改变显示内容)，位置在15,5,  
        // 字体为myFont中所规定的，最多允许显示5个字符(设置能显示几个字符，实际就能显示几个，  
        // AndEngine不能自动扩充，不填以初始化时输入的字符数计算……)  
        final ChangeableText text = new ChangeableText(5, 5, this.myFont,  
                "0.0", 5);  
        // 注册FPS监听  
        this.mEngine.registerUpdateHandler(new FPSLogger() {  
            protected void onHandleAverageDurationElapsed(final float pFPS) {  
                super.onHandleAverageDurationElapsed(pFPS);  
                // 传递内容到ChangeableText  
                text.setText("" + pFPS);  
            }  
        });  
        // 将ChangeableText注入场景  
        scene.attachChild(text);  
        // 构建场景，可容纳图层数为1  
        return scene;  
    }  
} 
public class Main extends BaseGameActivity {
    private static final int CAMERA_WIDTH = 320;
    private static final int CAMERA_HEIGHT = 480;
    private Camera andCamera;
    private Texture myFontTexture;
    private Font myFont;
    public void onLoadComplete() {
    }
    public Engine onLoadEngine() {
        // 构建摄像机
        this.andCamera = new Camera(0, 0, CAMERA_WIDTH, CAMERA_HEIGHT);
        // 构建Engine，全屏显示，手机方向为竖屏，按比例拉伸
        return new Engine(new EngineOptions(true, ScreenOrientation.PORTRAIT,
                new RatioResolutionPolicy(CAMERA_WIDTH, CAMERA_HEIGHT),
                this.andCamera));
    }
    public void onLoadResources() {
        // 构建一个纹理用以显示文字
        this.myFontTexture = new Texture(256, 256, TextureOptions.DEFAULT);
        // 构建字体
        this.myFont = new Font(this.myFontTexture, Typeface.create(
                Typeface.DEFAULT, Typeface.BOLD), 32, true, Color.WHITE);
        // 注入相关纹理及字体
        this.mEngine.getTextureManager().loadTexture(this.myFontTexture);
        this.mEngine.getFontManager().loadFont(this.myFont);
    }
    public Scene onLoadScene() {
        // 构建场景，允许的最大Layer数量为1
        final Scene scene = new Scene(1);
        // 使用可以变更内容的ChangeableText显示FPS(它的父类Text不允许改变显示内容)，位置在15,5,
        // 字体为myFont中所规定的，最多允许显示5个字符(设置能显示几个字符，实际就能显示几个，
        // AndEngine不能自动扩充，不填以初始化时输入的字符数计算……)
        final ChangeableText text = new ChangeableText(5, 5, this.myFont,
                "0.0", 5);
        // 注册FPS监听
        this.mEngine.registerUpdateHandler(new FPSLogger() {
            protected void onHandleAverageDurationElapsed(final float pFPS) {
                super.onHandleAverageDurationElapsed(pFPS);
                // 传递内容到ChangeableText
                text.setText("" + pFPS);
            }
        });
        // 将ChangeableText注入场景
        scene.attachChild(text);
        // 构建场景，可容纳图层数为1
        return scene;
    }
}

运行效果如下图所示：

 

另外，事实上BaseGameActivity并非AndEngine提供的唯一Activity，其UI包下尚有以SplashScene场景作为特效启动的BaseSplashActivity类，以及通过重载getLayoutID与getRenderSurfaceViewID这两个抽象函数，调用指定布局与视图的LayoutGameActivity类。不过除了上述特点，它们与BaseGameActivity就再无区别了。

二、如何使用AndEngine中的常用功能：

事实上，AndEngine中组件颗粒都非常细小，几乎每个由AndEngine提供的功能都会有一个对应的类存在；个人认为，AndEngine将许多很小很小的功能，做成了太多太多的模块，似乎有些封装过度。

比如仅Engine就衍生出DoubleSceneSplitScreenEngine（可以同时显示并缓存两个Scene的Engine，通过setFirstScene以及setSecondScene进行双屏切换，即分屏用Engine）、SingleSceneSplitScreenEngine（与DoubleSceneSplitScreenEngine类似，但一次只能显示一个画面）、LimitedFPSEngine（可限制FPS速度的Engine，重载了标准Engine的onUpdate函数，减速方式为常见的线程延迟）、FixedStepEngine（与LimitedFPSEngine近似，重载了标准Engine的onUpdate函数，但是它通过反复while方式最大限度矫正AndEngine内部计时器的累加数值，以求每次线程主循环的帧数都与预想帧数相等）等许多子类（目前细分还在不断增加）。

其实，这些功能完全可以进行统一实现，而不必占据那么的应用空间与用户记忆细胞（PS:有日本人（疑似，服务器在东京）做过一个叫e3roid的同类项目，虽然结构异常近似AndEngine，个人认为具体实现却比AndEngine更合理，项目在：http://www.e3roid.com/，有时间小弟会单独介绍一下）。

当然，这篇文章是对AndEngine的使用入门，而并非对AndEngine的“抱怨入门”，所以下面开始，小弟将对AndEngine的主要功能进行初步讲解。

2.1 AndEngine的IUpdateHandler接口：

IUpdateHandler类是AndEngine引擎中使用频率非常之高的组件之一，其本身是一个接口，内部有onUpdate以及reset两个函数等待实现，几乎所有AndEngine应用中都必然会看到它的身影，它也是AndEngine添加具体业务到游戏业务线程中的主要方法之一。

具体的讲，所有通过AndEngine中registerUpdateHandler函数注册的IUpdateHandler，都会被保存到一个叫做UpdateHandlerList的IUpdateHandler接口集合当中。虽然UpdateHandlerList本身也是一个IUpdateHandler接口的实现，然而它的地位却比较特殊，基本只存在于Engine及Scene类中，并只供Engine类中的onTickUpdate函数调用（PS：Scene类中虽有独立的UpdateHandlerList，但事实上它依旧只被Engine中的onTickUpdate执行）。每当AndEngine业务线程循环onTickUpdate这个Engine内部方法时，都会调用UpdateHandlerList中存在的所有IUpdateHandler，直到注销相关的IUpdateHandler实例为止。

另外，与UpdateHandlerList集合类作用类似的还有RunnableHandler类，该类同样是IUpdateHandler的具体实现，它的作用在于保存并执行一次标准Runnable（每次业务循环后都会清空RunnableHandler的内部数据）。该类在AndEngine业务线程中的执行时机略早于UpdateHandlerList，我们可以通过RunnableHandler类中的postRunnable函数，或Engine类中的runOnUpdateThread函数添加Runnable到该集合（runOnUpdateThread函数为postRunnable函数的调用封装，Engine类及相关子类，BaseGameActivity类及相关子类中可见）。

2.2 AndEngine的Async方法：

默认情况下，AndEngine的资源加载会在构建Engine之后，调用onLoadResources函数时进行同步加载。但如果一次性加载资源太多时，便可能会面临一个问题，那就是Android系统将自动关闭长期无响应的UI。所以一旦采取同步执行的加载策略，数据量过大时就有可能将我们的APK卡死。因此，这就需要异步加载策略来解决问题，而AndEngine也确实提供了我们这样的异步加载方式。

具体的讲，AndEngine对Android系统自带的AsyncTask类进行了适当封装（具体封装在BaseActivity类中，该类为BaseGameActivity的父类，AndEngine由此类开始实际继承Activity，但BaseGameActivity的主要功能并不在此类），只要通过doAsync或者doProgressAsync函数就可以调用，实现代码如下所示：
view plaincopy to clipboardprint?
public class Main extends BaseGameActivity {  
    private static final int CAMERA_WIDTH = 320;  
    private static final int CAMERA_HEIGHT = 480;  
    private Camera andCamera;  
    public void onLoadComplete() {  
    }  
    public Engine onLoadEngine() {  
        // 构建摄像机  
        this.andCamera = new Camera(0, 0, CAMERA_WIDTH, CAMERA_HEIGHT);  
        // 构建Engine，全屏显示，手机方向为竖屏，按比例拉伸  
        return new Engine(new EngineOptions(true, ScreenOrientation.PORTRAIT,  
                new RatioResolutionPolicy(CAMERA_WIDTH, CAMERA_HEIGHT),  
                this.andCamera));  
    }  
    public void onLoadResources() {  
        // 运行一个异步加载，设定内部ProgressDialog标题为资源索引test1对应的字符，内容为test2对应的资源  
        this.doAsync(R.string.test1, R.string.test2, new Callable<Void>() {  
            // 希望AndEngine异步加载的数据  
            public Void call() throws Exception {  
                for (int i = 0; i < Integer.MAX_VALUE; i++) {  
                }  
                return null;  
            }  
            // 当加载完成后回调，可在此进行一些加载完毕的事后处理  
        }, new org.anddev.andengine.util.Callback<Void>() {  
            public void onCallback(final Void pCallbackValue) {  
                Log.d("Callback", "over");  
            }  
        });  
    }  
    public Scene onLoadScene() {  
        // 构建场景，允许的最大Layer数量为1  
        final Scene scene = new Scene(1);  
        return scene;  
    }  
} 
public class Main extends BaseGameActivity {
    private static final int CAMERA_WIDTH = 320;
    private static final int CAMERA_HEIGHT = 480;
    private Camera andCamera;
    public void onLoadComplete() {
    }
    public Engine onLoadEngine() {
        // 构建摄像机
        this.andCamera = new Camera(0, 0, CAMERA_WIDTH, CAMERA_HEIGHT);
        // 构建Engine，全屏显示，手机方向为竖屏，按比例拉伸
        return new Engine(new EngineOptions(true, ScreenOrientation.PORTRAIT,
                new RatioResolutionPolicy(CAMERA_WIDTH, CAMERA_HEIGHT),
                this.andCamera));
    }
    public void onLoadResources() {
        // 运行一个异步加载，设定内部ProgressDialog标题为资源索引test1对应的字符，内容为test2对应的资源
        this.doAsync(R.string.test1, R.string.test2, new Callable<Void>() {
            // 希望AndEngine异步加载的数据
            public Void call() throws Exception {
                for (int i = 0; i < Integer.MAX_VALUE; i++) {
                }
                return null;
            }
            // 当加载完成后回调，可在此进行一些加载完毕的事后处理
        }, new org.anddev.andengine.util.Callback<Void>() {
            public void onCallback(final Void pCallbackValue) {
                Log.d("Callback", "over");
            }
        });
    }
    public Scene onLoadScene() {
        // 构建场景，允许的最大Layer数量为1
        final Scene scene = new Scene(1);
        return scene;
    }
}

 

原文地址：http://blog.csdn.net/cping1982/archive/2011/03/06/6227775.aspx