如何制作一个类似tiny wings的游戏:第二部分(完)

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原文链接地址:http://www.raywenderlich.com/3913/how-to-create-a-game-like-tiny-wings-part-2

教程截图:

如何制作一个类似tiny wings的游戏:第二部分(完)

  这是本系列教程的最后一部分,主要是教大家如何制作一个类似Tiny Wings的游戏。

  在预备教程中,我们学会了如何创建动态山丘纹理和背景纹理。

  在第一部分教程中,我们学会了如何动态创建游戏里所需要的山丘。

  在这篇教程中,也是本系列教程的最后一篇,我们将会学习到更加有意思的部分---如何往游戏里面添加主角,同时使用BOX2D来仿真主角的移动!

  再说明一下,这个教程系列是基于Sergey Tikhonov所写的一个非常好的demo project制作的---所以我要特别感谢Sergey!

  这个教程假设你对cocos2d和box2d已经很熟悉了。如果你对这两者还很陌生的话,建议你先阅读本博客上翻译的cocos2d教程box2d教程 

Getting Started

  如果你还没有准备好,可以先下载上一篇教程中完成的样例工程

  接下来,我们将添加一些基本的box2d代码。我们将创建一个box2d world和一些代码来激活debug drawing,同时还会添加一些测试用shape,以此确保BOX2D环境被正确搭建起来!

  首先,打开HelloWorldLayer.h,然后作如下修改:

// Add to top of file
#import " Box2D.h "
#define PTM_RATIO 32.0

// Add inside @interface
b2World * _world;

  这里包含了box2d的头文件和debug draw的头文件,同时定义一个_world变量来追踪box2d的world与debug draw类。

  同时,我们也声明了一个像素/米的转换率(PTM_RATIO)为32.回顾一下,这个变量主要作用是在box2d的单位(米)和cocos2d的单位(点)之间做转换。

  然后,我们在HelloWorldLayer.mm中添加一下新的方法,添加位置在init方法上面:

- ( void )setupWorld {
b2Vec2 gravity
= b2Vec2( 0.0f , - 7.0f );
bool doSleep = true ;
_world
= new b2World(gravity, doSleep);
}

- ( void )createTestBodyAtPostition:(CGPoint)position {

b2BodyDef testBodyDef;
testBodyDef.type
= b2_dynamicBody;
testBodyDef.position.Set(position.x
/ PTM_RATIO, position.y / PTM_RATIO);
b2Body
* testBody = _world -> CreateBody( & testBodyDef);

b2CircleShape testBodyShape;
b2FixtureDef testFixtureDef;
testBodyShape.m_radius
= 25.0 / PTM_RATIO;
testFixtureDef.shape
= & testBodyShape;
testFixtureDef.density
= 1.0 ;
testFixtureDef.friction
= 0.2 ;
testFixtureDef.restitution
= 0.5 ;
testBody
-> CreateFixture( & testFixtureDef);

}

  

  如果你对box2d很熟悉的话,上面这个方法只是一个回顾。

  setupWorld方法创建一个有重力的world--但是比标准的重力-9.8m/s^2要小一点点。

  createTestBodyAtPostition创建一个测试对象---一个25个点大小的圆。我们将使用这个方法来创建一个测试对象,每一次你点击屏幕就会在那个地方产生一个圆,不过这只是测试用,之后会被删除掉。

  你现在还没有完成HelloWorldLayer.mm--现在再作一些修改,如下所示:

// Add to the TOP of init
[self setupWorld];

// Replace line to create Terrain in init with the following
_terrain = [[[Terrain alloc] initWithWorld:_world] autorelease];

// Add to the TOP of update
static double UPDATE_INTERVAL = 1.0f / 60.0f ;
static double MAX_CYCLES_PER_FRAME = 5 ;
static double timeAccumulator = 0 ;

timeAccumulator
+= dt;
if (timeAccumulator > (MAX_CYCLES_PER_FRAME * UPDATE_INTERVAL)) {
timeAccumulator
= UPDATE_INTERVAL;
}

int32 velocityIterations
= 3 ;
int32 positionIterations
= 2 ;
while (timeAccumulator >= UPDATE_INTERVAL) {
timeAccumulator
-= UPDATE_INTERVAL;
_world
-> Step(UPDATE_INTERVAL,
velocityIterations, positionIterations);
_world
-> ClearForces();

}

// Add to bottom of ccTouchesBegan
UITouch * anyTouch = [touches anyObject];
CGPoint touchLocation
= [_terrain convertTouchToNodeSpace:anyTouch];
[self createTestBodyAtPostition:touchLocation];

  第一段代码,我们调用setupWorld方法来创建一个box2d世界。然后使用box2d的world来初始化Terrain类。这样,我们就可以使用这个world来创建山丘的body了。为此,我们将会写一些桩代码(placeholder)。

  第二段代码,我们调用_world->Step方法来运行物理仿真。注意,这里使用的是固定时间步长的实现方式,它比变长时间步长的方式物理仿真效果要更好。对于具体这个是怎么工作的,可以去看看我们的cocos2d书籍中关于box2d的那一章节内容。

  最后一段代码是添加到ccTouchesBegan里面,不管什么时候你点击屏幕,就会创建一个box2d的body。再说一下,这样做只是为了测试box2d环境可以run起来了。

  注意,我们这里得到的touch坐标是在地形的坐标之内。这是因为,地形将会滚动,而我们想知道地形的位置,而不是屏幕的位置。

  接下来,让我们修改一下Terrain.h/m。首先,修改Terrain.h,如下所示:

// Add to top of file
#import " Box2D.h "
#import " GLES-Render.h "

// Add inside @interface
b2World * _world;
b2Body
* _body;
GLESDebugDraw
* _debugDraw;

// Add after @interface
- ( id )initWithWorld:(b2World * )world;

  这里只是包含box2d头文件,然后创建一些实例变量来追踪box2d的world,以及山丘的body,还有支持debug drawing的对象。同时,我们还定义了初始化方法,它接收box2d的world作为参数。

  然后在Terrain.m中添加一个新的方法,位置在generateHills上面:

- ( void ) resetBox2DBody {

if (_body) return ;

CGPoint p0
= _hillKeyPoints[ 0 ];
CGPoint p1
= _hillKeyPoints[kMaxHillKeyPoints - 1 ];

b2BodyDef bd;
bd.position.Set(
0 , 0 );
_body
= _world -> CreateBody( & bd);

b2PolygonShape shape;
b2Vec2 ep1
= b2Vec2(p0.x / PTM_RATIO, 0 );
b2Vec2 ep2
= b2Vec2(p1.x / PTM_RATIO, 0 );
shape.SetAsEdge(ep1, ep2);
_body
-> CreateFixture( & shape, 0 );
}

  这里仅仅是一个辅助方法,用来创建山丘的的底部body,代表“地面”。这里只是暂时用这个方法,用来防止随机生成的圆会掉到屏幕之外去。之后,在我们建模好山丘后,我们会再次修改。

  目前,我们只是把第一个关键点和最后一个关键点用一条边连接起来。

  接下来,在Terrain.m中添加一些代码来调用上面的代码,同时建立起debug drawing:

// Add inside resetHillVertices, right after "prevToKeyPointI = _toKeyPointI" line:
[self resetBox2DBody];

// Add new method above init
- ( void )setupDebugDraw {
_debugDraw
= new GLESDebugDraw(PTM_RATIO * [[CCDirector sharedDirector] contentScaleFactor]);
_world
-> SetDebugDraw(_debugDraw);
_debugDraw
-> SetFlags(b2DebugDraw::e_shapeBit | b2DebugDraw::e_jointBit);
}


// Replace init with the following
- ( id )initWithWorld:(b2World * )world {
if ((self = [super init])) {
_world
= world;
[self setupDebugDraw];
[self generateHills];
[self resetHillVertices];
}
return self;
}

// Add at bottom of draw
glDisable(GL_TEXTURE_2D);
glDisableClientState(GL_COLOR_ARRAY);
glDisableClientState(GL_TEXTURE_COORD_ARRAY);

_world
-> DrawDebugData();

glEnable(GL_TEXTURE_2D);
glEnableClientState(GL_COLOR_ARRAY);
glEnableClientState(GL_TEXTURE_COORD_ARRAY);

  每一次山丘顶点被重置的时候,我们调用resetBox2DBody来创建可见部分山丘的body。目前,这个body是不变的(它只是添加了一条线,当作地面)。但是,接下来,我们将修改这个来建模可见部分的山丘。

  setupDebugDraw方法设置了激活box2d 对象debug drawing所需要的一些配置。如果你熟悉box2d的话,那么这个就是回顾啦。

  然后,你可能会奇怪,为什么debug draw的代码要放在Terrain.m文件中呢?而不是放在HelloWorldLayer.mm中呢?这是因为,这个游戏中的滚动效果是在Terrain.m中实现的。因此,为了使box2d的坐标系统和屏幕范围内可见部分的坐标系统匹配起来,我们就把debug drawing代码放在Terrain.m中了。

  最后一步,如果你现在想要编译的话,可能会出现几百个错误。这是因为Terrain.m导入了Terrain.h文件,而Terrain.h文件又包含了HelloWorldLayer.h文件,而它又导入了Box2D.h头文件。而不管什么时候,只要你在.m文件中使用c++的话,那么就会产生一大堆的错误。

  不过还好,解决办法非常简单---只要把Terrain.m改成Terrain.mm就可以了。

  编译并运行,现在,你点击一下屏幕,你会看到许多圆形对象掉在屏幕里面拉!

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在box2d里面为山丘定义body边界

  现在,我们只拥有一个box2d的shape代表屏幕的底部边界,但是,我们真正想要的是代表山丘边界的shape。

  幸运的是,因为我们拥有所有的线段了,所以添加边界会非常简单!

  • 我们有一个山丘顶部所有顶点的数组(borderVertices). 在上一个教程的resetHillVertices方法中,我们生成了这样一个数组。
  • 我们有一个方法,不管什么时候顶点为被改变了,它都会被调用,那就是resetBox2DBody.

  因此,我们需要修改resetBox2DBody方法,我们要为borderVertices组织中的每一个实体创建一条边,具体方法如下:

- ( void ) resetBox2DBody {

if (_body) {
_world
-> DestroyBody(_body);
}

b2BodyDef bd;
bd.position.Set(
0 , 0 );

_body
= _world -> CreateBody( & bd);

b2PolygonShape shape;

b2Vec2 p1, p2;
for ( int i = 0 ; i < _nBorderVertices - 1 ; i ++ ) {
p1
= b2Vec2(_borderVertices[i].x / PTM_RATIO,_borderVertices[i].y / PTM_RATIO);
p2
= b2Vec2(_borderVertices[i + 1 ].x / PTM_RATIO,_borderVertices[i + 1 ].y / PTM_RATIO);
shape.SetAsEdge(p1, p2);
_body
-> CreateFixture( & shape, 0 );
}
}

  这个新的实现首先看看是不是存在一个已有的box2d body,如果是的话,就销毁原来的body。

  然后,它创建一个新的body,循环遍历border vertices数组里面的所有顶点,这些顶点代表山丘顶部。对于每2个顶点,都将创建一条边来连接它们。

  很简单,对不对?编译并运行,现在,你可以看到一个带有斜坡的box2d body了,而且它沿着山丘的纹理边界。

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添加海豹

  我们之前把工程命名为Tiny Seal,可是并没有seal 啊!

  接下来,让我们把海豹添加进去!

  首先,下载并解压这个工程的资源文件,然后把"Sprite sheets“和"Sounds“直接拖到工程里去,对于每一个文件夹,都要确保“Copy items into destination group’s folder”被复选中,然后点击"Finish”。

  然后,点击File\New\New File,选择iOS\Cocoa Touch\Objective-C class,再点Next。选择CCSprite作为基类,再点Next,然后把文件命名为Hero.mm(注意,.mm是因为我们将使用到box2d的东西),最后点击Finish.

  接着,把Hero.h替换成下面的内容:

#import " cocos2d.h "
#import " Box2D.h "

#define PTM_RATIO 32.0

@interface Hero : CCSprite {
b2World
* _world;
b2Body
* _body;
BOOL _awake;
}

- ( id )initWithWorld:(b2World * )world;
- ( void )update;

@end

  这个也非常简单---只是导入box2d.h头文件,然后定义一些变量来追踪world和海豹的body.

  然后,打开Hero.mm,然后作如下修改:

#import " Hero.h "

@implementation Hero

- ( void )createBody {

float radius = 16.0f ;
CGSize size
= [[CCDirector sharedDirector] winSize];
int screenH = size.height;

CGPoint startPosition
= ccp( 0 , screenH / 2 + radius);

b2BodyDef bd;
bd.type
= b2_dynamicBody;
bd.linearDamping
= 0.1f ;
bd.fixedRotation
= true ;
bd.position.Set(startPosition.x
/ PTM_RATIO, startPosition.y / PTM_RATIO);
_body
= _world -> CreateBody( & bd);

b2CircleShape shape;
shape.m_radius
= radius / PTM_RATIO;

b2FixtureDef fd;
fd.shape
= & shape;
fd.density
= 1.0f ;
fd.restitution
= 0.0f ;
fd.friction
= 0.2 ;

_body
-> CreateFixture( & fd);

}

- ( id )initWithWorld:(b2World * )world {

if ((self = [super initWithSpriteFrameName: @" seal1.png " ])) {
_world
= world;
[self createBody];
}
return self;

}

- ( void )update {

self.position
= ccp(_body -> GetPosition().x * PTM_RATIO, _body -> GetPosition().y * PTM_RATIO);
b2Vec2 vel
= _body -> GetLinearVelocity();
b2Vec2 weightedVel
= vel;
float angle = ccpToAngle(ccp(vel.x, vel.y));
if (_awake) {
self.rotation
= - 1 * CC_RADIANS_TO_DEGREES(angle);
}
}

@end

  createBody方法为海豹创建了一个圆形的shape。这个方法和之前写过的createTestBodyAtPosition方法几乎没有什么区别,除了圆的大小和海豹图片的大小要匹配(不过实际上要比图片大小小一些,这样子碰撞检测效果会更好)

  同时,这里的摩擦系数(friction)设置为0.2(因为海豹是很滑的),同时反弹系数(restitution)设置为0(这样子,当海豹碰撞到山丘的时候就不会反弹起来了)。

  同时,我们也设置body的线性阻尼( linear damping),这样子海豹就会随着时间慢慢减速。同时,设置body的固定旋转为真,这样子,海豹在游戏里面就不会旋转body了。

  在initWithWorld方法里面,我们把精灵初始化为一个特定的精灵帧(seal1.png),同时保存一份world的指针,然后调用上面的createBody方法。

  这里的update方法基于box2d body的位置来更新海豹精灵的位置,同时基于海豹的body的速度来更新海豹精灵的旋转。

  接下来,你需要修改一下Terrain.h和Terrain.mm,因为,我们将要在Terrain.mm中添加一个sprite batch node。

  首先,打开Terrain.h,并作以下修改:

// Inside @interface
CCSpriteBatchNode * _batchNode;

// After @implementation
@property (retain) CCSpriteBatchNode * batchNode;

  然后,打开Terrain.mm,并作如下修改:

// Add to top of file
@synthesize batchNode = _batchNode;

// Add at bottom of init
_batchNode = [CCSpriteBatchNode batchNodeWithFile: @" TinySeal.png " ];
[self addChild:_batchNode];
[[CCSpriteFrameCache sharedSpriteFrameCache] addSpriteFramesWithFile:
@" TinySeal.plist " ];

  这里只是为TinySeal.png精灵表单创建了一个batch node,然后从TinySeal.plist文件中加载了精灵帧的定义信息到sprite frame cache中。

  差不多完成了!接下来,让我们修改HelloWorldLayer.h:

// Add to top of file
#import " Hero.h "

// Add inside @interface
Hero * _hero;

  同时修改HelloWorldLayer.mm:

// Add to bottom of init
_hero = [[[Hero alloc] initWithWorld:_world] autorelease];
[_terrain.batchNode addChild:_hero];

// In update, comment out the three lines starting with PIXELS_PER_SECOND and add the following
[_hero update];
float offset = _hero.position.x;

  编译并运行,你现在可以看到一只happy的海豹在屏幕左边了!

如何制作一个类似tiny wings的游戏:第二部分(完)

  但是,看起来有起奇怪,它在屏幕之外!如果我们把它往右边挪一下,那样子看起来会更好。

  当然,这个改起来很简单!打开Terrain.mm,然后把setOffsetX改成下面的样子:

- ( void ) setOffsetX:( float )newOffsetX {
CGSize winSize
= [CCDirector sharedDirector].winSize;

_offsetX
= newOffsetX;
self.position
= CGPointMake(winSize.width / 8 - _offsetX * self.scale, 0 );
[self resetHillVertices];
}

  这里把海豹的位置旋转在屏幕的1/8处,这样子海豹看起来就会往右边一点点了。编译并运行,现在可以看到海豹的全貌啦!

如何制作一个类似tiny wings的游戏:第二部分(完)

使海豹移动

  我们离一个完整的游戏越来越近了---我们有一只海豹,我们只需要让它飞起来就可以啦!

  我们采取的策略如下:

  • 第一次点击屏幕的时候,我们让海豹稍微往右边跳起来一点点,代表开始了!
  • 不管什么时候点击屏幕,我们应用一个冲力使海豹往下落。当海豹下山时,会使它的速度变得更快,这样到下一个山头的时候就可以飞起来了。
  • 添加一些代码让海豹移动的距离稍微远一点,我们可不想让我们的海豹卡住!

  让我们来实现这些策略吧!打开Hero.h,作如下修改:

// Add after @implementation
@property ( readonly ) BOOL awake;
- ( void )wake;
- ( void )dive;
- ( void )limitVelocity;

  然后对Hero.mm作如下修改:

// Add to top of file
@synthesize awake = _awake;

// Add new methods
- ( void ) wake {
_awake
= YES;
_body
-> SetActive( true );
_body
-> ApplyLinearImpulse(b2Vec2( 1 , 2 ), _body -> GetPosition());
}

- ( void ) dive {
_body
-> ApplyForce(b2Vec2( 5 , - 50 ),_body -> GetPosition());
}

- ( void ) limitVelocity {
if ( ! _awake) return ;

const float minVelocityX = 5 ;
const float minVelocityY = - 40 ;
b2Vec2 vel
= _body -> GetLinearVelocity();
if (vel.x < minVelocityX) {
vel.x
= minVelocityX;
}
if (vel.y < minVelocityY) {
vel.y
= minVelocityY;
}
_body
-> SetLinearVelocity(vel);
}

  这个wake方法应用一个冲力(impulse)使得海豹刚开始往右上方飞。

  dive方法应用一个比较大的向下的冲力,和一个比较小的向右的力。这个向下的冲力会使得海豹往山丘上撞,这时,山丘的斜坡越大,那么小鸟就飞得越高。(应该是上山的时候,下山相反)

  limitVelocity方法确保海豹速度至少在 x轴方向5m/s²,Y轴方向-40m/s²。

  基本上要完成了---只需要再修改一下HelloWorldLayer类。首先打开HelloWorldLayer.h,然后添加一个新的实例变量:

BOOL _tapDown;

  同时修改HelloWorldLayer.mm:

// Add at the top of the update method
if (_tapDown) {
if ( ! _hero.awake) {
[_hero wake];
_tapDown
= NO;
}
else {
[_hero dive];
}
}
[_hero limitVelocity];

// Replace ccTouchesBegan with the following
- ( void )ccTouchesBegan:(NSSet * )touches withEvent:(UIEvent * ) event {
[self genBackground];
_tapDown
= YES;
}

// Add new methods
- ( void )ccTouchesEnded:(NSSet * )touches withEvent:(UIEvent * ) event {
_tapDown
= NO;
}

- ( void )ccTouchesCancelled:(NSSet * )touches withEvent:(UIEvent * ) event {
_tapDown
= NO;
}

  编译并运行,现在你有一只可以飞的海豹啦!

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修正海豹身体的摇晃

  你可能注意到了,当海豹往下飞的时候,身体摇摇晃晃的。

  一种方式就是,使用之前的线性速度和现在得到的速度作加权平均。

  让我们来实现一下。先打开Hero.h:

// Add to top of file
#define NUM_PREV_VELS 5

// Add inside @interface
b2Vec2 _prevVels[NUM_PREV_VELS];
int _nextVel;

  然后修改Hero.mm的update方法:

- ( void )update {

self.position
= ccp(_body -> GetPosition().x * PTM_RATIO, _body -> GetPosition().y * PTM_RATIO);
b2Vec2 vel
= _body -> GetLinearVelocity();
b2Vec2 weightedVel
= vel;

for ( int i = 0 ; i < NUM_PREV_VELS; ++ i) {
weightedVel
+= _prevVels[i];
}
weightedVel
= b2Vec2(weightedVel.x / NUM_PREV_VELS, weightedVel.y / NUM_PREV_VELS);
_prevVels[_nextVel
++ ] = vel;
if (_nextVel >= NUM_PREV_VELS) _nextVel = 0 ;

float angle = ccpToAngle(ccp(weightedVel.x, weightedVel.y));
if (_awake) {
self.rotation
= - 1 * CC_RADIANS_TO_DEGREES(angle);
}
}

  这里使用之前的5个线性速度作加权平均,然后使用平均值来修正海豹的旋转。编译并运行,现在你可以看到更加平滑的海豹啦!

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缩小

  Tiny Wings有一个很酷的特性就是,你飞得越高,那么屏幕就会越小。这使得视觉感观更加逼真!

  为了实现这个,我们只需要在HelloWorldLayer.mm的update方法里面的[_hero update]调用之后,再添加下面代码就行了:

CGSize winSize = [CCDirector sharedDirector].winSize;
float scale = (winSize.height * 3 / 4 ) / _hero.position.y;
if (scale > 1 ) scale = 1 ;
_terrain.scale
= scale;

  如果hero在winSize.height*3/4以下,那么scale就为1.如果它大于winSize.height*3/4,那么scale就会小于1,就会有缩小的感觉了。

  编译并运行,现在看看你能飞多高吧!

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免费的动画和音乐

  你懂的,我不能让你们这些粉丝没有一些免费的动画和音乐可玩。:)

  只需要花上几秒钟的时间就可以使游戏变得更有趣!首先,打开Hero.h,并作如下修改:

// Add inside @interface
CCAnimation * _normalAnim;
CCAnimate
* _normalAnimate;

// Add after @interface
- ( void )nodive;
- ( void )runForceAnimation;
- ( void )runNormalAnimation;

  这里声明我们即将创建的动画,还有一个新方法将在海豹没有diving的时候被调用。

  接下来,修改Hero.mm:

// Add new methods
- ( void )runNormalAnimation {
if (_normalAnimate || ! _awake) return ;
_normalAnimate
= [CCRepeatForever actionWithAction:[CCAnimate actionWithAnimation:_normalAnim]];
[self runAction:_normalAnimate];
}

- ( void )runForceAnimation {
[_normalAnimate stop];
_normalAnimate
= nil;
[self setDisplayFrame:[[CCSpriteFrameCache sharedSpriteFrameCache] spriteFrameByName:
@" seal_downhill.png " ]];
}

- ( void )nodive {
[self runNormalAnimation];
}

// Add at bottom of initWithWorld:
_normalAnim = [[CCAnimation alloc] init];
[_normalAnim addFrame:[[CCSpriteFrameCache sharedSpriteFrameCache] spriteFrameByName:
@" seal1.png " ]];
[_normalAnim addFrame:[[CCSpriteFrameCache sharedSpriteFrameCache] spriteFrameByName:
@" seal2.png " ]];
_normalAnim.delay
= 0.1 ;

  

  这里为海豹的正常飞行创建了动画效果,同时添加一个方法来播放这个动画。diving动画实际上只是一个精灵帧,因此我们添加了一个辅助方法来完成divng动画的播放。

  最后,我们修改一下HelloWorldLayer.mm:

// At top of file
#import " SimpleAudioEngine.h "

// At end of init
[[SimpleAudioEngine sharedEngine] playBackgroundMusic: @" TinySeal.caf " loop:YES];

// At start of update, add an else case for the if (_tapDown):
else {
[_hero nodive];
}

// Inside ccTouchesBegan
[_hero runForceAnimation];

// Inside ccTouchesEnded AND ccTouchesCancelled
[_hero runNormalAnimation];

  最后,打开Terrian.mm,注释掉draw方法里面的_world->DrawDebugData。

  编译并运行代码,大功造成了!

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何去何从?

  这里有本系列教程的全部源代码

  到目前为止,你有一个基本的游戏框架可以玩了。为什么不尝试着完善这个游戏呢?把海豹移动的行为修改得更加逼真、更加平滑一些?或者,你可以添加一些物品和道具,充分发挥你的想象力吧!

  如果你扩展了本项目,不妨拿出来分享一下,大家一起学习一下吧!

PS:译者水平有限,翻译不准的地方望不吝指出,谢谢!

 

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