[置顶] Cocos2d-x 类COC手游与RTS(即时战略)游戏的编程实践总结


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概述


先来看一段视频。这个视频很短。4分钟。是我的一个技术demo演示视频。

http://www.tudou.com/programs/view/HL-ZWZkUw9k/?lvt=97&resourceId=0_07_10_28


这个技术演示demo可以在这里下载到安卓平台的APK包:

http://download.csdn.net/detail/stevenkylelee/7929017


2014.08.13-2014.09.15 这一个月左右的时间里,

我独自一人在家做了上面视频中技术演示的demo。

用的是Cocos2d-x引擎。说到Cocos2d-x,我接触有一年了。


这个demo中的图片资源都是我自己网上找的。

而按钮等UI是我用PS自己画的,主要是网上找不到合适的UI。

下方的方形按钮,是我模仿COC的来画的。


下面截图是Windows上开发环境(VS2013)运行的效果:


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下图是编译到了安卓手机运行的效果:


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从上面的视频和截图可以看到,一个月里,对于制作类COC游戏,我在技术上进行了一些尝试和探索。

我之前没怎么做过游戏,尝试去做,可以发现编写这类游戏会遇到哪些问题,并且思考怎样解决。

算是一种积累经验吧。


关于COC,大家应该都不陌生。

Supercell公司成立于3年前,后来推出了一款叫 Clash of Clans 的移动游戏,简称COC。

这款手游后来成为了地球上2014年最赚钱的手游,并且Supercell市值飙到了30亿美元。

关于COC的报道可以看看这2篇文章:

《COC开发商Supercell:3年从0到30亿美元》,《SC官方2013年COC营收9亿美元!利润4.64亿美元!》

大家感兴趣的话,也可以网上自己搜搜关于COC的更多信息。


最初我是想模仿制作一个类COC的手游(也许最终会和COC有很大的不同),并且加入RTS游戏的元素。

比如:可以直接选中和控制兵的移动和攻击,增加操作感等。

为什么我会想加入RTS的元素呢?

因为,很久很久以前,我是一个魔兽3遭遇战玩家,曾经BN亚洲战网排名前100-200。


在视频中,你会看到。我已经实现的游戏功能有:摆放建筑,拖曳和缩放游戏场景,单位兵种移动和简单的攻击。

我没有加入任何游戏的业务逻辑代码。因为我想搭建一个基础框架或者是理清一下思路。

熟悉编写这种游戏后,可以改成:RPG(角色扮演),RTS(即时战略),SLG(策略),塔防等多种类型的游戏。

试想一下,如果用做RTS的技术来做一个塔防有多酷。

RTS对现实世界有更仿真的模拟,但同时技术含量肯定也会比《保卫萝卜》等高。

这就是之前为什么说“也许最终会和COC有很大的不同”的原因。


COC这类的游戏,相对其他手游来说,编写的难度要复杂很多。

下面总结一下,目前我已知的,编写类COC游戏会遇到的技术点。


编写类COC游戏的一些技术点


1.操作的策划。

是先定义好操作规则然后实现,还是一面做一面想一面改?

我觉得可能是后者,除非一点都不创新,想原封不动地照搬“被抄袭的产品”。

一开始谁都不太可能把整个系统,整个规则都想清楚,都定义下来。

因为我是一个人,所以,我是一面做一面想一面改。

我一开始不可能把各种细节都想清楚,所以是先做着看看。

腾讯的《城堡争霸》是一款仿COC的产品,操作上和COC有一些不同。

比如:移动建筑,手指放开的时候,就直接摆下建筑了。而COC还要再点击一下确定摆下建筑。

在操作上,COC多了一个再次点击。


2.操作代码的编写

COC这种游戏,是一种游戏元素很多的游戏。通常上面有树、石头,建筑,各种兵种角色单位等。

有3种基本操作。

1.单个手指滑动代表拖曳游戏场景。

2.两个手指代表缩放游戏场景。

3.点击屏幕同时也代表选中一个单位。

腾讯的《城堡争霸》的2个手指的捏合缩放是和COC不同的。

《城堡争霸》的实现算是“中心缩放”,不能同时移动游戏场景。

我的实现是仿COC,看视频就知道了,缩放场景的同时还能控制场景移动。

拖动与缩放还需要有限制:不能移动到游戏世界区域之外,看到游戏世界外面的黑块。不能无限放大和缩小。

我目前只做了缩放的限制,还没做移动的限制。移动限制的话,有点麻烦,和缩放是有关系的。

观察COC就会发现,如果在一个建筑上面按下手指,如果没有拖动的话,就是选择这个建筑。

如果拖动了,就不会选择这个建筑,而只是拖动游戏场景。

所以,程序中要做一些判断和记录:是否有拖动等。


像我这种,还加入了RTS控制元素,

可以选择行动体单位并且控制它进行移动和攻击,

这会让操作控制代码变得更复杂。

对于这种复杂的操作,我是用状态机来解决。

在onTouchesBegan,onTouchesMoved,onTouchesEnded 3个触摸函数中都弄了状态机。

触摸函数肯定用的是多点触摸,否者没法搞双手指捏合缩放。

我新建一个触摸层来专门处理触摸,因为操作的控制本身就很复杂,这样做可以分割复杂度。


我的onTouchesMoved的代码截图:


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外层代码,先判断是一个点触摸了,还是2个点同时触摸。

然后在2个判断分支中都做switch-case的状态机处理。

有看过设计模式的同学可能会知道,用switch-case写状态机代码是“幼稚的”

我觉得,如果在尝试阶段,还没想清楚的时候,用switch-case也无妨。

等我想清楚的时候,我可能会改成状态模式的实现。


3.角色的AI


COC中有一些行动自治体”,

比如,有一些角色,会到处走动,一下子摸摸树一下子摸摸石头。空降兵到敌人领地时会进行自动攻击等。

这是一些什么三消,跑酷类游戏都没有的。

编写这些AI,让玩家有一种在“世界”中的感觉,是相对于其他类型的手游额外多出来的部分。

基本上用状态机建模,都可以搞定这些AI。

但目前我的实现程度,还没有做“行动自治体”。


寻路也属于AI部分,求最短路径的A*算法就是人工智能领域中的算法。

其实COC中的寻路是比较简单的,相比红警,帝国,魔兽等这种真正的RTS游戏来说。

我的游戏中用的寻路也是A*,关于A*算法,可以参考下我写的这篇文章:

《Cocos2d-x 地图行走的实现3:A*算法》

http://blog.csdn.net/stevenkylelee/article/details/38456419

之前我有尝试,把寻路算法改成开一个线程来计算,这样的话,就可以不卡住界面。

传统软件的编写经常这样用。

但后来再改的过程中遇到不少麻烦和问题,遂暂时搁浅之。


编写真正的RTS游戏的技术点


COC其实并不是一个真正RTS游戏,而是一个经营策略类游戏。

之前提到了,我想加入RTS游戏的元素,那么我们来看看RTS游戏有什么技术点。


1.不允许行动体互相穿越的限制


COC的人物是允许互相穿越的,就是2个行动单位可以互相重叠在一起。
魔兽3的行动单位则不允许。不允许互相穿越是基于现实的模拟。
正是因为不允许穿越,魔兽3才有了“卡位”,”M围杀“等各种操作技巧。
我在实践的过程中发现,魔兽的限制穿越的编写处理是比较麻烦的。
我个人猜测可能Supercell感觉这个问题实在是有点费神,所以就允许穿越了,不做那么真实的模拟。
允许穿越,实际上会极大降低程序的编写复杂度,为什么这样说呢?听我娓娓道来。

不允许穿越通常是用碰撞检测的方法来做,
如果游戏场景很大的话,为了降低碰撞检测的时间复杂度, 需要做空间分割处理。

不允许穿越会涉及更多的AI问题。比如:”移动碰头死锁“。

呵呵,移动碰头死锁“是我自己发明的名词,用来描述这样一种场景:

在一个狭小且长的通路中,比如一座桥、一个巷子里面、树林的间隙中,或者甚至是空地,

有2个单位,A从左向右行走,B从右向左行走,这2个单位都在同一个水平线上,

那么就有一个”你不让我,我不让你“的问题。

用我的游戏截图,如下图:


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上图,A和B都往对方的方向走去,在某个时间上,他们会”碰头“,如下图:


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如果没有AI控制的话,就会出现互不相让的”死锁“,双方都在不断往对方的方向”推“

这种情况,我们需要编写AI去决定A和B如何谦让,然后,再行动到各自的目的地。

目前我的做法比较简单,有一个行动体可能会停下来,然后另一个行动体绕过他。

或者是2个行动体都停下来。玩家需要重新控制行动。

这种做法会让玩家觉得游戏中的人物很”蠢“且自己很麻烦,行动体不会聪明避让且需要自己重新控制行动。


还有就是”集体行动“时的控制。如下图:


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控制了一帮人往一个地方走,他们之间是不允许互相重叠的。

在碰撞检测中,如果发生了碰撞,需要判断,是之前说的“碰头”还是“大家往同一个方向走”的情况。

如果是非碰头情况,我的做法是:等待前面的单位移动出空位之后,后面的单位才上前挪一点。

代码截图:


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从上面代码可以看到,我仅仅是暂停了Node节点的移动Action。

如果检测发现没有碰撞了,就恢复执行之前的MoveTo动作。

目前我的实现还有缺陷,并不完善。

在某种情况下,集体行动,会出现“穿越”的问题,

但在大部分情况下是可以保持不越穿的。


实际上,防穿越还会涉及更多的细节问题,这里我就不一一列举了。

从上可以看到,如果加入了防穿越,会让程序复杂很多。

允许穿越的话,什么“碰头死锁”,“集体移动”等问题都没有了。

从复杂度、开发成本等各方面因素考虑,我想这是Supercell不做防穿越的原因。


2.行军算法、布阵算法


在魔兽3中,控制部队达到某地,是有行动队形的。

目前我还没有仔细去考虑如何做,但这个在RTS游戏中是存在的。


另一个问题是关于布阵。仔细观察和研究魔兽3,

选中8个农民到某地,那8个农民到目的地后,有一个类似于矩形的阵型


规则布阵这个问题,我也没仔细考虑。

但不可避免的是随机阵型总要考虑,就是说,如下这种情况:

选中了N个单位,然后指挥他们到某处。这N个单位因为受之前的仿穿越限制,

他们不能集中在一个点上。那么,如何确定各个单位的目的点?

我的做法是:在目的点,进行BFS(宽度优先搜索),寻找每个单位可以被容纳的位置,

为什么用BFS算法?因为BFS有圆形向外扩展的特性。

我的代码截图如下:


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有一个细节是,如何保持原先的集体“布局”?

看下图:


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A,B,C 对于整个选中的单位集合来说,有自己所处的位置。

移动这些单位到另一处,好的做法是,也同时保持他们原先在集体中的位置。

因为,这样做是对整体行军来说,总体移动成本最小。

总体移动成本就是说,对于集体中每个行动单位的行动耗时、路径长度等之和。

总体移动成本越小,给玩家的感觉就越和谐。


我在实践中,发现了这个问题,做了一些简单处理。

目前来说,效果并不怎么好。


3.A过去如何做


玩魔兽的朋友都知道“A过去”的含义吧?

A过去就是“攻击过去”的意思,源于魔兽3的A键控制。


“过去攻击”包括2个分解步骤,1.先走过去,2.达到攻击范围后,开始攻击。

A过去有2个作用点:1.玩家A的是地板。2.玩家A的是一个游戏实体,某个敌军单位、建筑等。

玩家A的是地板的话,AI逻辑是:控制行动体走到A的目的点,

如果在行动的过程中有敌军进入了攻击范围,就攻击,歼灭了敌军,继续走到目的点。

玩家A的是某个游戏实体的话,AI逻辑是:记住被A的那个目标实体,追着他打,直到目标被歼灭。


红警的A,坦克会用炮弹攻击地面。

魔兽3的A,只有控制投石车才会攻击地面。


目前我还没实现A过去的逻辑。


4.单位大小通过限制


魔兽3中的食尸鬼可以通过的地方,剑圣不一定能通过。

因为,食尸鬼、剑圣、尸魔 等 的体积不一样。

单纯的A*算法,只是能找到有联通的最短路径。

剑圣的寻路是怎样做的?

是不是要在A*算法作用的瓦片方格上,把剑圣不能通过的地方,给填充上,再执行A*呢?

这个问题我没想清楚。目前我的游戏也不处理这点。


综上浅谈的4点就可以看到像魔兽这样的RTS游戏编写的难度。

实际上编写一个真正的RTS还远不止这4点那么简单,想想 战争迷雾、地形 等等。

肯定还有一些未知的技术难点,我还没意识到。


考虑用数据驱动的方式编写游戏


所谓的数据驱动,就是用一些配置来控制游戏的显示、行为等。

我的demo目前是用COC和其他游戏的素材来做的,

以后要改成 RPG,塔防什么的,肯定不能盗用别人的美术资源,是吧。


为了方便换皮。游戏实体的显示、动画的显示。我都用了配置来搞。如下图:


动画表:


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精灵表


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行动体的显示控制表



等等。有10个表了。


这些配置表,用Excel来做,然后另存为CSV。

程序去解析CSV文件数据。

关于CSV数据的解析,我写过一个比较完善的类,

有兴趣的话,看看我的这篇博客:CSV文件格式解析器的实现:从字符串Split到FSM》:

http://blog.csdn.net/stevenkylelee/article/details/38309147

目前,我的这个demo也只用了CSV类型的数据做配置,

并且也是我用之前博客中写的那个CSV类去做解析。


思考的过程


这里也和大家分享下,我思考的过程。

《暗时间》这本书中讲过,思考是要借助笔和纸的。记录下当前自己探索到的、思考到的步骤和环境。

以便于回溯思维的时候,防止忘记自己推理到哪一步了。


一个人独立开发,很多时候是自己和自己对话。自己提出设想,自己论证。

这种情况就更加需要笔和纸。


下面是我的一些草稿纸截图。


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最后


目前我没发现市面上有任何一本书去教如何写RTS游戏。

一个月的尝试,还是有价值的。

仅仅是做类COC的话,感觉并不很复杂。

而一旦加入真正的RTS元素,就知道红警、帝国、魔兽的技术含量有多高了。

腾讯等公司可以模仿出COC,什么城堡争霸,陌陌争霸 等。

但他们目前做不了“类魔兽3”,“类星际2”,

魔兽争霸3 不仅是一个真正的现代RTS,还是3D的。

我估计,不是他们不想,而是“类魔兽3”这个玩意“确实有点难度”。


目前本人入游戏领域不久,菜鸟一枚,

欢迎游戏同行与我交流讨论。










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