Java解析魔兽争霸3录像W3G文件（一）：Header

魔兽争霸3是一款非常著名的即时战略游戏。相信很多人都听过sky、moon、grubby这些名字，还有塔魔infi、中国的鬼王ted、刚猛的fly、飘逸的th000等选手。遗憾的是WCG2013是魔兽争霸3的最后一届，我自己也去现场观看了魔兽的总决赛。此外，还有DOTA、真三、澄海3C等著名的地图。

魔兽争霸的录像大家都知道，是用来回放的，文件后缀名是.w3g，保存在魔兽争霸下的REPLAY目录下。现在很多软件可以分析魔兽争霸录像，直接可以查看录像的玩家、地图，以及玩家的APM等信息。

最近在YY对战平台打魔兽，经常能遇到Java程序员，说明Java程序员中有很多魔兽争霸3的玩家，这里将Java解析魔兽争霸3录像的方法贡献给同是WAR3玩家的小伙伴们。

魔兽争霸3录像文件由一个头部（Header）和多个压缩数据块（compressed data blocks）组成。本文主要内容是解析Header部分，压缩数据块部分的解析会在后续的博文中详细介绍。

Header结构：

Header部分包含了录像的最基本的信息，大小是固定的前68个字节，此后的全部是压缩数据块。对于1.06版本及之前的录像，Header部分大小是64字节，由于版本太古老这里就不考虑了。下面的代码中也不再支持老版本的录像。

Header中每个部分的意义：

1~28字节（28个字符）：固定的字符串"Warcraft III recorded game\0x1A\0"。
29~32字节（4个字节）：Header部分的总字节数，对于1.07版本及之后，是68(0x44)，对于1.06版本及之前是64(0x40)。
33~36字节（4个字节）：压缩数据块的压缩数据总字节数，即解压前。
37~40字节（4个字节）：录像版本标识（0表示1.06版本及之前版本，1表示1.07版本及之后版本）。
41~44字节（4个字节）：压缩数据块解压缩后的总字节数。
45~48字节（4个字节）：压缩数据块的个数。
49~52字节（4个字节）：一个字符串标识，"WAR3"表示非冰封王座，"W3XP"表示冰封王座。
53~56字节（4个字节）：版本号（例如24即是1.24版本）。
57~58字节（2个字节）：构建号（build number）。
59~60字节（2个字节）：0x0000表示单人游戏，0x8000(十进制32768)表示多人游戏。
61~64字节（4个字节）：录像时长（毫秒数），需要注意的是，这个时长不包括游戏中暂停的时长。
65~68字节（4个字节）：Header部分CRC32校验码（包含这四个字节但是要都设为0）。

可以使用EditPlus的Hex Viewer方式打开w3g文件查看Header部分。

在这里可以发现一个问题，除了第一个字符串"Warcraft III recorded game\0x1A\0"以外，其他每个部分的字节顺序都是倒过来的。例如Header部分总字节数是0x44000000，"W3XP"字符串顺序是"PX3W"。这是因为这里使用的是小字节序（Little-Endian），也就是字节顺序和正常的顺序完全相反，所以在读取的时候应该将其倒过来读。

Java解析Header：

知道了Header部分的结构，下面就可以用Java语言来解析Header了。

首先定义一个Replay类，表示一场录像，构造函数传入录像文件File。为了方便，将文件转换成字节数组，再将字节数组传给Header类进行处理。

Replay.java

package com.xxg.w3gparser;

import java.io.ByteArrayOutputStream;
import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.IOException;

public class Replay {
	
	private Header header;
	
	public Replay(File w3gFile) throws IOException, W3GException {
		
		byte[] fileBytes = fileToByteArray(w3gFile);
		header = new Header(fileBytes);

	}

	/**
	 * 将文件转换成字节数组
	 * @param w3gFile 文件
	 * @return 字节数组
	 * @throws IOException
	 */
	private byte[] fileToByteArray(File w3gFile) throws IOException {

		FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream(w3gFile);
		ByteArrayOutputStream byteArrayOutputStream = new ByteArrayOutputStream();

		byte[] buffer = new byte[1024];
		int n;
		
		try {
			while((n = fileInputStream.read(buffer)) != -1) {
				byteArrayOutputStream.write(buffer, 0, n);
			}
		} finally {
			fileInputStream.close();
		}
		
		return byteArrayOutputStream.toByteArray();
	}

	public Header getHeader() {
		return header;
	}
	
}

在Header类中，按小字节序读取所有的Header信息。Header的最后四个字节是CRC32循环冗余检验码，Java中可以使用java.util.zip.CRC32类来计算，下面的代码中校验了计算结果和Header中是否一致。有关CRC32的介绍可以查看相关资料，这里不再介绍。

Header.java

package com.xxg.w3gparser;

import java.util.zip.CRC32;

public class Header {
	
	public static final String BEGIN_TITLE = "Warcraft III recorded game\u001A\0";
	
	private long headerSize;

	private long compressedDataSize;

	private long headerVersion;

	private long uncompressedDataSize;

	private long compressedDataBlockCount;

	private String versionIdentifier;

	private long versionNumber;

	private int buildNumber;

	private int flag;

	private long duration;

	public Header(byte[] fileBytes) throws W3GException {
		
		// 读取开头的字符串"Warcraft III recorded game\u001A\0"
		String beginTitle = new String(fileBytes, 0, 28);
		System.out.println("1-28字节：" + beginTitle);
		if (!BEGIN_TITLE.equals(beginTitle)) {
			throw new W3GException("录像格式不正确。");
		}

		// header部分总大小（版本小于或等于V1.06是0x40(64)，版本大于或等于V1.07是0x44(68)）
		headerSize = LittleEndianTool.getUnsignedInt32(fileBytes, 28);
		System.out.println("29-32字节：" + headerSize);
		if (headerSize != 0x44) {
			throw new W3GException("不支持V1.06及以下版本的录像。");
		}

		// 压缩文件大小
		compressedDataSize = LittleEndianTool.getUnsignedInt32(fileBytes, 32);
		System.out.println("33-36字节：" + compressedDataSize);

		// header版本（版本小于或等于V1.06是0，版本大于或等于V1.07是1）
		headerVersion = LittleEndianTool.getUnsignedInt32(fileBytes, 36);
		System.out.println("37-40字节：" + headerVersion);
		if (headerVersion != 1) {
			throw new W3GException("不支持V1.06及以下版本的录像。");
		}

		// 解压缩数据大小
		uncompressedDataSize = LittleEndianTool.getUnsignedInt32(fileBytes, 40);
		System.out.println("41-44字节：" + uncompressedDataSize);

		// 压缩数据块数量
		compressedDataBlockCount = LittleEndianTool.getUnsignedInt32(fileBytes, 44);
		System.out.println("45-48字节：" + compressedDataBlockCount);

		// WAR3：非冰封王座录像，W3XP冰封王座录像
		versionIdentifier = LittleEndianTool.getString(fileBytes, 48, 4);
		System.out.println("49-52字节：" + versionIdentifier);

		// 版本号（例如1.24版本对应的值是24）
		versionNumber = LittleEndianTool.getUnsignedInt32(fileBytes, 52);
		System.out.println("53-56字节：" + versionNumber);

		// Build号
		buildNumber = LittleEndianTool.getUnsignedInt16(fileBytes, 56);
		System.out.println("57-58字节：" + buildNumber);

		// 单人游戏（0x0000） 多人游戏（0x8000，对应十进制32768）
		flag = LittleEndianTool.getUnsignedInt16(fileBytes, 58);
		System.out.println("59-60字节：" + flag);

		// 录像时长（毫秒）
		duration = LittleEndianTool.getUnsignedInt32(fileBytes, 60);
		System.out.println("61-64字节：" + duration);

		// CRC32校验码
		long crc32 = LittleEndianTool.getUnsignedInt32(fileBytes, 64);
		System.out.println("65-68字节：" + crc32);

		// 这里来校验CRC32，将最后四位也就是CRC32所在的四个字节设为0后计算CRC32的值
		CRC32 crc32Tool = new CRC32();
		crc32Tool.update(fileBytes, 0, 64);
		crc32Tool.update(0);
		crc32Tool.update(0);
		crc32Tool.update(0);
		crc32Tool.update(0);
		System.out.println("计算CRC32：" + crc32Tool.getValue());

		// 判断Header中后四位读取的CRC32的值和计算得到的值比较，看是否一致
		if (crc32 != crc32Tool.getValue()) {
			throw new W3GException("Header部分CRC32校验不通过。");
		}
	}

	public long getHeaderSize() {
		return headerSize;
	}

	public long getCompressedDataSize() {
		return compressedDataSize;
	}

	public long getHeaderVersion() {
		return headerVersion;
	}

	public long getUncompressedDataSize() {
		return uncompressedDataSize;
	}

	public long getCompressedDataBlockCount() {
		return compressedDataBlockCount;
	}

	public String getVersionIdentifier() {
		return versionIdentifier;
	}

	public long getVersionNumber() {
		return versionNumber;
	}

	public int getBuildNumber() {
		return buildNumber;
	}

	public int getFlag() {
		return flag;
	}

	public long getDuration() {
		return duration;
	}
	
}

Header中用到了LittleEndianTool是用来按小字节序读取数据的工具类。

LittleEndianTool.java

package com.xxg.w3gparser;

/**
 * Little-Endian（小字节序）工具类
 * @author 叉叉哥（[email protected]）
 */
public class LittleEndianTool {

	/**
	 * 以Little-Endian（小字节序）方式读取字节数组中的一个16位（2个字节）无符号整数
	 * @param bytes 字节数组
	 * @param offset 开始字节的位置索引
	 * @return 16位（2个字节）无符号整数
	 */
	public static int getUnsignedInt16(byte[] bytes, int offset) {
		int b0 = bytes[offset] & 0xFF;
		int b1 = bytes[offset + 1] & 0xFF;
		return b0 + (b1 << 8);
	}
	
	/**
	 * 以Little-Endian（小字节序）方式读取字节数组中的一个32位（4个字节）无符号整数
	 * @param bytes 字节数组
	 * @param offset 开始字节的位置索引
	 * @return 32位（4个字节）无符号整数
	 */
	public static long getUnsignedInt32(byte[] bytes, int offset) {
		long b0 = bytes[offset] & 0xFFl;
		long b1 = bytes[offset + 1] & 0xFFl;
		long b2 = bytes[offset + 2] & 0xFFl;
		long b3 = bytes[offset + 3] & 0xFFl;
		return b0 + (b1 << 8) + (b2 << 16) + (b3 << 24);
	}
	
	/**
	 * 以Little-Endian（小字节序）方式读取字节数组中的字符串
	 * @param bytes 字节数组
	 * @param offset 开始字节的位置索引
	 * @param length 需要读取的长度
	 * @return 读取的字符串
	 */
	public static String getString(byte[] bytes, int offset, int length) {
		byte[] temp = new byte[length];
		for(int i = 0; i < length; i++) {
			temp[i] = bytes[offset + length - i - 1];
		}
		return new String(temp);
	}

}

这里需要注意的是，Java中int类型4个字节大小，但是由于是有符号的整数，补码的最高位是符号位，所以对于Header中的4个字节的无符号整数，必须要用long类型才足够。2个字节的无符号整数需要使用Java中的int而不能是short。

另外，Header中用到了W3GException异常。

W3GException.java

package com.xxg.w3gparser;

public class W3GException extends Exception {
	
	public W3GException(String message) {
		super(message);
	}
	
}

最后用main方法调用这些代码来测试。

Test.java

package com.xxg.w3gparser;

import java.io.File;
import java.io.IOException;

public class Test {

	public static void main(String[] args) throws IOException, W3GException {
		
		Replay replay = new Replay(new File("E:/魔兽争霸3冰封王座/REPLAY/100729_[NE]EHOME.ReMinD_VS_[ORC]WemadeFOX_Lyn_EchoIsles_RN.w3g"));
		
		Header header = replay.getHeader();
		System.out.println("WAR3录像基本信息为：");
		System.out.println("版本：1." + header.getVersionNumber() + "." + header.getBuildNumber());
		long duration = header.getDuration();
		long second = (duration / 1000) % 60;
		long minite = (duration / 1000) / 60;
		if (second < 10) {
			System.out.println("时长：" + minite + ":0" + second);
		} else {
			System.out.println("时长：" + minite + ":" + second);
		}
	}

}

输出结果：

1-28字节：Warcraft III recorded game  
29-32字节：68
33-36字节：125736
37-40字节：1
41-44字节：311296
45-48字节：38
49-52字节：W3XP
53-56字节：24
57-58字节：6059
59-60字节：32768
61-64字节：783600
65-68字节：1414752232
计算CRC32：1414752232
WAR3录像基本信息为：
版本：1.24.6059
时长：13:03

参考文档：http://w3g.deepnode.de/files/w3g_format.txt

作者：叉叉哥   转载请注明出处：http://blog.csdn.net/xiao__gui/article/details/17882303