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Quick-Cocos2d-x初学者游戏教程（八）----------------- 物理引擎和角色

分类: IT文章 • 2022-04-20 21:03:06

Quick-Cocos2d-x初学者游戏教程（八）

续上章载入 TiledMap 背景后，接下来的这章我们将开始引入物理引擎相关的东西，并且会开始创建我们的游戏角色。游戏地图中各类障碍物和奖励品的创建则会留到下一章。

构建物理世界

首先，物理引擎是干什么的应该不用我说吧？好吧，还是说一下（百度的）：物理引擎通过为刚性物体赋予真实的物理属性的方式来计算运动、旋转和碰撞反映。所以用它来模拟真实世界的飞行、掉落等功能是具有得天独厚的优势的，这也是为什么我们的游戏要使用它的原因。

然后，我们要怎样使用物理引擎啦？在之前的 Cocos2d-x 2.x 中，游戏需要选择直接调用 Box2D 或 Chipmunk 的 API 来处理逻辑，这种方法比较复杂，需要开发人员对物理引擎和 Cocos2d-x 都非常了解才能把两者融合得很好。而在现在的 Cocos2d-x 3.x（Quick 3.x同样）版本中封装了一个全新的 Physics 接口，这个接口将 Chipmunk（默认使用 Chipmunk 作为内部物理引擎）和 Box2D 封装到引擎内部，使开发者的上层调用变得更加友好、简单。

物理引擎属较高阶一点的内容，关于它的一些基础概念，比如：刚体、形状、密度、世界等等，可查找 Chipmunk 和 Box2D 相关文档进行脑补。本教程只针对需要使用的API做一定的了解。

封装了 Physics 接口后，物理世界被融入到 Scene 中，即当创建一个场景时，可以指定这个场景是否使用物理引擎。

回到我们的游戏，我们一开始就已经认定了 GameScene 是我们的主游戏场景，所以，它需要是一个使用物理引擎的游戏场景。所以，打开 GameScene 文件，我们需要在创建它的地方把它修改为带物理世界的 scene：

    display.newPhysicsScene("GameScene")

之后，你可在 ctor 方法中加入如下的一段代码：

    self.world = self:getPhysicsWorld()
    self.world:setGravity(cc.p(0, -98.0))
    self.world:setDebugDrawMask(cc.PhysicsWorld.DEBUGDRAW_ALL)

其中，self:getPhysicsWorld()用来获取场景绑定的物理世界对象。
获取的 self.world 默认是有带重力的，大小为(0.0f, -98.0f), 但我们也可以通过的setGravity()方法来改变重力大小。
setDebugDrawMask 方法是在调试物理世界时使用的，该方法可以开启调试模，能把物理世界中不可见的body，shape，joint等元素可视化（如下图所示）。当调试结束时，需要把该功能关闭。

Quick-Cocos2d-x初学者游戏教程（八）----------------- 物理引擎和角色

创建游戏主角

在第六章中我们曾说过，本游戏教程将创建一个飞行的娃娃角色，所以接下来我们一起来创建一个带物理特性的游戏角色。

在开始之前，我们先在 src/app 中创建一个文件夹 objects 来存放接下来要创建的游戏对象。

接着，新建一个 lua 文件并命名为 Player，然后把他存放入 objects 文件夹中，下面稍稍定义下这个类：

local Player = class("Player", function()
    return display.newSprite("#flying1.png")
end)

function Player:ctor()
end

return Player

添加物理特性

接下来我们来给游戏主角添加物理特性。

引擎封装了 Physics 接口后，Node 就自带了 body 属性，也就是每个 Sprite 都自带了 body 属性。所以我们要创建一个可受重力作用的 Sprite 是非常容易的，下面我们在 Player 的 ctor 中加入如下的一段代码就可以为它绑定一个 body：

    local body = cc.PhysicsBody:createBox(self:getContentSize(), cc.PHYSICSBODY_MATERIAL_DEFAULT, cc.p(0,0))
    self:setPhysicsBody(body)

这里调用cc.PhysicsBody::createBox()方法创建了一个矩形的 body，createBox 方法有三个参数，分别是：

  • 参数1为 cc.size 类型，它表示矩形 body 的尺寸大小。
  • 参数2为 cc.PhysicsMaterial 类型，表示物理材质的属性，默认情况下为 cc.PHYSICSBODY_MATERIAL_DEFAULT。 该参数也可自定义，方法如下：
    cc.PhysicsMaterial(density, restitution, friction)
    • density：表示密度
    • restitution：表示反弹力
    • friction：表示摩擦力
  • 参数3为 cc.p 类型，它也是一个可选参数，表示 body 与中心点的偏移量，默认下为cc.p(0,0)

与 createBox 方法类似的还有 createCircle(radius, material, offset)，该方法可以创建一个圆形的 body，除第一个参数为半径外，其余两参数与 createBox 方法一样。

body是有很多属性的，当我们有需要时，再调用对应的方法。

添加动画

我们的游戏主角有各种不同的游戏状态（飞行、下落、死亡），所以接下来我们就来实现它的这部分功能。

这里我们通过帧动画实现游戏角色的运动，帧动画的原理是将连续的帧图像（如下图）在渲染的时候通过逐帧或插值的方式播放出来而形成的动态效果。就像翻动小人书一样。

Quick-Cocos2d-x初学者游戏教程（八）----------------- 物理引擎和角色

引擎中，帧动画的具体内容是依靠精灵显示出来的，为了显示动态图片，我们需要不停切换精灵显示的内容，通过把静态的精灵变为动画播放器从而实现动画效果。帧动画由帧组成，每一帧都是一个纹理，我们可以使用一个纹理序列来创建动画。

Quick 框架中，我们可以这样来播放一个动画：

    -- 创建一个包含flying1.png到flying4.png的4个图像帧对象的数组
    local frames = display.newFrames("flying%d.png", 1, 4)
    -- 以包含图像帧的数组创建一个动画 Animation 对象
    local animation = display.newAnimation(frames, 0.3 / 4)
    -- 在显示对象上循环播放动画，并返回 Action 动画动作对象。
    transition.playAnimationForever(self, animation)

因为我们的游戏对象有不只一种的动画，所以在本教程中，我们可以先把这些动画都添加到动画缓存，这样在需要播放相应的动画的时候，我们就可以从缓存中直接获取动画来播放了，而不用再浪费时间重新创建动画。

所以，请在 Player.lua 文件中添加如下的一段函数：

function Player:addAnimationCache()
    local animations = {"flying", "drop", "die"}
    local animationFrameNum = {4, 3, 4}

    for i = 1, #animations do
        -- 1
        local frames = display.newFrames( animations[i] .. "%d.png", 1, animationFrameNum[i])
        -- 2
        local animation = display.newAnimation(frames, 0.3 / 4)
        -- 3
        display.setAnimationCache(animations[i], animation)
    end
end

animations，animationFrameNum分别表示角色的三种动画和三种动画分别有的帧总数。

遍历animations时，下面一一解释下函数的作用：

  1. 创建一个包含animations[i]1.png到animations[i]animationFrameNum[i].png的图像帧对象的数组，如i ＝ 1，就是创建一个包含flying1.png到flying4.png的图像帧对象的数组。其中..是字符串连接操作符，它可以用来连接两个字符串。当其中一个为其它类型时，它会把该类型也转为字符串。
  2. 以包含图像帧的数组创建一个动画 Animation 对象，参数 0.3 / 4 表示 0.3 秒播放完 4 桢。
  3. 将2中创建好的 animation 对象以指定的名称（animations[i]）加入到动画缓存中，以便后续反复使用。也就是我们在 AnimationCache 中可以通过animations = {“flying”, “drop”, “die”}这三种动画的名称来查找制定的 animation 对象。

把动画载入缓存后，我们就可以写下对应的函数去执行动画了。如下：

function Player:flying()
    transition.stopTarget(self)
    transition.playAnimationForever(self, display.getAnimationCache("flying"))
end

function Player:drop()
    transition.stopTarget(self)
    transition.playAnimationForever(self, display.getAnimationCache("drop"))
end

function Player:die()
    transition.stopTarget(self)
    transition.playAnimationForever(self, display.getAnimationCache("die"))
end

最后在创建 Player 对象后，我们就可以调用以上相应的方法来播放指定的动画了。

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