[转载]android 游戏导引(3. 图形引擎之模型管理)-Mikel

1 面向对象吧

基于教程到这里的进度，我们要会议几个图元模型的话，就要显式的在 onDrawFrame 中绘制。基于面向对象的思想，我们知道我们绘制的模型仅仅是一个渲染单位而已，并且我们在 onDrawFrame 的操作只是一个opengl 访问。因此基于接口，我们的一个渲染模型类就诞生了。

2 模型父子链:树

你也许会说，上面要渲染的模型太多的时候太散乱了。想到这里，说明你还是一个合格的程序员，有着对完美的执着。与其手动的管理，不如让程序自己管理。大家想想，如果是一个复杂的模型，比如一个人，它是有众多细小的模型构成的，比如脑袋，胳膊，腿等，而脑袋又有鼻子，耳朵，嘴巴等构成。哈哈，这就是一个树形的结构了，看下结构特征:

一个父节点有0个或多个子节点
一个字节点最多有一个父节点

一个对象的父子关系如下:

现在游戏多采用树形模型管理，而且在 GUI 系统中也大放异彩。有了树形管理，我们可以轻易的将一种类型的鼻子安装到不同人的脑袋上，不用重复发明轮子了。

好了，现在我们的 onDrawFrame 中的形式是这样的了，右边的模型对象是一个封装好的单位，可能内部许多子节点。

3 层式屏幕管理

我们最终是要把模型绘制到屏幕上，我们思考下面问题:

屏幕上有众多模型需要渲染。比如一个人在草原中散步。概括讲人模型，还有草原，太阳，河流等等。
屏幕上的模型又可以归为不同的类别。如草原，太阳，河流这些是背景，我们控制的人是前景。

于是，层式管理来了，我们的渲染根结点称为场景 Scene, 分为不同的层 Layer, 在每一层上挂接着具体的模型。看下图就明白了，(注:来自cocos2d-python 文档)

为了向渲染 onDrawFrame 突出接口，Scene 和 Layer 也是一个渲染模型单位。

看看我们添加层式屏幕管理后的效果, 我们将所有要绘制的东西添加到一个场景中，就直接对这个场景节点 glVisit() 就可以了:

每个模型突出一个 glVisit()，这个函数的主要功能是调用自身绘制函数 draw() 然后对各个字节点逐个调用 glVisit().

4 游戏引擎

一个游戏引擎的设计遵循的原则是: 逻辑要和渲染分离，尽量将opengl 最小程度封装在底层，上层使用尽量不要触及底层api，尽量让核心代码原理Android系统的api。组件最小集合应该包含下面几种:

图形引擎，我们上述讨论的就是
事件分派系统，手机应用是基于触摸事件的，所以独立出来(事实上，也是一个调度器)
时间调度器，游戏除了触摸时间还有自身的时间事件，如动画

其他的可能用到的组件有碰撞检测系统，输入系统，寻路算法等等。

游戏引擎的丰富会在以后的教程中逐步增设，今天这一节算是个开头，弄了个简单的图形引擎，也会在接下来随着需求的需要丰富其功能和接口。为了便于从 Android 相关代码中解脱出来，添加一个 GameSystem 单件类:

public class GameSystem {

 private static GameSystem instance_ = new GameSystem();

 public static GameSystem getInstance()  { return instance_;   }

 // 场景

 private GlObject runningScene_= null;

 private int width = 0; // opengl的场景尺寸

 private int height = 0;

 public void setWindowSize(int width, int height)

 {

 this.width = width;

 this.height = height;

 }

 public int getWindowWidth() { return this.width;  }

 public int getWindowHeight()    { return this.height; }

 // 设定场景

 public void setScene(GlObject scene){       runningScene_ = scene;  }

 // 

 public void glVisit(GL10 gl)    {

 if (runningScene_ != null)

 runningScene_.glVisit(gl);

 } 

}

我们将其插入到 android 代码的三个地方:

Activity 的 onCreate 方法中，设定WindowSize: setWindowSize. 设定初始场景 setScene
Renderer 的 onDrawFrame 方法中，来访问GameSystem 的游戏场景 glVisit

5 代码实现

在屏幕中除了上面的接口以外，增加的是坐标点，存储的是相对坐标，相对于父节点而言，用于描述模型的位置。这个坐标点不要理解为顶点数组中的顶点坐标。可以这样理解，你将画笔移动到坐标点处，然后在此处依据顶点数组来绘制。代码较长，省略了一些，可以下载源码。

public class GlObject {

 protected GlObject parent = null; // 父节点

 protected LinkedList<GlObject> children = new LinkedList<GlObject>();// 字节点

 private boolean visible = true; // 可访问（对 gl）

 float x = 0;

 float y = 0;

 // 父子链管理

 public void addChild(GlObject obj)  {

 children.add(obj);

 obj.parent = this;

 }

 public void removeChild(GlObject obj)   {

 obj.parent = null;

 children.remove(obj);

 }

 public void setParent(GlObject p)   {

 if (parent != null) parent.removeChild(this);

 p.addChild(p);

 }

 public GlObject getParent() { return parent;  }

 // 坐标

 float getX()    { return x;   }

 float getY()    { return y;   }

 void setXY(float x, float y)    {

 this.x = x;

 this.y = y;

 }

 // visible

 public void setVisible(boolean v)   {       visible = true; }

 public boolean getVisible() { return visible; }

 // 外部gl访问接口

 public void glVisit(GL10 gl)    {

 if (!visible) return;

 gl.glPushMatrix(); 

 gl.glTranslatef(x, y, 0);

 this.draw(gl);

 for (GlObject child : children)

 child.glVisit(gl);

 gl.glPopMatrix();

 }

 // 绘制自身:子类重写此方法

 public void draw(GL10 gl)   {}

 //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////// 

 ////  一些常用的图元绘制

 // 绘制正方形

 public static void drawQuater(GL10 gl, float left, float top, float right,float bottom) {

 // 略

 }

 // 绘制三角形

 public static void drawTriangle(GL10 gl, float oneX, float oneY,float twoX, float twoY, float threeX, float threeY) {

 // 略

 }

 // 绘制扇形

 public static void drawArc(GL10 gl, float length, float startAngle,float sweepAngle)    {

 // 略

 }

 // 绘制直线

 public static void drawLine(GL10 gl, float oneX, float oneY, float twoX,float twoY) {

 // 略

 }

}

6 绘制一个 android 机器人

代码还是以前的，绘制图元，只不过经过本章的洗礼，代码封装性和扩展性上有了进步。一个机器人有下面的结构组成:

身体
头
- 脸
- 眼睛 * 2
- 天线
腿 * 2
胳膊 * 2

设定 GameSystem 的初始游戏场景:

public class GlGame extends Activity {

 /** Called when the activity is first created. */

 @Override

 public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {

 // 。。。。略

 // 初始化游戏系统:

 // ... 屏幕大小

 {

 DisplayMetrics dm = new DisplayMetrics();

 getWindowManager().getDefaultDisplay().getMetrics(dm);

 GameSystem.getInstance().setWindowSize(dm.widthPixels, dm.heightPixels);

 }

 // ...设定初始场景 

 GameSystem.getInstance().setScene(new AndroidScene());

 //..... setContentView 代码

 }

}

2. 添加一个场景类 AndroidScene 作为我们的画布，我们将会在其上绘制机器人

public class AndroidScene extends GlObject{ 

 AndroidRobot robot = new AndroidRobot();

 public AndroidScene(){

 super();

 // 在屏幕中心绘制

 robot.setXY(GameSystem.getInstance().getWindowWidth()/2, GameSystem.getInstance().getWindowHeight()/2);

 addChild(robot);

 }

}

3. 添加一个机器人渲染模型 AndroidRobot, 代码太长，折叠之:

public class AndroidRobot extends GlObject{

 GlColor color = new GlColor(); //一个封装着 rgba 四元素的简单类

 public AndroidRobot() {

 super();

 // 颜色为绿色

 color.set(0,1,0,0);

 //body

 // 2 arms

 // 2 leg

 // head: 2 eyes, 2 line, face

 Arm arms[] = new Arm[2];

 Leg legs[] = new Leg[2];

 Head head;

 Body body;

 // 构建身体部位

 arms[0] = new Arm();

 arms[1] = new Arm();

 legs[0] = new Leg();

 legs[1] = new Leg();

 head = new Head();

 body = new Body();

 // 调整身体部件位置

 body.setXY(0, 0); // 身体为中心

 head.setXY(0, -65);

 arms[0].setXY(-55,0);

 arms[1].setXY(55, 0);

 legs[0].setXY(-20, 60);

 legs[1].setXY(20, 60);

 // 安装身体部位

 addChild(body);

 addChild(head);

 addChild(arms[0]);

 addChild(arms[1]);

 addChild(legs[0]);

 addChild(legs[1]);

 }

 public void draw(GL10 gl)

 {

 // 设置颜色为

 gl.glColor4f(color.red, color.green, color.blue, color.alpha);

 }

 // 胳膊

 class Arm extends GlObject{

 public void draw(GL10 gl)

 {

 drawQuater(gl, -10, -68, 10, 50);

 }

 }

 // 腿

 class Leg extends GlObject{

 public void draw(GL10 gl)

 {

 drawQuater(gl, -15,0,15, 40);

 }

 }

 // 身体

 class Body extends GlObject{

 public void draw(GL10 gl)

 {

 drawQuater(gl, -40, -60, 40, 60);

 }

 }

 //头

 class Head extends GlObject{

 public Head()

 {

 Eye eyes[] = new Eye[2];

 eyes[0] = new Eye();

 eyes[1] = new Eye();

 eyes[0].setXY(-20, -10);

 eyes[1].setXY(20, -10);

 addChild(new Face());

 addChild(new Antenna());

 addChild(eyes[0]);

 addChild(eyes[1]);

 }

 // 眼睛

 class Eye extends GlObject{

 public void draw(GL10 gl){

 //眼睛扣洞

 gl.glColor4f(0, 0, 0, 0);

 drawQuater(gl, -4, -4, 4,4);

 //还原颜色

 gl.glColor4f(color.red, color.green, color.blue, color.alpha);

 }

 }

 // 脸

 class Face extends GlObject{

 public void draw(GL10 gl){

 drawArc(gl, 40, 0, 180); 

 }

 }

 // 天线

 class Antenna extends GlObject{

 public void draw(GL10 gl){

 drawLine(gl,0,0, -50,-50);

 drawLine(gl, 0, 0, 50, -50);

 }

 }

 }

}

好了，本次就唠叨到这里，学习愉快。

[转载]android 游戏导引(3. 图形引擎之模型管理)

Android 游戏导引(3. 图形引擎之模型管理)

Table of Contents

1 面向对象吧

2 模型父子链:树

3 层式屏幕管理

4 游戏引擎

5 代码实现

6 绘制一个 android 机器人

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