Breakout 游戏 - 《ZetCode 中文系列教程》

开发

原文： https://zetcode.com/tutorials/javagamestutorial/breakout/

在 Java 2D 游戏教程的这一部分中，我们创建一个简单的 Breakout 游戏克隆。源代码和图像可以在作者的 Github Java-Breakout-Game 存储库中找到。

Breakout 是一款最初由 Atari Inc. 开发的街机游戏。该游戏创建于 1976 年。

在此游戏中，玩家移动屏幕上的桨叶并弹起一个或多个球。目的是销毁窗口顶部的砖块。

开发

在我们的游戏中，我们只有一个桨，一个球和 30 块砖。我在 Inkscape 中为球，桨和砖块创建了图像。我们使用计时器来创建游戏周期。我们不使用角度，只是改变方向。顶部，底部，左侧和右侧。 pybreakout 游戏启发了我。它是由 Nathan Dawson 在 PyGame 库中开发的。

游戏包含七个文件：Commons.java，Sprite.java，Ball.java，Paddle.java，Brick.java，Board.java和Breakout.java。

com/zetcode/Commons.java

package com.zetcode;
public interface Commons {
    int WIDTH = 300;
    int HEIGHT = 400;
    int BOTTOM_EDGE = 390;
    int N_OF_BRICKS = 30;
    int INIT_PADDLE_X = 200;
    int INIT_PADDLE_Y = 360;
    int INIT_BALL_X = 230;
    int INIT_BALL_Y = 355;
    int PERIOD = 10;
}

Commons.java文件具有一些公共常数。 WIDTH和HEIGHT常数存储电路板的大小。当球通过BOTTOM_EDGE时，比赛结束。 N_OF_BRICKS是游戏中的积木数量。 INIT_PADDLE_X和INIT_PADDLE_Y是桨状对象的初始坐标。 INIT_BALL_X和INIT_BALL_Y是球对象的初始坐标。 DELAY是执行任务之前的初始延迟（以毫秒为单位），PERIOD是形成游戏周期的连续任务执行之间的时间（以毫秒为单位）。

com/zetcode/Sprite.java

package com.zetcode;
import java.awt.Image;
import java.awt.Rectangle;
public class Sprite {
    int x;
    int y;
    int imageWidth;
    int imageHeight;
    Image image;
    protected void setX(int x) {
        this.x = x;
    }
    int getX() {
        return x;
    }
    protected void setY(int y) {
        this.y = y;
    }
    int getY() {
        return y;
    }
    int getImageWidth() {
        return imageWidth;
    }
    int getImageHeight() {
        return imageHeight;
    }
    Image getImage() {
        return image;
    }
    Rectangle getRect() {
        return new Rectangle(x, y,
                image.getWidth(null), image.getHeight(null));
    }
    void getImageDimensions() {
        imageWidth = image.getWidth(null);
        imageHeight = image.getHeight(null);
    }
}

Sprite类是Board中所有对象的基类。我们将Ball，Brick和Paddle对象中的所有方法和变量都放在此处，例如getImage()或getX()方法。

com/zetcode/Brick.java

package com.zetcode;
import javax.swing.ImageIcon;
public class Brick extends Sprite {
    private boolean destroyed;
    public Brick(int x, int y) {
        initBrick(x, y);
    }
    private void initBrick(int x, int y) {
        this.x = x;
        this.y = y;
        destroyed = false;
        loadImage();
        getImageDimensions();
    }
    private void loadImage() {
        var ii = new ImageIcon("src/resources/brick.png");
        image = ii.getImage();
    }
    boolean isDestroyed() {
        return destroyed;
    }
    void setDestroyed(boolean val) {
        destroyed = val;
    }
}

这是Brick类。

private boolean destroyed;

在destroyed变量中，我们保留砖的状态。

com/zetcode/Ball.java

package com.zetcode;
import javax.swing.ImageIcon;
public class Ball extends Sprite {
    private int xdir;
    private int ydir;
    public Ball() {
        initBall();
    }
    private void initBall() {
        xdir = 1;
        ydir = -1;
        loadImage();
        getImageDimensions();
        resetState();
    }
    private void loadImage() {
        var ii = new ImageIcon("src/resources/ball.png");
        image = ii.getImage();
    }
    void move() {
        x += xdir;
        y += ydir;
        if (x == 0) {
            setXDir(1);
        }
        if (x == Commons.WIDTH - imageWidth) {
            System.out.println(imageWidth);
            setXDir(-1);
        }
        if (y == 0) {
            setYDir(1);
        }
    }
    private void resetState() {
        x = Commons.INIT_BALL_X;
        y = Commons.INIT_BALL_Y;
    }
    void setXDir(int x) {
        xdir = x;
    }
    void setYDir(int y) {
        ydir = y;
    }
    int getYDir() {
        return ydir;
    }
}

这是Ball类。

void move() {
    x += xdir;
    y += ydir;
    if (x == 0) {
        setXDir(1);
    }
    if (x == Commons.WIDTH - imageWidth) {
        System.out.println(imageWidth);
        setXDir(-1);
    }
    if (y == 0) {
        setYDir(1);
    }
}

move()方法将球移到Board上。如果球撞到边界，方向将相应更改。

void setXDir(int x) {
    xdir = x;
}
void setYDir(int y) {
    ydir = y;
}

当球击中桨或砖时，将调用这两种方法。

com/zetcode/Paddle.java

package com.zetcode;
import java.awt.event.KeyEvent;
import javax.swing.ImageIcon;
public class Paddle extends Sprite  {
    private int dx;
    public Paddle() {
        initPaddle();
    }
    private void initPaddle() {
        loadImage();
        getImageDimensions();
        resetState();
    }
    private void loadImage() {
        var ii = new ImageIcon("src/resources/paddle.png");
        image = ii.getImage();
    }
    void move() {
        x += dx;
        if (x <= 0) {
            x = 0;
        }
        if (x >= Commons.WIDTH - imageWidth) {
            x = Commons.WIDTH - imageWidth;
        }
    }
    void keyPressed(KeyEvent e) {
        int key = e.getKeyCode();
        if (key == KeyEvent.VK_LEFT) {
            dx = -1;
        }
        if (key == KeyEvent.VK_RIGHT) {
            dx = 1;
        }
    }
    void keyReleased(KeyEvent e) {
        int key = e.getKeyCode();
        if (key == KeyEvent.VK_LEFT) {
            dx = 0;
        }
        if (key == KeyEvent.VK_RIGHT) {
            dx = 0;
        }
    }
    private void resetState() {
        x = Commons.INIT_PADDLE_X;
        y = Commons.INIT_PADDLE_Y;
    }
}

这是Paddle类。它封装了 Breakout 游戏中的桨对象。操纵杆通过左右箭头键控制。通过按箭头键，我们设置方向变量。通过释放箭头键，将dx变量设置为零。这样，桨停止移动。

void move() {
    x += dx;
    if (x <= 0) {
        x = 0;
    }
    if (x >= Commons.WIDTH - imageWidth) {
        x = Commons.WIDTH - imageWidth;
    }
}

桨叶仅在水平方向上移动，因此我们仅更新 x 坐标。如果条件确保桨不通过窗口边缘。

com/zetcode/Board.java

package com.zetcode;
import javax.swing.JPanel;
import javax.swing.Timer;
import java.awt.Color;
import java.awt.Dimension;
import java.awt.Font;
import java.awt.FontMetrics;
import java.awt.Graphics;
import java.awt.Graphics2D;
import java.awt.Point;
import java.awt.RenderingHints;
import java.awt.Toolkit;
import java.awt.event.ActionEvent;
import java.awt.event.ActionListener;
import java.awt.event.KeyAdapter;
import java.awt.event.KeyEvent;
public class Board extends JPanel {
    private Timer timer;
    private String message = "Game Over";
    private Ball ball;
    private Paddle paddle;
    private Brick[] bricks;
    private boolean inGame = true;
    public Board() {
        initBoard();
    }
    private void initBoard() {
        addKeyListener(new TAdapter());
        setFocusable(true);
        setPreferredSize(new Dimension(Commons.WIDTH, Commons.HEIGHT));
        gameInit();
    }
    private void gameInit() {
        bricks = new Brick[Commons.N_OF_BRICKS];
        ball = new Ball();
        paddle = new Paddle();
        int k = 0;
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            for (int j = 0; j < 6; j++) {
                bricks[k] = new Brick(j * 40 + 30, i * 10 + 50);
                k++;
            }
        }
        timer = new Timer(Commons.PERIOD, new GameCycle());
        timer.start();
    }
    @Override
    public void paintComponent(Graphics g) {
        super.paintComponent(g);
        var g2d = (Graphics2D) g;
        g2d.setRenderingHint(RenderingHints.KEY_ANTIALIASING,
                RenderingHints.VALUE_ANTIALIAS_ON);
        g2d.setRenderingHint(RenderingHints.KEY_RENDERING,
                RenderingHints.VALUE_RENDER_QUALITY);
        if (inGame) {
            drawObjects(g2d);
        } else {
            gameFinished(g2d);
        }
        Toolkit.getDefaultToolkit().sync();
    }
    private void drawObjects(Graphics2D g2d) {
        g2d.drawImage(ball.getImage(), ball.getX(), ball.getY(),
                ball.getImageWidth(), ball.getImageHeight(), this);
        g2d.drawImage(paddle.getImage(), paddle.getX(), paddle.getY(),
                paddle.getImageWidth(), paddle.getImageHeight(), this);
        for (int i = 0; i < Commons.N_OF_BRICKS; i++) {
            if (!bricks[i].isDestroyed()) {
                g2d.drawImage(bricks[i].getImage(), bricks[i].getX(),
                        bricks[i].getY(), bricks[i].getImageWidth(),
                        bricks[i].getImageHeight(), this);
            }
        }
    }
    private void gameFinished(Graphics2D g2d) {
        var font = new Font("Verdana", Font.BOLD, 18);
        FontMetrics fontMetrics = this.getFontMetrics(font);
        g2d.setColor(Color.BLACK);
        g2d.setFont(font);
        g2d.drawString(message,
                (Commons.WIDTH - fontMetrics.stringWidth(message)) / 2,
                Commons.WIDTH / 2);
    }
    private class TAdapter extends KeyAdapter {
        @Override
        public void keyReleased(KeyEvent e) {
            paddle.keyReleased(e);
        }
        @Override
        public void keyPressed(KeyEvent e) {
            paddle.keyPressed(e);
        }
    }
    private class GameCycle implements ActionListener {
        @Override
        public void actionPerformed(ActionEvent e) {
            doGameCycle();
        }
    }
    private void doGameCycle() {
        ball.move();
        paddle.move();
        checkCollision();
        repaint();
    }
    private void stopGame() {
        inGame = false;
        timer.stop();
    }
    private void checkCollision() {
        if (ball.getRect().getMaxY() > Commons.BOTTOM_EDGE) {
            stopGame();
        }
        for (int i = 0, j = 0; i < Commons.N_OF_BRICKS; i++) {
            if (bricks[i].isDestroyed()) {
                j++;
            }
            if (j == Commons.N_OF_BRICKS) {
                message = "Victory";
                stopGame();
            }
        }
        if ((ball.getRect()).intersects(paddle.getRect())) {
            int paddleLPos = (int) paddle.getRect().getMinX();
            int ballLPos = (int) ball.getRect().getMinX();
            int first = paddleLPos + 8;
            int second = paddleLPos + 16;
            int third = paddleLPos + 24;
            int fourth = paddleLPos + 32;
            if (ballLPos < first) {
                ball.setXDir(-1);
                ball.setYDir(-1);
            }
            if (ballLPos >= first && ballLPos < second) {
                ball.setXDir(-1);
                ball.setYDir(-1 * ball.getYDir());
            }
            if (ballLPos >= second && ballLPos < third) {
                ball.setXDir(0);
                ball.setYDir(-1);
            }
            if (ballLPos >= third && ballLPos < fourth) {
                ball.setXDir(1);
                ball.setYDir(-1 * ball.getYDir());
            }
            if (ballLPos > fourth) {
                ball.setXDir(1);
                ball.setYDir(-1);
            }
        }
        for (int i = 0; i < Commons.N_OF_BRICKS; i++) {
            if ((ball.getRect()).intersects(bricks[i].getRect())) {
                int ballLeft = (int) ball.getRect().getMinX();
                int ballHeight = (int) ball.getRect().getHeight();
                int ballWidth = (int) ball.getRect().getWidth();
                int ballTop = (int) ball.getRect().getMinY();
                var pointRight = new Point(ballLeft + ballWidth + 1, ballTop);
                var pointLeft = new Point(ballLeft - 1, ballTop);
                var pointTop = new Point(ballLeft, ballTop - 1);
                var pointBottom = new Point(ballLeft, ballTop + ballHeight + 1);
                if (!bricks[i].isDestroyed()) {
                    if (bricks[i].getRect().contains(pointRight)) {
                        ball.setXDir(-1);
                    } else if (bricks[i].getRect().contains(pointLeft)) {
                        ball.setXDir(1);
                    }
                    if (bricks[i].getRect().contains(pointTop)) {
                        ball.setYDir(1);
                    } else if (bricks[i].getRect().contains(pointBottom)) {
                        ball.setYDir(-1);
                    }
                    bricks[i].setDestroyed(true);
                }
            }
        }
    }
}

这是Board类。这里我们把游戏逻辑。

private void gameInit() {
    bricks = new Brick[Commons.N_OF_BRICKS];
    ball = new Ball();
    paddle = new Paddle();
    int k = 0;
    for (int i = 0; i < 5; i++) {
        for (int j = 0; j < 6; j++) {
            bricks[k] = new Brick(j * 40 + 30, i * 10 + 50);
            k++;
        }
    }
    timer = new Timer(Commons.PERIOD, new GameCycle());
    timer.start();
}

在gameInit()方法中，我们创建一个球，一个球拍和三十块积木。然后，我们创建并启动一个计时器。

if (inGame) {
    drawObjects(g2d);
} else {
    gameFinished(g2d);
}

根据inGame变量，我们可以使用drawObjects()方法绘制所有对象，也可以使用gameFinished()方法完成游戏。

private void drawObjects(Graphics2D g2d) {
    g2d.drawImage(ball.getImage(), ball.getX(), ball.getY(),
            ball.getImageWidth(), ball.getImageHeight(), this);
    g2d.drawImage(paddle.getImage(), paddle.getX(), paddle.getY(),
            paddle.getImageWidth(), paddle.getImageHeight(), this);
    for (int i = 0; i < Commons.N_OF_BRICKS; i++) {
        if (!bricks[i].isDestroyed()) {
            g2d.drawImage(bricks[i].getImage(), bricks[i].getX(),
                    bricks[i].getY(), bricks[i].getImageWidth(),
                    bricks[i].getImageHeight(), this);
        }
    }
}

drawObjects()方法绘制游戏的所有对象。使用drawImage()方法绘制精灵。

private void gameFinished(Graphics2D g2d) {
    var font = new Font("Verdana", Font.BOLD, 18);
    FontMetrics fontMetrics = this.getFontMetrics(font);
    g2d.setColor(Color.BLACK);
    g2d.setFont(font);
    g2d.drawString(message,
            (Commons.WIDTH - fontMetrics.stringWidth(message)) / 2,
            Commons.WIDTH / 2);
}

gameFinished()方法将"Game Over"或"Victory"绘制到窗口的中间。

private class GameCycle implements ActionListener {
    @Override
    public void actionPerformed(ActionEvent e) {
        doGameCycle();
    }
}

计时器会定期调用actionPerformed()方法，该方法又调用doGameCycle()方法，从而创建游戏周期。

private void doGameCycle() {
    ball.move();
    paddle.move();
    checkCollision();
    repaint();
}

doGameCycle()移动球和球拍。我们检查是否可能发生碰撞并重新粉刷屏幕。

private void checkCollision() {
    if (ball.getRect().getMaxY() > Commons.BOTTOM_EDGE) {
        stopGame();
    }
...

如果球触底，我们将停止比赛。

for (int i = 0, j = 0; i < Commons.N_OF_BRICKS; i++) {
    if (bricks[i].isDestroyed()) {
        j++;
    }
    if (j == Commons.N_OF_BRICKS) {
        message = "Victory";
        stopGame();
    }
}

我们检查了多少砖被破坏了。如果我们摧毁了所有N_OF_BRICKS bricks，我们将赢得这场比赛。

if (ballLPos < first) {
    ball.setXDir(-1);
    ball.setYDir(-1);
}

如果球碰到了桨的第一部分，我们会将球的方向更改为西北。

if (bricks[i].getRect().contains(pointTop)) {
    ball.setYDir(1);
}...

如果球撞击砖的底部，我们将改变球的 y 方向；它下降了。

com/zetcode/Breakout.java

package com.zetcode;
import javax.swing.JFrame;
import java.awt.EventQueue;
public class Breakout extends JFrame {
    public Breakout() {
        initUI();
    }
    private void initUI() {
        add(new Board());
        setTitle("Breakout");
        setDefaultCloseOperation(EXIT_ON_CLOSE);
        setLocationRelativeTo(null);
        setResizable(false);
        pack();
    }
    public static void main(String[] args) {
        EventQueue.invokeLater(() -> {
            var game = new Breakout();
            game.setVisible(true);
        });
    }
}

这是具有主要输入方法的Breakout类。

Breakout 游戏 - 图1

图：打砖块游戏

这是打砖块游戏。