Android游戏快速入门（二）：绘制动态文字和图片

层的概念
文字层
贴图层
View对象：自定义显示控件
onDraw()方法：执行一系列绘制
Canvas对象：画布，呈现数据
Paint：画笔对象
drawText：绘制文字
drawBitmap：绘制贴图
SurfaceView对象
SurfaceHolder.Callback
Thread：线程让画面动起来

二、层的概念

学习photoshop的朋友肯定都知道层的概念，用通俗的话来说，层就是一个透明的玻璃纸。在android游戏中层的概念跟photoshop中也很相似，它可以用来呈现文字、图片等元素。游戏中一般都会有很多层组成，每个层中会有不同的元素，而且每个层中的元素是独立可控的。比如：在打飞机游戏中，背景是一层，玩家飞机是一层，敌机也是一层。大家要注意：层是有层次关系的，上面层会覆盖下面的层。那么，在打飞机游戏中，背景肯定是最里面一层，其他任何游戏元素都呈现在背景的上面。

另外有一点要跟大家特别讲一下，就是关于图片素材问题，我们都知道图片都是正规的矩形，而且有背景，所以在场景中肯定会有颜色块，看起来很不逼真。但是PNG格式的图片是可以做成透明背景，这样就解决这个问题，这也就是为什么android的图片素材基本上都是PNG格式的原因。

文字层：显示文字内容的层

贴图层：显示图片元素的层

但是，常常文字层和贴图层分的不是很清楚，文字层也可以绘制贴图，贴图层也可以绘制文字。

三、View对象

在普通的应用开发中似乎很难直接接触到View类，但实际上几乎所有的Android显示组件都是继承View类，TextView, EidtView, ImageView等等都是继承View类。开发中我们常常在XML文件中使用这些组件，但是如果要让组件具有更多独特的功能就需要自定义View类来扩展我们的需求了。

在Android游戏当中充当主要的除了控制类外就是显示类，在J2ME中我们用Display和Canvas来实现这些，而在Android中涉及到显示的为View类，Android游戏开发中比较重要和复杂的就是显示和游戏逻辑的处理。那么，我们首先研究显示的问题。

首先创建一个游戏主战场：GameView 类，并继承View类，结构如下：

package cn.zkyc.android.game;

import android.content.Context;
import android.view.View;

public class GameView extends View {

	public GameView(Context context) {
		super(context);
	}

}

接下来我们要将上面创建的GameView类显示到手机屏幕上。需要在入口Activity中进行调用。项目创建的时候我就已经设定了一个主Activity，名称为：GameStartActivity，代码结构如下：

package cn.zkyc.android.game;
import android.app.Activity;
import android.os.Bundle;
public class GameStartActivity extends Activity {
    @Override
    public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);

        // 默认是加载XML配置文件，显示的也是XML文件中的视图组件
        //setContentView(R.layout.main);
        //显示自定义的View,只需要将XML文件换成自定义的View对象就即可，如下：
        GameView gameView = new GameView(this);
        setContentView(gameView); 
    }
}

运行Application，效果如下：

很遗憾，页面中除了title什么也看不到。实际上，我只是测试自定义View是否能够正确显示，只要程序没有bug，就算是成功。(请看代码中的注释)

好的，接下来我们就在View里面展现一些内容，这个时候就要用到View对象中的onDraw方法，在自定义的GameView对象中必须覆盖父类View中的onDraw方法。接下来，你想展现任何内容都可以在此方法中进行了。假如，我想在屏幕的（100,100）处绘制蓝色文字：“飞机大战”，在屏幕的（100,200）处绘制一个半径10像素的红色圆。

@Override
protected void onDraw(Canvas canvas) {
		super.onDraw(canvas);
// 画笔对象，可以控制颜色和文字大小
		Paint paint = new Paint();
		// 给画笔设置系统内置的颜色：蓝色
		paint.setColor(Color.BLUE); 
		// 文字左上角的坐标为(100,100)
		canvas.drawText("飞机大战",100, 100, paint);

		//将画笔颜色调成红色
		paint.setColor(Color.RED); 
		// 圆心点坐标为(100,200)
		canvas.drawCircle(100, 200, 10, paint); 
}

到目前为止，你已经可以在自定义的GameView中绘制文字和各种图形了，但游戏中都是大量的图片素材，对于图片如何绘制呢？也很简单，Canvas类也提供了相应的drawBitmap方法。现在，我来绘制屏幕的（100,300）处绘制一个飞机图片。只需要在ondraw方法中添加如下代码即可：

//加载资源图片图片
Bitmap heroBitmap = BitmapFactory.decodeResource(getResources(), R.drawable.hero1);
// 在(100,300)处绘制图片
canvas.drawBitmap(heroBitmap, 100, 300, paint);

运行效果如下图：

对于代码中还有Canvas和Paint两个类没有细讲，我们可以这样打个比方吧，假如Canvas是一个画家，那么Paint就是画家手中的笔。画家能够画出各种景象（文字，形状，贴图等等），就要用到不同的画笔和不同的颜色。通过画笔类Paint就可以调整颜色，字体样式，字体大小等等。

我们发现绘制贴图canvas.drawBitmap(heroBitmap, 100, 300, paint)；也会用到paint对象，但实际上paint起到的作用不大，我们完全可以忽略。

这种写法也是对的：canvas.drawBitmap(heroBitmap, 100, 300, null);

具体的用法代码里面已经有了，我就不再多说了，大家可以亲自查询下Android SDK API。

四、Thread：让画面动起来

上面我们已经实现了自定义的View中绘制了文字、形状和贴图，但是一切都是静止的，跟游戏还差的很远，意义不是很大。那么，接下来我就带着大家一起来让画面动起来。

实现这个目标，我们需要用到一个在游戏开发中非常重要的机制，就是多线程机制。具体多线程实现方式，不是我们现在讨论的问题，如果还不是很明白就需要自己补补线程方面的知识了。

在这里我们采用GameView类直接实现Runnable接口的方式：

public class GameView extends View implements Runnable { }

默认必须实现run方法：

public void run() {
	while(true){
		// 不断的调用View中的postInvalidate方法，让界面重新绘制
		this.postInvalidate();
		try {
			// 暂停0.5秒继续
			Thread.sleep(500);
		} catch (InterruptedException e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}
}

postInvalidate() ：此方法是View类中的方法，功能是触发调用onDraw方法实现界面重绘。

只要在每次重绘之前对层中对象的位置、形状、颜色或者透明度进行修改， 而且在一秒钟之内完成几十次的重绘，人的眼睛根本无法分辨，所以流畅的动画效果就产生了。动画片和电影也是这个原理。

现在我想让上面场景中的小球每隔0.5秒钟改变一次透明度和颜色，飞机垂直向上飞行10dp，效果如下：

完整的代码如下：

package cn.zkyc.android.game;

import java.util.Random;

import android.content.Context;
import android.graphics.Bitmap;
import android.graphics.BitmapFactory;
import android.graphics.Canvas;
import android.graphics.Color;
import android.graphics.Paint;
import android.view.View;

public class GameView extends View implements Runnable{

	Random rand = new Random(); 
	private int dx = 0 ;   // x轴移动像素
	private int dy = 0 ;   // y轴移动像素
	/**
	 * 必须要覆盖View中一个构造方法
	 * @param context
	 */
	public GameView(Context context) {
		super(context);

		//启动线程
		new Thread(this).start();
	}

	@Override
	protected void onDraw(Canvas canvas) {
		super.onDraw(canvas);
		// 画笔对象，可以控制颜色和文字大小
		Paint paint = new Paint();

		// 给画笔设置系统内置的颜色：蓝色
		paint.setColor(Color.BLUE); 
		// 文字左上角的坐标为(100,100)
		canvas.drawText("飞机大战",100, 100, paint);

		//将画笔颜色调成红色
		//paint.setColor(Color.RED); 
		//ARGB : A:透明度 、R：红色、G：绿色、B：蓝色。取值范围都在：0 ~ 255
		paint.setARGB(rand.nextInt(255), rand.nextInt(255), rand.nextInt(255), rand.nextInt(255));
		// 圆心点坐标为(100,200)
		canvas.drawCircle(100, 200, 10, paint); 

		//加载资源图片图片
		Bitmap heroBitmap = BitmapFactory.decodeResource(getResources(), R.drawable.hero1);
		// 在(100,300)处绘制图片,dy值控制在y轴上的位置
		canvas.drawBitmap(heroBitmap, 100, 300+dy, null);
	}

	@Override
	public void run() {
		while(true){
			//修改下dy的坐标,方向向上，所以dy不断减,每次上移10dp
			dy -= 10; 
			// 不断的调用View中的postInvalidate方法，让界面重新绘制
			this.postInvalidate();
			//this.invalidate(); 此方法要求在UI主线程调用
			try {
				// 暂停0.5秒继续
				Thread.sleep(500);
			} catch (InterruptedException e) {
				// TODO Auto-generated catch block
				e.printStackTrace();
			}
		}
	}
}

到此，实际上我们已经完成了我们的任务，但是并没有考虑到系统运行效率等问题。下面我将带着大家学习一下高效且更适合做游戏开发的SurfaceView类。

五、SurfaceView对象

Surfaceview类是View类的一个子类，我们来看看API的层级关系：

1、SurfaceView的特点

可以在主线程之外的线程中向屏幕绘图上。这样可以避免画图任务繁重的时候造成主线程阻塞，从而提高了程序的反应速度

2、实现方式

定义一个游戏场景类继承SurefaceView ，同事实现SurfaceHolder.Callback接口。因为使用SurfaceView有一个原则，所有的绘图工作必须在Surface 被创建之后才能开始(Surface这个概念在 图形编程中常常被提到，基本上我们可以把它当作显存的一个映射，写入到Surface 的内容可以被直接复制到显存从而显示出来，这使得显示速度会非常快)，而在Surface 被销毁之前必须结束。所以Callback 中的surfaceCreated 和surfaceDestroyed 就成了绘图处理代码的边界。

3、需要重写的几个方法：

//在surface的大小发生改变时激发

1)  public void surfaceChanged(SurfaceHolder holder,int format,int width,int height){}

//在创建时激发，一般在这里调用画图的线程。

2)  public void surfaceCreated(SurfaceHolder holder){}

//销毁时激发，一般在这里将画图的线程停止、释放。

3)  public void surfaceDestroyed(SurfaceHolder holder) {}

4、整个代码过程逻辑：

–>继承SurfaceView并实现SurfaceHolder.Callback接口

–> SurfaceView.getHolder()获得SurfaceHolder对象

–>SurfaceHolder.addCallback(callback) 添加回调函数

–>SurfaceHolder.lockCanvas()获得Canvas对象并锁定画布

–> Canvas绘画

–>SurfaceHolder.unlockCanvasAndPost(Canvas canvas)结束锁定，并提交改变，将图形显示。

5、SurfaceHolder

这里用到了一个类SurfaceHolder,可以把它当成surface的控制器，用来操纵surface。处理Canvas上的效果和动画，控制表面，大小，像素等。
几个需要注意的方法：

// 给SurfaceView当前的持有者一个回调对象。
1)  abstract void addCallback(SurfaceHolder.Callback callback);

// 锁定画布，一般在锁定后就可以通过其返回的画布对象Canvas，在其上面画图等操作了。
2)  abstract Canvas lockCanvas();
// 锁定画布的某个区域进行画图等，因为画完图后，会调用下面的unlockCanvasAndPost来改变显示内容。
// 相对部分内存要求比较高的游戏来说，可以不用重画dirty外的其它区域的像素，可以提高速度。

3)  abstract Canvas lockCanvas(Rect dirty);

// 结束锁定画图，并提交改变。
4)  abstract void unlockCanvasAndPost(Canvas canvas);

6、我们把上面View的实现功能改为SurfaceView来重新实现

package cn.zkyc.android.game;

import java.util.Random;

import android.content.Context;
import android.graphics.Bitmap;
import android.graphics.BitmapFactory;
import android.graphics.Canvas;
import android.graphics.Color;
import android.graphics.Paint;
import android.view.SurfaceHolder;
import android.view.SurfaceHolder.Callback;
import android.view.SurfaceView;

public class GameSFView extends SurfaceView implements Callback, Runnable {

	private SurfaceHolder surfaceHolder;
	private Random rand = new Random();
	private int dx = 0, dy = 0;

	public GameSFView(Context context) {
		super(context);
		surfaceHolder = this.getHolder(); // 获取SurfaceHolder对象
		surfaceHolder.addCallback(this); // 添加回调
	}

	@Override
	public void run() {

		while(true){
			dy -= 10; //修改下dy的坐标,方向向上，所以dy不断减,每次上移10dp
			draw(); //调用重绘
			try {
				Thread.sleep(500);
			} catch (InterruptedException e) {
				// TODO Auto-generated catch block
				e.printStackTrace();
			}
		}
	}

	/**
	 * 自定义绘制方法
	 */
	public void draw() {
		synchronized(surfaceHolder){
			// 获取Canvas对象
			Canvas canvas = surfaceHolder.lockCanvas(); // 锁住Canvas

			//清理背景,游戏中将换成具体的背景贴图
			canvas.drawColor(Color.BLACK);

			// 画笔对象，可以控制颜色和文字大小
			Paint paint = new Paint();

			// 给画笔设置系统内置的颜色：蓝色
			paint.setColor(Color.BLUE);
			// 文字左上角的坐标为(100,100)
			canvas.drawText("飞机大战", 100, 100, paint);

			// 将画笔颜色调成红色
			// paint.setColor(Color.RED);
			// ARGB : A:透明度 、R：红色、G：绿色、B：蓝色。取值范围都在：0 ~ 255
			paint.setARGB(rand.nextInt(255), rand.nextInt(255), rand.nextInt(255),rand.nextInt(255));
			// 圆心点坐标为(100,200)
			canvas.drawCircle(100, 200, 10, paint);

			// 加载资源图片图片
			Bitmap heroBitmap = BitmapFactory.decodeResource(getResources(),R.drawable.hero1);
			// 在(100,300)处绘制图片,dy值控制在y轴上的位置
			canvas.drawBitmap(heroBitmap, 100, 300 + dy, null);

			surfaceHolder.unlockCanvasAndPost(canvas);  // 解锁Canvas，更新
		}

	}

	@Override
	public void surfaceChanged(SurfaceHolder holder, int arg1, int arg2,int arg3) {

	}

	@Override
	public void surfaceCreated(SurfaceHolder holder) {
		// Surface创建成功启动线程
		new Thread(this).start();
	}

	@Override
	public void surfaceDestroyed(SurfaceHolder holder) {

	}

}

大家发现，飞机移动到顶部之后就不见了，请大家思考，如何让飞机飞过顶部之后还能从底部出来呢?

下一讲，我将带着大家实现更炫的游戏效果，敬请期待吧？