Программирование игр под Android

689 Pages·2012·8.19 MB·Russian

by  Марио Цехнер

Марио Цехнер
Программирование игр под Android
Перевели с английского Егор Сидорович и Евгений Зазноба
Заведующая редакцией К. Галицкая
Руководитель проекта Д. Виницкий
Ведущий редактор Е. Каляева
Научные редакторы О. Трафимович, Ю. Заровский
Художник К. Радзевич
Корректоры О. Андросик, Е. Павлович
Верстка Г. Блинов
ББК 32.973.2-018.2
УДК 004.451
Цехнер Марио
П78 Программирование игр под Android. — СПб.: Питер, 2013. — 688 с.: ил.
ISBN 978-5-459-01554-6
Из данной книги вы узнаете все необходимое, чтобы стать успешным разработчиком под Android.
Вы начнете обучение с фундаментальных вопросов проектирования игр и с основ программирования,
а потом перейдете к созданию игрового движка и интересных игр. Этой информации вам будет до-
статочно, чтобы приступить к творческой работе и создавать собственные приложения для Android.
В книге подробно описан весь процесс создания отличных игр для платформы Android. Вы узнаете,
как настроить и использовать инструменты для разработки в Android, получите информацию о класси-
ческом программировании двухмерных игр и создании собственных завораживающих экшенов и игр-
платформеров. В издании рассмотрены графика и аудио для Android, игровая механика (обнаружение
соударений, физика и спрайтовая анимация), а также добавление в игры трехмерных эффектов. Кроме
того, описано, как опубликовать игру, получать сообщения об отказах программы и организовать тех-
ническую поддержку для пользователей.
ISBN 978-1430230427 англ. © 2011 by Mario Zechner. All rights reserved
ISBN 978-5-459-01554-6 © Перевод на русский язык ООО Издательство «Питер», 2013
© Издание на русском языке, оформление ООО Издательство
«Питер», 2013
Права на издание получены по соглашению с Apress.
Все права защищены. Никакая часть данной книги не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме
без письменного разрешения владельцев авторских прав.
Информация, содержащаяся в данной книге, получена из источников, рассматриваемых издательством как на-
дежные. Тем не менее, имея в виду возможные человеческие или технические ошибки, издательство не может
гарантировать абсолютную точность и полноту приводимых сведений и не несет ответственности за возможные
ошибки, связанные с использованием книги.
ООО «Мир книг», 198206, Санкт-Петербург, Петергофское шоссе, 73, лит. А29.
Налоговая льгота — общероссийский классификатор продукции ОК 005-93, том 2;
95 3005 — литература учебная.
Подписано в печать 22.08.12. Формат 70х100/16. Усл. п. л. 55,470. Тираж 1500. Заказ
Отпечатано с готовых диапозитивов в ГППО «Псковская областная типография».
180004, Псков, ул. Ротная, 34.
Краткое содержание
Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .16
Об авторе . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18
О техническом редакторе . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19
Благодарности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20
От издательства . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21
Глава 1. Android: новенький в классе . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22
Глава 2. Первые шаги с Android SDK . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .42
Глава 3. Разработка игр 101 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .67
Глава 4. Android для разработчиков игр . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .116
Глава 5. Android Game Development Framework . . . . . . . . . . . . . . . . .199
Глава 6. «Мистер Ном» покоряет Android . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .246
Глава 7. OpenGL ES: первое представление . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .288
Глава 8. Трюки при разработке 2D-игр . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .375
Глава 9. «Большой прыгун»: двухмерная игра, написанная
с помощью OpenGL ES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .458
Глава 10. OpenGL ES: займемся 3D . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .522
Глава 11. Трюки при разработке 3D-игр . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .563
Глава 12. Droid Invaders: большой финал . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .622
Глава 13. Публикуем вашу игру . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .673
Глава 14. Что дальше? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .684
Оглавление
Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Целевая аудитория . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Как построена эта книга . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
Как получить исходные коды . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
Об авторе . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
О техническом редакторе . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
Благодарности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
От издательства . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
Глава 1. Android: новенький в классе . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Краткая история Android . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
Разделение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
Роль Google . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
Android Open Source Project . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
Android Market . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
Соревнования, распространение устройств и Google I/O . . . . . . . . . . . 26
Возможности и архитектура Android . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
Ядро . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
Среда выполнения и Dalvik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
Системные библиотеки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
Фреймворк приложения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
Software Development Kit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Сообщество разработчиков . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
Устройства, устройства, устройства! . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
Аппаратная составляющая . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
Первое поколение, второе поколение, следующее поколение . . . . . . 33
Игры для мобильников — особая штука . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
Игровая консоль в каждом кармане . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
Всегда на связи . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
Оглавление 7
Простые и крутые . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
Крупный рынок, мелкие разработчики . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
Подводя итог . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
Глава 2. Первые шаги с Android SDK . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
Настройка среды разработки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
Настройка JDK . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
Настройка Android SDK . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
Установка Eclipse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
Установка плагина ADT для Eclipse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
Краткий обзор среды Eclipse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
Hello World в стиле Android . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
Создание проекта . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
Исследование проекта . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
Написание кода приложения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
Запуск и отладка приложений Android . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
Подключение устройства . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
Создание виртуального устройства Android . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
Запуск приложения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
Отладка приложения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
LogCat и DDMS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
Использование ADB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
Подводя итог . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
Глава 3. Разработка игр 101 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
Жанры: на любой вкус . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
Казуальные игры . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
Головоломки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
Аркады и активные игры . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
«Защита башни» . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
Что-то новенькое . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
Дизайн игры: карандаш сильнее кода . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
Основная механика игры . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
Сюжет и оформление . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
Экраны и трансформации . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
Код: скучная рутина . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
Управление приложением и окнами . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
Ввод . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
Файловый ввод-вывод . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
8 Оглавление
Звук . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
Графика . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
Игровая среда . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .107
Подводя итог . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .115
Глава 4. Android для разработчиков игр . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .116
Определение приложения Android: файл манифеста . . . . . . . . . . . . . . . . . . .116
Элемент <manifest> . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .118
Элемент <application> . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .118
Элемент <activity> . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .120
Элемент <uses-permission> . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .122
Элемент <uses-feature> . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .123
Элемент <uses-sdk> . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .125
Настройка проекта игры на Android за 10 простых шагов . . . . . . . . . .125
Назначение значка для вашей игры . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .127
Основы Android API . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .128
Создание тестового проекта . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .129
Жизненный цикл активности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .133
Поддержка устройств ввода . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .140
Поддержка файловой системы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .157
Обработка звука . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .163
Потоковая музыка . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .168
Основы программирования графики . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .172
Полезные советы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .197
Подводя итог . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .198
Глава 5. Android Game Development Framework . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .199
План атаки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .199
Класс AndroidFileIO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .200
AndroidAudio, AndroidSound и AndroidMusic — все о звуке! . . . . . . . . . . . . . . .201
AndroidInput и AccelerometerHandler . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .207
AccelerometerHandler: что сверху? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .207
Класс Pool: используем повторно! . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .209
KeyboardHandler: вверх, вверх, вниз, вниз, влево, вправо… . . . . . . . .211
Обработчики касаний . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .216
AndroidInput: отличный координатор . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .223
AndroidGraphics и AndroidPixmap: двойная радуга . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .226
Обработка различных размеров экрана и разрешений . . . . . . . . . . . .226
AndroidPixmap: пикселы для каждого . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .232
Оглавление 9
AndroidGraphics: то, что нужно для рисования . . . . . . . . . . . . . . . . . .233
AndroidFastRenderView: собрать-растянуть, собрать-растянуть . . . . . .237
AndroidGame: свяжем все вместе . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .240
Подводя итог . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .245
Глава 6. «Мистер Ном» покоряет Android . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .246
Создание ресурсов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .246
Настройка проекта . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .248
MrNomGame: основная активность . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .249
Ресурсы: удобное хранилище ресурсов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .249
Настройки: сохранение пользовательских настроек
и таблицы рекордов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .251
LoadingScreen: получение ресурсов с накопителя . . . . . . . . . . . . . . . .253
Главное меню . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .255
Класс(ы) HelpScreen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .258
Экран рекордов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .260
Отрисовка чисел: краткое введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .261
Реализация экрана . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .263
Абстрагирование… . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .266
Абстрагирование мира мистера Нома: модель, вид, контроллер . . . . .266
Класс GameScreen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .279
Подводя итог . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .287
Глава 7. OpenGL ES: первое представление . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .288
Что такое OpenGL ES и почему об этом стоит задуматься . . . . . . . . . . . . . . . .288
Модель разработки: аналогия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .289
Проекции . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .291
Нормализованное пространство устройства и область просмотра . . . .293
Матрицы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .294
Конвейер визуализации . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .295
Перед стартом . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .296
GLSurfaceView: облегчает жизнь с 2008 года . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .297
GLGame: реализация игрового интерфейса . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .300
Мама, смотри: я нарисовал красный треугольник! . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .308
Определение области просмотра . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .309
Определение матрицы проекции . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .309
Определение треугольников . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .313
Все вместе . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .317
Определение цвета вершины . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .321