Android游戏开发学习②焰火绽放效果实现方法

本文实例讲述了Android游戏开发学习②焰火绽放效果实现方法。分享给大家供大家参考。具体如下:

本节介绍在游戏开发中常用到的数学物理应用——粒子系统。粒子系统与上一节的小球有类似的地方,都是通过数学方法和物理公式模拟客观世界中的物体的运动轨迹。不同的是小球更强调个体运动,而焰火粒子等粒子系统更注重整体感觉。

一、焰火粒子效果

1.粒子对象类Particle类和粒子集合类ParticleSet类

每个粒子都为一个Particle类的对象,程序中产生的所有Particle对象都由一个ParticleSet对象来管理。

Particle类:

package com.particle;
public class Particle {
  int color; // 粒子颜色
  int r; // 粒子半径
  double vertical_v; // 垂直速度
  double horizontal_v; // 水平速度
  int startX; // 初始X坐标
  int startY; // 初始Y坐标
  int x; // 实时X坐标
  int y; // 实时Y坐标
  double startTime; // 起始时间
  public Particle(int color, int r, double vertical_v, double horizontal_v, int x, int y, double startTime) {
    super();
    this.color = color;
    this.r = r;
    this.vertical_v = vertical_v;
    this.horizontal_v = horizontal_v;
    this.startX = x;
    this.startY = y;
    this.x = x;
    this.y = y;
    this.startTime = startTime;
  }
}

ParticleSet类:

package com.particle;
import java.util.ArrayList;
import android.graphics.Color;
public class ParticleSet {
  ArrayList<Particle> particleSet;
  public ParticleSet() {
    particleSet = new ArrayList<Particle>();
  }
  /**
   * 向粒子集合中添加指定数量的粒子对象
   */
  public void add(int count, double startTime) {
    for (int i = 0; i < count; i++) {
      int tempColor = this.getColor(i);
      int tempR = 1; // 粒子半径
      double tempv_v = -30 + 10 * (Math.random()); // 随机产生粒子竖直方向的速度
      double tempv_h = 10 - 20 * (Math.random()); // 随机产生粒子水平方向的速度
      int tempX = 160;
      int tempY = (int) (100 - 10 * (Math.random())); // 随机产生粒子Y坐标,90到100之间
      Particle particle = new Particle(tempColor, tempR, tempv_v,
          tempv_h, tempX, tempY, startTime);
      particleSet.add(particle);
    }
  }
  /**
   * 获取指定索引的颜色
   */
  public int getColor(int i) {
    int color = Color.RED;
    switch (i%4) {
    case 0:
      color = Color.RED;
      break;
    case 1:
      color = Color.GREEN;
      break;
    case 2:
      color = Color.YELLOW;
      break;
    case 3:
      color = Color.GRAY;
      break;
    }
    return color;
  }
}

产生的粒子竖直初速度为-30至-20,方向向上;水平初速度为-10至10,方向向左或向右。

2.物理引擎ParticleThread类

package com.particle;
import java.util.ArrayList;
public class ParticleThread extends Thread {
  boolean flag;
  ParticleView father;
  int sleepSpan = 80;
  double time = 0; // 物理引擎的时间轴
  double span = 0.15; // 每次计算粒子位移时采用的时间间隔
  public ParticleThread(ParticleView father) {
    this.father = father;
    this.flag = true;
  }
  @Override
  public void run() {
    while (flag) {
      father.ps.add(5, time); // 每次添加5个粒子
      ArrayList<Particle> tempSet = father.ps.particleSet; // 获取粒子集合
      for (int i = tempSet.size() - 1; i >= 0; i--) {
        Particle particle = tempSet.get(i);
        double timeSpan = time - particle.startTime; // 计算从程序开始到现在经过的时间
        int tempX = (int) (particle.startX + particle.horizontal_v * timeSpan);
        int tempY = (int) (particle.startY + 4.9 * timeSpan * timeSpan + particle.vertical_v * timeSpan);
        if (tempY > ParticleView.DIE_OUT_LINE) { // 如果粒子超过屏幕下边沿
          tempSet.remove(particle);
        }
        particle.x = tempX;
        particle.y = tempY;
      }
      time += span;
      try {
        Thread.sleep(sleepSpan);
      } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
      }
    }
  }
}

本例中的物理引擎没有采用获取系统时间的方式,而是自己定义了一个时间轴(成员变量time)。这样可以自己确定时间轴行进的快慢程度(通过改变成员变量span的值),而不必依赖于系统的时间。

3.视图类ParticleView类

package com.particle;
import java.util.ArrayList;
import android.content.Context;
import android.graphics.Canvas;
import android.graphics.Color;
import android.graphics.Paint;
import android.graphics.RectF;
import android.view.SurfaceHolder;
import android.view.SurfaceHolder.Callback;
import android.view.SurfaceView;
public class ParticleView extends SurfaceView implements Callback {
  public static final int DIE_OUT_LINE = 300;
  DrawThread dt;
  ParticleSet ps;
  ParticleThread pt;
  String fps = "FPS:N/A";
  public ParticleView(Context context) {
    super(context);
    this.getHolder().addCallback(this);
    dt = new DrawThread(this, getHolder());
    ps = new ParticleSet();
    pt = new ParticleThread(this);
  }
  public void doDraw(Canvas canvas) {
    canvas.drawColor(Color.BLACK); // 清屏
    ArrayList<Particle> particleSet = ps.particleSet;
    Paint paint = new Paint();
    for (int i = 0; i < particleSet.size(); i++) {
      Particle p = particleSet.get(i);
      paint.setColor(p.color);
      int tempX = p.x;
      int tempY = p.y;
      int tempRadius = p.r;
      RectF oval = new RectF(tempX, tempY, tempX + 2 * tempRadius, tempY
          + 2 * tempRadius);
      canvas.drawOval(oval, paint); // 绘制椭圆粒子
    }
    paint.setColor(Color.WHITE);
    paint.setTextSize(18);
    paint.setAntiAlias(true);
    canvas.drawText(fps, 15, 15, paint);
  }
  @Override
  public void surfaceChanged(SurfaceHolder arg0, int arg1, int arg2, int arg3) {
  }
  @Override
  public void surfaceCreated(SurfaceHolder arg0) {
    if (!dt.isAlive()) {
      dt.start();
    }
    if (!pt.isAlive()) {
      pt.start();
    }
  }
  @Override
  public void surfaceDestroyed(SurfaceHolder arg0) {
    dt.flag = false;
    dt = null;
    pt.flag = false;
    pt = null;
  }
}

4.绘图类DrawThread及Activity类

基本与上节相同

DrawThread类:

package com.particle;
import android.graphics.Canvas;
import android.view.SurfaceHolder;
public class DrawThread extends Thread {
  ParticleView pv;
  SurfaceHolder surfaceHolder;
  boolean flag=false;
  int sleepSpan=30;
  long start =System.nanoTime(); //记录起始时间,该变量用于计算帧速率
  int count=0 ; //记录帧数
  public DrawThread(ParticleView pv,SurfaceHolder surfaceHolder) {
    this.pv=pv;
    this.surfaceHolder=surfaceHolder;
    this.flag=true;
  }
  public void run() {
    Canvas canvas=null;
    while(flag) {
      try {
        canvas=surfaceHolder.lockCanvas(null); //获取BallView的画布
        synchronized (surfaceHolder) {
          pv.doDraw(canvas);
        }
      } catch (Exception e) {
        e.printStackTrace();
      } finally {
        if(canvas!=null) {
          surfaceHolder.unlockCanvasAndPost(canvas); // surfaceHolder解锁,并将画布传回
        }
      }
      this.count++;
      if(count==20) { //计满20帧时计算一次帧速率
        count=0;
        long tempStamp=System.nanoTime();
        long span=tempStamp-start;
        start=tempStamp;
        double fps=Math.round(100000000000.0/span*20)/100.0;
        pv.fps="FPS:"+fps;
      }
      try {
        Thread.sleep(sleepSpan);
      } catch (InterruptedException e) {
        e.printStackTrace();
      }
    }
  }
}

MainActivity类:

package com.particle;
import android.app.Activity;
import android.os.Bundle;
import android.view.Window;
import android.view.WindowManager;
public class MainActivity extends Activity {
  ParticleView pv;
  @Override
  public void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
    super.onCreate(savedInstanceState);
    requestWindowFeature(Window.FEATURE_NO_TITLE); //设置不显示标题
    getWindow().setFlags(WindowManager.LayoutParams.FLAG_FULLSCREEN, WindowManager.LayoutParams.FLAG_FULLSCREEN); //设置全屏
    pv=new ParticleView(this);
    setContentView(pv);
  }
}

效果图:

二、瀑布粒子效果

瀑布粒子和焰火粒子十分类似,二者的运动都是带有初速度的下落运动。所不同的是焰火粒子水平方向和竖直方向的速度均不为零,而瀑布粒子只有水平方向初速度,竖直方向初速度为零。只需在焰火粒子的生成部分ParticleSet类中修改即可。

ParticleSet类add方法修改如下:

/**
* 向粒子集合中添加指定数量的粒子对象(瀑布粒子效果)
*/
public void add2(int count, double startTime) {
    for (int i = 0; i < count; i++) {
      int tempColor = this.getColor(i);
      int tempR = 1; // 粒子半径
      double tempv_v = 0; // 粒子竖直方向的速度为0
      double tempv_h = 10 + 20 * (Math.random()); // 随机产生粒子水平方向的速度
      int tempX = 50;
      int tempY = (int) (50 - 10 * (Math.random())); // 随机产生粒子Y坐标,90到100之间
      Particle particle = new Particle(tempColor, tempR, tempv_v,
          tempv_h, tempX, tempY, startTime);
      particleSet.add(particle);
    }
}

效果图:

希望本文所述对大家的Android程序设计有所帮助。

时间: 2015-10-13

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