摘 要:隨著無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展，手機及其他無線設(shè)備的普及將成為一種趨勢。由于的手機的攜帶方便，手機游戲又具有娛樂的功能，和J2ME技術(shù)的跨平臺特性，使得越來越多的國內(nèi)外廠商開始開發(fā)基于J2ME平臺的無線應(yīng)用服務(wù)。文章著眼于J2ME技術(shù)在手機游戲開發(fā)上的應(yīng)用，在結(jié)合實際的開發(fā)經(jīng)驗與一些MIDP2.0新技術(shù)的基礎(chǔ)上，講述一款自主研發(fā)的基于MIDP2.0的坦克大戰(zhàn)手機游戲設(shè)計。

關(guān)鍵詞:J2ME 手機游戲 MIDP2.0 無線設(shè)備

中圖分類號:F062.5文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A

文章編號:1004-4914(2010)06-052-03

一、引言

隨著人們生活水平的不斷提高，手機用戶的數(shù)量也在不斷上升，而且手機的功能越來越豐富，也促進(jìn)了手機游戲產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展。在市場上，手機游戲的內(nèi)容大多相近，但其中也不泛有經(jīng)典之作，它們的盈利方式主要是涉及面廣，盡管手機游戲的費用不高，但是巨大的使用量將使得這個市場商機很大。種種的數(shù)據(jù)調(diào)查顯示前中國手機游戲市場一片繁榮，然而手機游戲大多來自國外，這對國內(nèi)的手機游戲開發(fā)并非長遠(yuǎn)之計。

隨著無線應(yīng)用與嵌入式系統(tǒng)的愈來愈受到人們的重視，SUN公司推出了J2ME(Java 2 Platform， Micro Edition)來迎合這一趨勢，它把Java平臺的以網(wǎng)絡(luò)為中心和平臺不可知論的特性移植到有限存儲器和有限處理器的設(shè)備中，這些設(shè)備具有16位或32位處理器和總量不少于大約128K的存儲器;而MIDP2.0的新特性對手機游戲的開發(fā)提供了許多新的支持技術(shù)，使得J2ME手機游戲開發(fā)的難度大大下降，簡化了設(shè)計的流程，也很大程度的促進(jìn)了J2ME應(yīng)用于手機游戲的發(fā)展。

由于Java語言相當(dāng)?shù)钠占埃瑢τ谟蠮ava語言基礎(chǔ)的人來說，J2ME技術(shù)的門檻較低，開發(fā)速度較快。J2ME技術(shù)擁有強大的移植性，可以經(jīng)過簡單的修改后，在不同廠商的手機上運行，現(xiàn)在在市場上的主要廠商有諾基亞、摩托羅拉、索愛等，它們之間在市場上進(jìn)行著激烈的競爭，進(jìn)而也促進(jìn)了J2ME技術(shù)的快速發(fā)展。本文的寫作目的就是通過使用J2ME游戲開發(fā)技術(shù)來開發(fā)一個基于Nokia S60的手機游戲，從而展現(xiàn)J2ME技術(shù)在手機游戲開發(fā)方面的優(yōu)勢。

二、J2ME體系結(jié)構(gòu)和MIDP2.0新技術(shù)

(一)J2ME體系結(jié)構(gòu)

Java自1995年發(fā)明以來以發(fā)生了很大的變化，從最早的為基于瀏覽器中運行的Applet的編程，到Servlet/EJB的Server編程，再到現(xiàn)在的MIDlet為無線信息設(shè)備的編程。它已發(fā)展成為為開發(fā)者提供一端到端編程開發(fā)的平臺，即我們常說的J2SE/J2EE/J2ME，Java的三個平臺(fig1)。由于無線編程有其完全不同于傳統(tǒng)編程的特殊性，比如:運行設(shè)備的多樣性，設(shè)備處理能力不如服務(wù)器和微機，用戶界面的差異性等。另外在加上無線技術(shù)的飛速發(fā)展，使得J2ME的體系架構(gòu)有者完全不同于J2SE/J2EE的特點。

由于嵌入式設(shè)備的種類太多樣，沒有統(tǒng)一的規(guī)范，于是J2ME定義了一種靈活的層次規(guī)范結(jié)構(gòu)來規(guī)范眾多的移動設(shè)備，不同層次的規(guī)范相互協(xié)作來提供一個完整的移動Java平臺。J2ME依照各種設(shè)備的資源特性，將J2ME技術(shù)架構(gòu)分為簡表(Profile)，配置(Configuration)和Java虛擬機(Java Virtual Machine)三層，如圖1所示:

1.簡表層:簡表層定義了在特定的設(shè)備上可用的應(yīng)用程序編程接口(API)的最小集。它在一個特定的配置上面實現(xiàn)，應(yīng)用程序是針對特定的簡表編寫的，因此可以移植到支持該簡表的任何設(shè)備上。SUN公司推出兩種可用的參考J2ME簡表:基礎(chǔ)簡表與MIDP?；A(chǔ)簡表主要用于CDC配置。MIDP連同功能較低的CLDC配置一起為開發(fā)移動設(shè)備應(yīng)用程序提供了完整的Java平臺。

2.配置層:面對的是大量各種不同的小型嵌入式設(shè)備，J2ME將這些設(shè)備進(jìn)行分類，將一些共性提取出來形成適合于某范疇中設(shè)備可用的規(guī)范，稱為“配置”。配置規(guī)范定義了硬件所必須具備的能力。目前J2ME可用的配置有兩種:CDC(Connected Device Configuration，連接設(shè)備配置)和CLDC(Connected Limited Device Configuration，連接有限設(shè)備配置)。CDC應(yīng)用于相對內(nèi)存量較大，更強處理器的移動設(shè)備。CLDC主要針對些資源有限的嵌入式設(shè)備。

3.Java虛擬機層:這一層是針對設(shè)備本地操作系統(tǒng)定制的Java虛擬機的實現(xiàn)，支持特定的J2ME配置，就像使用所有Java技術(shù)一樣，其核心也在一種虛擬機中。

(二)MIDP2.0新技術(shù)

在MIDP1.0中這些功能包括:應(yīng)用的下載、應(yīng)用的生命周期、端到端的傳輸(http)、網(wǎng)絡(luò)聯(lián)結(jié)、數(shù)據(jù)庫存儲、計時器和用戶界面;通過用戶對MIDPv1.0的使用經(jīng)驗和反饋，MIDP2.0的專家組在MIDP1.0APIs的基礎(chǔ)上又新加了下面的APIs:

1.應(yīng)用的下載和計費。

2.端到端的安全傳輸(https)。

3.應(yīng)用的數(shù)字簽名和域的安全模式。

4.MIDlet的push注冊(server push model)。

5.聲音。

(三)MIDP2.0的安全機制

Java語言作為以種網(wǎng)絡(luò)編程語言，它具有很多特點來滿足網(wǎng)絡(luò)編程的需求，其中最為人們所津津樂道的是它的遍寫一次到處運行，以及它的安全性。特別是它的安全性，從它的發(fā)明到現(xiàn)在的7年的時間已經(jīng)為無數(shù)的事實所證明。Java語言的安全性，安全機制也有它發(fā)展的過程，下面我們簡單介紹以下Java的安全機制。

1.Java1.0的沙箱機制:

圖2 Java1.0安全的沙箱機制

2.Java1.1的可信任代碼的安全機制:

圖3 可信任代碼的安全機制

3.Java1.2/2的域安全機制:

圖4 Java1.2/2的域安全機制

三、坦克大戰(zhàn)手機游戲的設(shè)計流程和設(shè)計思路

(一)坦克大戰(zhàn)手機游戲的設(shè)計流程

1.游戲開發(fā)的流程。手機游戲開發(fā)不同于一般應(yīng)用程序開發(fā)，它受到手機本身的限制，開發(fā)人員使用現(xiàn)有的技術(shù)去實現(xiàn)，采用合理的開發(fā)流程非常重要，下面來介紹下手機游戲的簡要開發(fā)流程。

(1)提出方案:創(chuàng)意的產(chǎn)生。

(2)可行性分析:市場商業(yè)評估與開發(fā)難度評估。

(3)概要設(shè)計:策劃具體的游戲方案。

(4)詳細(xì)設(shè)計:包括框架設(shè)計、圖像設(shè)計、具體設(shè)計、代碼實現(xiàn)、初步測試等。

(5)品質(zhì)管理:跟蹤質(zhì)量評估，發(fā)布最終穩(wěn)定版產(chǎn)品。

2.游戲開發(fā)的詳細(xì)設(shè)計流程。在設(shè)計過程中，程序采用面向?qū)ο蟮脑O(shè)計方法，對游戲中的所有物體賦于對象的屬性。游戲的主要任務(wù)是在DemoCanvas類里實現(xiàn)的，該類聯(lián)系著與其他類的響應(yīng)。游戲運行后，首先在DemoCanvas類里初始化并啟動一個線程，由線程實時響應(yīng)按鍵狀態(tài)，對屏幕進(jìn)行重繪并產(chǎn)生一個菜單選項，允許用戶進(jìn)行菜單選擇，根據(jù)不同的選擇可以產(chǎn)生不同的結(jié)果，選擇開始游戲后，游戲啟動接著載入玩家坦克圖片，敵方坦克圖片，爆炸圖片以及各種背景物體圖片，從外部文本文件載入地圖，然后產(chǎn)生玩家坦克與敵方坦克，最后對背景的所有物體進(jìn)行繪圖。在主程序運行的線程中將以一定的頻率對屏幕背景進(jìn)行重繪，實時反映整個游戲的進(jìn)行狀態(tài)。玩家控制坦克在主線程中運行，隨屏幕刷新的頻率而前進(jìn)。敵方坦克則由計算機控制，在游戲開始時逐漸增加線程，每增加一個敵方坦克就增加一個新線程，但屏幕上最多有兩輛敵方坦克，每輛敵方坦克是一個線程，一旦敵方坦克線程數(shù)滿達(dá)到最大值，就不允許敵人坦克再繼續(xù)出現(xiàn)在屏幕上。每輛坦克自產(chǎn)生之時起就只將擁有一發(fā)子彈，而且每發(fā)子彈均是一個線程，發(fā)生碰撞后并不結(jié)束子彈對象，只是將其線程終止。主程序在運行的過程中，將實時的監(jiān)測若干事件，如:玩家坦克是否被敵方坦克消滅，敵方坦克是否被消滅，且其剩余數(shù)量是否已經(jīng)為零，玩家是否在游戲中獲勝，各對象之間是否發(fā)生了碰撞等，并對屏幕進(jìn)行實時重繪，由程序進(jìn)入相關(guān)的分支執(zhí)行相應(yīng)的響應(yīng)代碼，是否結(jié)束游戲等。以便程序進(jìn)入相關(guān)的分支執(zhí)行相關(guān)的代碼處理，結(jié)束游戲等。主程序流程如圖5所示。

(二)坦克大戰(zhàn)手機游戲的設(shè)計思路

1.坦克控制的設(shè)計思路。在游戲中坦克分玩家坦克與敵方坦克，對坦克的邏輯設(shè)計讀者可以先參閱圖6，對玩家坦克的設(shè)計引入了GameCanvas類，GameCanvas類提供getKeyStates方法獲取當(dāng)前鍵盤上按鍵的信息。getKeyStates方法將以bit的形式返回鍵盤上按下鍵與釋放鍵的狀態(tài)，當(dāng)鍵盤按下鍵時返回bit為1，當(dāng)鍵盤釋放鍵時返回bit為0。這里只需要getKeyStates方法的一個返回值就可以返回所有鍵的狀態(tài)。同時，getKeyStates方法的這個機制也可以檢測同時按下幾個鍵的狀態(tài)，并能保證快速的按鍵和釋放也會被響應(yīng)。

2.子彈智能運行的設(shè)計思路。子彈的行為是雙方坦克的共同行為，每一輛坦克都有它自己的一個子彈，這個子彈在坦克被產(chǎn)生時就一直存在，在坦克未發(fā)射子彈前，其圖像被設(shè)置為不可見，只有當(dāng)坦克發(fā)射了子彈時，子彈的圖像才被設(shè)置為可見，并且該子彈只有直至和障礙物發(fā)生碰撞或坦克被消滅時才消失，子彈的再次出現(xiàn)只是在屏幕上重新置于坦克的炮口，并使其顯示出來，向坦克前進(jìn)的方向前進(jìn)，對于子彈的邏輯設(shè)計讀者可參閱圖7。

四、結(jié)束語

J2ME是一種適合于手機游戲開發(fā)的技術(shù)，它具有較強的移植性、入門技術(shù)門檻低和開發(fā)速度快等優(yōu)勢，而MIDP2.0規(guī)范提供的新特性增強了對手機游戲開發(fā)的支持，降低開發(fā)人員的開發(fā)難度，促進(jìn)了J2ME應(yīng)用于手機游戲的發(fā)展。本文是針對Nokia S60平臺開發(fā)一個完整的坦克大戰(zhàn)手機游戲，游戲的開發(fā)使用了許多復(fù)雜的技術(shù)，實現(xiàn)了傳統(tǒng)游戲的大部分功能，發(fā)揮了J2ME技術(shù)在手機游戲開發(fā)上的優(yōu)勢。

參考文獻(xiàn):

1.http://java.sun.com/j2me

2.http://java.sun.com/Products/j2mewtoolkit/index.html

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9.孫希，俞建新.Java虛擬機新技術(shù)探討.計算機應(yīng)用，2002(8)

(作者簡介:王卉玲，中山中專教師，碩士研究生;勞漢生，中山火炬職業(yè)技術(shù)學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師 廣東中山 528400)

(責(zé)編:賈偉)