如何制作一个类似Tiny Wings的游戏 Cocos2d-x 2.1.4

在第一篇《如何使用CCRenderTexture创建动态纹理》基础上，增加创建动态山丘，原文《How To Create A Game Like Tiny Wings with Cocos2D 2.X Part 1》，在这里继续以Cocos2d-x进行实现。有关源码、资源等在文章下面给出了地址。

步骤如下：
1.使用上一篇的工程；

2.添加地形类
Terrain，派生自
CCNode类。文件
Terrain.h代码如下：

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#pragma once #include  "cocos2d.h" #define kMaxHillKeyPoints class Terrain :  public cocos2d::CCNode { public:     Terrain( void);     ~Terrain( void); CREATE_FUNC(Terrain);     CC_SYNTHESIZE_RETAIN(cocos2d::CCSprite*, _stripes, Stripes); private:      int _offsetX;     cocos2d::CCPoint _hillKeyPoints[kMaxHillKeyPoints]; };

这里声明了一个_hillKeyPoints数组，用来存储每个山丘顶峰的点，同时声明了一个_offsetX代表当前地形滚动的偏移量。文件Terrain.cpp代码如下：

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#include  "Terrain.h" using  namespace cocos2d; Terrain::Terrain( void) {     _stripes =  NULL;     _offsetX = 0; } Terrain::~Terrain( void) {     CC_SAFE_RELEASE_NULL(_stripes); }

增加如下方法：

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void Terrain::generateHills() {     CCSize winSize = CCDirector::sharedDirector()->getWinSize();      float x =  ;      float y = winSize.height /  ;      for ( int i =  ; i < kMaxHillKeyPoints; ++i)     {         _hillKeyPoints[i] = ccp(x, y);         x += winSize.width /  ;         y = rand() % ( int)winSize.height;     } }

这个方法用来生成随机的山丘顶峰的点。第一个点在屏幕的左侧中间，之后的每一个点，x轴方向移动半个屏幕宽度，y轴方向设置为0到屏幕高度之间的一个随机值。添加以下方法：

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bool Terrain::init() {      bool bRet =  false;      do      {         CC_BREAK_IF(!CCNode::init()); this->generateHills(); bRet =  true;     }  while ( ); return bRet; } void Terrain::draw() {     CCNode::draw();      for ( int i =  ; i < kMaxHillKeyPoints; ++i)     {         ccDrawLine(_hillKeyPoints[i -  ], _hillKeyPoints[i]);     } }

init方法调用generateHills方法创建山丘，draw方法简单地绘制相邻点之间的线段，方便可视化调试。添加以下方法：

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void Terrain::setOffsetX( float newOffsetX) {     _offsetX = newOffsetX;      this->setPosition(ccp(-_offsetX *  this->getScale(),  )); }

英雄沿着地形的x轴方法前进，地形向左滑动。因此，偏移量需要乘以-1，还有缩放比例。打开HelloWorldScene.h文件，添加头文件引用：

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#include  "Terrain.h"

添加如下变量：

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Terrain *_terrain;

打开HelloWorldScene.cpp文件，在onEnter方法里，调用genBackground方法之前，加入如下代码：

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_terrain = Terrain::create(); this->addChild(_terrain,  );

在update方法里，最后面添加如下代码：

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_terrain->setOffsetX(offset);

修改genBackground方法为如下：

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void HelloWorld::genBackground() {      if (_background)     {         _background->removeFromParentAndCleanup( true);     } ccColor4F bgColor =  this->randomBrightColor();     _background =  this->spriteWithColor(bgColor,  ,  ); CCSize winSize = CCDirector::sharedDirector()->getWinSize();     _background->setPosition(ccp(winSize.width /  , winSize.height /  ));     ccTexParams tp = {GL_LINEAR, GL_LINEAR, GL_REPEAT, GL_REPEAT};     _background->getTexture()->setTexParameters(&tp); this->addChild(_background); ccColor4F color3 =  this->randomBrightColor();     ccColor4F color4 =  this->randomBrightColor();     CCSprite *stripes =  this->spriteWithColor1(color3, color4,  ,  ,  );     ccTexParams tp2 = {GL_LINEAR, GL_LINEAR, GL_REPEAT, GL_CLAMP_TO_EDGE};     stripes->getTexture()->setTexParameters(&tp2);     _terrain->setStripes(stripes); }

注意，每次触摸屏幕，地形上的条纹纹理都会随机生成一个新的条纹纹理，这方便于测试。此外，在Update方法里_background调用setTextureRect方法时，可以将offset乘以0.7，这样背景就会比地形滚动地慢一些。编译运行，可以看到一些线段，连接着山丘顶峰的点，如下图所示：

当看到山丘滚动，可以想象得到，这对于一个Tiny Wings游戏，并不能很好的工作。由于采用y轴随机值，有时候山丘太高，有时候山丘又太低，而且x轴也没有足够的差别。但是现在已经有了这些测试代码，是时候用更好的算法了。
3.更好的山丘算法。使用Sergey的算法来进行实现。打开Terrain.cpp文件，修改generateHills方法为如下：

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void Terrain::generateHills() {     CCSize winSize = CCDirector::sharedDirector()->getWinSize(); float minDX =  ;      float minDY =  ;      int rangeDX =  ;      int rangeDY =  ; float x = -minDX;      float y = winSize.height /  ; float dy, ny;      float sign =  ;  // +1 - going up, -1 - going  down      float paddingTop =  ;      float paddingBottom =  ; for ( int i =  ; i < kMaxHillKeyPoints; ++i)     {         _hillKeyPoints[i] = ccp(x, y);          if (i ==  )         {             x =  ;             y = winSize.height /  ;         }           else         {             x += rand() % rangeDX + minDX;              while ( true)             {                 dy = rand() % rangeDY + minDY;                 ny = y + dy * sign;                  if (ny < winSize.height - paddingTop && ny > paddingBottom)                 {                      break;                 }             }             y = ny;         }         sign *= - ;     } }

这个算法执行的策略如下：

• 在范围160加上0-80之间的随机数进行递增x轴。
• 在范围60加上0-40之间的随机数进行递增y轴。
• 每次都反转y轴偏移量。
• 不要让y轴值过于接近顶部或底部（paddingTop, paddingBottom）。
• 开始于屏幕外的左侧，硬编码第二个点为（0, winSize.height/2），所以左侧屏幕外有一个山丘。

编译运行，现在可以看到一个更好的山丘算法，如下图所示：




4.一次只绘制部分。在更进一步之前，需要做出一项重大的性能优化。现在，绘制出了山丘的1000个顶峰点，即使每次都只有少数在屏幕上看得到。所以，可以根据屏幕区域来计算哪些顶峰点会被显示出来，然后只显示那些点，如下图所示：




打开
Terrain.h文件，添加如下变量：

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int _fromKeyPointI; int _toKeyPointI;

打开Terrain.cpp文件，在构造函数里面添加如下代码：

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_fromKeyPointI =  ; _toKeyPointI =  ;

添加如下方法：

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void Terrain::resetHillVertices() {     CCSize winSize = CCDirector::sharedDirector()->getWinSize(); static  int prevFromKeyPointI = - ;      static  int prevToKeyPointI = - ; // key points interval for drawing      while (_hillKeyPoints[_fromKeyPointI +  ].x < _offsetX - winSize.width /   /  this->getScale())     {         _fromKeyPointI++;     }      while (_hillKeyPoints[_toKeyPointI].x < _offsetX + winSize.width * 9 /   /  this->getScale())     {         _toKeyPointI++;     } }

这里，遍历每一个顶峰点（从0开始），将它们的x轴值拿来做比较。无论当前对应到屏幕左边缘的偏移量设置为多少，只要将它减去winSize.width/8。如果顶峰点的x轴值小于结果值，那么就继续遍历，直到找到一个大于结果值的，这个顶峰点就是显示的起始点。对于toKeypoint也采用同样的过程。修改draw方法，代码如下：

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void Terrain::draw() {     CCNode::draw();      for ( int i = MAX(_fromKeyPointI,  ); i <= _toKeyPointI; ++i)     {         ccDrawColor4F( . ,  ,  ,  . );         ccDrawLine(_hillKeyPoints[i -  ], _hillKeyPoints[i]);     } }

现在，不是绘制所有点，而是只绘制当前可见的点，这些点是前面计算得到的。另外，也把线的颜色改成红色，这样更易于分辨。接着，在init方法里面，最后面添加如下代码：

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this->resetHillVertices();

在setOffsetX方法里面，最后面添加如下代码：

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this->resetHillVertices();

为了更容易看到，打开HelloWorldScene.cpp文件，在onEnter方法，最后面添加如下代码：

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this->setScale( . );

编译运行，可以看到线段出现时才进行绘制，如下图所示：

5.制作平滑的斜坡。山丘是有斜坡的，而不是这样直上直下的直线。一个办法是使用余弦函数让山丘弯曲。回想一下，余弦曲线就如下图所示：

因此，它是从1开始，每隔PI长度，曲线下降到-1。但怎么利用这个函数来创建一个漂亮的曲线连接顶峰点呢？先只考虑两个点的情况，如下图所示：

首先，需要分段绘制线，因此，需要每10个点创建一个区段。同样的，想要一个完整的余弦曲线，因此，可以将PI除以区段的数量，得到每个点的角度。然后，让cos(0)对应p0的y轴值，而cos(PI)对应p1的y轴值。要做到这一点，将调用cos(angle)，乘以p1和p0之间距离的一半（图上的ampl）。由于cos(0)=1，而cos(PI)=-1，所以，ampl在p0，而-ampl在p1。将它加上中点坐标，就可以得到想要的y轴值。打开Terrain.h文件，添加区段长度定义，如下代码：

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#define kHillSegmentWidth

然后，打开Terrain.cpp文件，在draw方法里面，ccDrawLine之后，添加如下代码：

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ccDrawColor4F( . ,  . ,  . ,  . ); CCPoint p0 = _hillKeyPoints[i -  ]; CCPoint p1 = _hillKeyPoints[i]; int hSegments = floorf((p1.x - p0.x) / kHillSegmentWidth); float dx = (p1.x - p0.x) / hSegments; float da = M_PI / hSegments; float ymid = (p0.y + p1.y) /  ; float ampl = (p0.y - p1.y) /  ; CCPoint pt0, pt1; pt0 = p0; for ( int j =  ; j < hSegments +  ; ++j) {     pt1.x = p0.x + j * dx;     pt1.y = ymid + ampl * cosf(da * j); ccDrawLine(pt0, pt1); pt0 = pt1; }

打开HelloWorldScene.cpp文件，在onEnter方法，设置scale为1.0，如下代码：

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this->setScale( . );

编译运行，现在可以看到一条曲线连接着山丘，如下图所示：

6.绘制山丘。用上一篇文章生成的条纹纹理来绘制山丘。计划是对山丘的每个区段，计算出两个三角形来渲染山丘，如下图所示：

还将设置每个点的纹理坐标。对于x坐标，简单地除以纹理的宽度（因为纹理重复）。对于y坐标，将山丘的底部映射为0，顶部映射为1，沿着条带的方向分发纹理高度。打开Terrain.h文件，添加如下代码：

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#define kMaxHillVertices #define kMaxBorderVertices

添加类变量，代码如下：

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int _nHillVertices; cocos2d::CCPoint _hillVertices[kMaxHillVertices]; cocos2d::CCPoint _hillTexCoords[kMaxHillVertices]; int _nBorderVertices; cocos2d::CCPoint _borderVertices[kMaxBorderVertices];

打开Terrain.cpp文件，在resetHillVertices方法里面，最后面添加如下代码：

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if (prevFromKeyPointI != _fromKeyPointI || prevToKeyPointI != _toKeyPointI) {      // vertices for visible area     _nHillVertices =  ;     _nBorderVertices =  ;     CCPoint p0, p1, pt0, pt1;     p0 = _hillKeyPoints[_fromKeyPointI];      for ( int i = _fromKeyPointI +  ; i < _toKeyPointI +  ; ++i)     {         p1 = _hillKeyPoints[i]; // triangle strip between p0 and p1          int hSegments = floorf((p1.x - p0.x) / kHillSegmentWidth);          float dx = (p1.x - p0.x) / hSegments;          float da = M_PI / hSegments;          float ymid = (p0.y + p1.y) /  ;          float ampl = (p0.y - p1.y) /  ;         pt0 = p0;         _borderVertices[_nBorderVertices++] = pt0;          for ( int j =  ; j < hSegments +  ; ++j)         {             pt1.x = p0.x + j * dx;             pt1.y = ymid + ampl * cosf(da * j);             _borderVertices[_nBorderVertices++] = pt1; _hillVertices[_nHillVertices] = ccp(pt0.x,  );             _hillTexCoords[_nHillVertices++] = ccp(pt0.x /  ,  .0f);             _hillVertices[_nHillVertices] = ccp(pt1.x,  );             _hillTexCoords[_nHillVertices++] = ccp(pt1.x /  ,  .0f); _hillVertices[_nHillVertices] = ccp(pt0.x, pt0.y);             _hillTexCoords[_nHillVertices++] = ccp(pt0.x /  ,  );             _hillVertices[_nHillVertices] = ccp(pt1.x, pt1.y);             _hillTexCoords[_nHillVertices++] = ccp(pt1.x /  ,  ); pt0 = pt1;         } p0 = p1;     } prevFromKeyPointI = _fromKeyPointI;     prevToKeyPointI = _toKeyPointI; }

这里的大部分代码，跟上面的使用余弦绘制山丘曲线一样。新的部分，是将山丘每个区段的顶点用来填充数组，每个条纹需要4个顶点和4个纹理坐标。在draw方法里面，最上面添加如下代码：

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CC_NODE_DRAW_SETUP(); ccGLBindTexture2D(_stripes->getTexture()->getName()); ccGLEnableVertexAttribs(kCCVertexAttribFlag_Position | kCCVertexAttribFlag_TexCoords); ccDrawColor4F( .0f,  .0f,  .0f,  .0f); glVertexAttribPointer(kCCVertexAttrib_Position,  , GL_FLOAT, GL_FALSE,  , _hillVertices); glVertexAttribPointer(kCCVertexAttrib_TexCoords,  , GL_FLOAT, GL_FALSE,  , _hillTexCoords); glDrawArrays(GL_TRIANGLE_STRIP,  , (GLsizei)_nHillVertices);

这里绑定条纹纹理作为渲染纹理来使用，传入之前计算好的顶点数组和纹理坐标数组，然后以GL_TRIANGLE_STRIP来绘制这些数组。此外，注释掉绘制山丘直线和曲线的代码。在init方法里面，调用generateHills方法之前，添加如下代码：

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this->setShaderProgram(CCShaderCache::sharedShaderCache()->programForKey(kCCShader_PositionTexture));

打开HelloWorldScene.cpp文件，在spriteWithColor1方法里面，注释// Layer 4: Noise里，更改混合方式，代码如下：

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ccBlendFunc blendFunc = {GL_DST_COLOR, CC_BLEND_DST};

编译运行，可以看到不错的山丘了，如下图所示：

7.还不完善？仔细看山丘，可能会注意到一些不完善的地方，如下图所示：

增加水平区段数量，可以提高一些质量。打开Terrain.h文件，修改kHillSegmentWidth为如下：

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#define kHillSegmentWidth

通过减少每个区段的宽度，强制代码生成更多的区段来填充空间。编译运行，可以看到山丘看起来更好了。当然，代价是处理时间。效果如下图所示：

在第二部分，将会实现海豹飞翔。
参考资料：
1.How To Create A Game Like Tiny Wings with Cocos2D 2.X Part 1 http://www.raywenderlich.com/32954/how-to-create-a-game-like-tiny-wings-with-cocos2d-2-x-part-1
2.（译）如何制作一个类似tiny wings的游戏：第一部分 http://www.cnblogs.com/zilongshanren/archive/2011/07/01/2095489.html
非常感谢以上资料，本例子源代码附加资源下载地址：http://download.csdn.net/detail/akof1314/5733037
如文章存在错误之处，欢迎指出，以便改正。