canvas 制作flappy bird（像素小鸟）全流程

flappy bird制作全流程：

一、前言

像素小鸟这个简单的游戏于2014年在网络上爆红，游戏上线一段时间内appleStore上的下载量一度达到5000万次，风靡一时，

近年来移动web的普及为这样没有复杂逻辑和精致动画效果，但是趣味十足的小游戏提供了良好的环境，

同时借助各大社交软件平台的传播效应，创意不断的小游戏有着良好的营销效果，得到了很多的关注。

此前在网上查询了很多关于这个小游戏的资料，但是大多杂乱无章，自己的结合相关教程将这个游戏的主要框架整理出来，供大家一起学习。

二、技术要点

基本JavaScript基础 ，canvas 基础， 面向对象的思想；

三、思路整理

整个游戏的逻辑比较简单：

首先游戏规则：鸟撞到管道上，地上要死亡，飞到屏幕外要死亡。

其次：鸟在飞翔的过程中，会掉落，类似落体运动，需要玩家不断点击屏幕让鸟向上飞。

再次就是：鸟和背景元素的相对移动的过程，鸟不动，背景左移。

将整个游戏细化：

我们采用面向对象的思路来制作，具体的事物用构造函数来创建，方法放到构造函数的原形对象中。

游戏细化这个过程不是一蹴而就的，如果在没有相关指导的情况下，自己要不断的结合自己的想法去试错。

本人使用的方式是使用Xmind将流程以脑图的形式绘制下来，分块去做，不断细化记录自己的思路，最终呈现的效果如下：

（顺序按照图片中的序号去看  脑图、素材、及完整源码下载地址：http://pan.baidu.com/s/1c130V7M 想练习的同学可以点这里）

脑图分为三大块：1、准备阶段 2、主函数 3、游戏优化。

四、游戏实现：

现在结合脑图来逐步实现我们的游戏。

1.设置canvas画布，准备图片数据，当图片加载完成后执行回调函数；

<canvas id="cvs" width="800" height="600"></canvas>
<script>
    var imglist = [
        { "name":"birds","src":"res/birds.png"},
        { "name":"land","src":"res/land.png"},
        { "name":"pipe1","src":"res/pipe1.png"},
        { "name":"pipe2","src":"res/pipe2.png"},
        { "name":"sky","src":"res/sky.png"}
    ];

    var cvs = document.getElementById("cvs");
    var ctx = cvs.getContext("2d");
</script>

画布准备 ，图片数据准备

这里这个入口函数的设置要注意，必须保证图片资源加载完成后再执行其他操作，每加载一张图片我们让imgCount--，减到0的时候再执行主函数；

function  load (source, callback ){
        var imgEls={};
        var imgCount=source.length;
        for (var i = 0; i < imgCount; i++) {
            var name =  source[i].name;
            var newImg = new Image ();
            newImg.src = source[i].src;
            imgEls[name] = newImg;
            imgEls[name].addEventListener("load",function(){
                imgCount--;
                if(imgCount==0){
                    callback(imgEls);
                };
            })
        };
    };

入口函数设置

主循环的设置：这里我们不使用setInterval来控制循环次数，我们使用一个叫requestAnimationFrame()的定时器

　　　　　　　因为setInterval会产生时间误差，setInterval只能根据时间来移动固定距离。

　　　　　　　这对于轮播图一类几千毫秒切换一次的动作来说并没有什么关系，但是对于我们16-18毫秒绘制一次的动画是非常不准确的；

　　　　　　　requestAnimationFrame()这个定时器的好处是根据浏览器的性能来执行一个函数，我们用来获取两次绘制的间隔时间；

　　　　　　　移动距离的计算改变成速度×间隔时间的方式，来解决绘图不准确的问题。

var preTime= Date.now();             //获取当前时间
    function run(){
           var now = Date.now();         //获取最新时间
           dt = now - preTime;            //获取时间间隔
           preTime = now;                  //更新当前时间
           ctx.clearRect(0,0,800,600);    //清空画布
 //---------------------------------------------
                  绘制代码执行区域
//-----------------------------------------------
           requestAnimationFrame(run);    //再次执行run函数
     }
 requestAnimationFrame(run);   //首次执行run函数；
    

设置绘制方式

2、主函数分为两部分功能 ，简单说就是把图画上去，然后处理动态效果，再判断一下是否犯规。

2.1 小鸟的绘制：

　　小鸟本身有一个翅膀扇动的效果，和一个下落的过程。

　　翅膀扇动的过程是一张精灵图三幅画面的的切换（设置一个index属性，控制精灵图的位置），下落过程是其y坐标在画布上的移动（）；

　　所以小鸟的构造函数中应该包括（图源，x坐标，y坐标，速度，下落加速度，ctx(context画布)）等参数。

　　这里需要注意几点：

• 　小鸟的绘制采用canvas drawImage的九参数模式（分别是图片，原图的裁切起点，原图的宽高，贴到画布上的位置，贴到画布上的宽高）；
• 　小鸟的翅膀扇动不能太快，所以我们设置一个阀门函数，当累计计时超过100ms的时候切换一下图片，然后在让累计计时减去100ms；
• 　小鸟的下落需要用到一定物理知识，但是都很简单啦。 我们都是通过速度×时间来实现；

var Bird = function (img,x,y,speed,a,ctx){
    this.img = img;
    this.x = x;
    this.y = y;
    this.speed = speed;
    this.a =a ;
    this.ctx = ctx;
    this.index = 0;    //用于制作小鸟扇翅膀的动作
}

Bird.prototype.draw = function (){
    this.ctx.drawImage(
        this.img,52*this.index,0,52,45,
        this.x,this.y,52,45
    )
}

var durgather=0;
Bird.prototype.update = function(dur){
    //小鸟翅膀扇动每100ms切换一张图片
    durgather+=dur;
    if(durgather>100){
        this.index++;
        if(this.index===2){
             this.index=0;
        }
      durgather -= 100;
    }
    //小鸟下落动作
    this.speed = this.speed + this.a *dur;
    this.y = this.y + this.speed * dur;
}

小鸟的构造函数及动作控制

　 构造一个小鸟，并且将其动作刷新函数和绘制函数放置在我们上面提到的绘制区域，此后构造出的类似对象都是这样的操作步骤：

　 这里需要注意的一点是，如何让小鸟顺畅的向上飞翔，其实还是物理知识，由于加速度的作用，我们给小鸟一个向上的顺时速度就可以了。

load(imglist ,function(imgEls){
            //创建对象
            //在主函数中创建一个小鸟
            var bird = new Bird(imgEls["birds"],150,100,0.0003,0.0006,ctx);
            //主循环
            var preTime= Date.now();
            function run(){
                var now = Date.now();
                dt = now - preTime;
                preTime = now;
                ctx.clearRect(0,0,800,600);
                //--------图片绘制区域-------
                bird.update(dt)
                bird.draw();
                //-------------------------

                requestAnimationFrame(run);
            }
            requestAnimationFrame(run);

            //设置点击事件。给小鸟一个瞬时的向上速度
            cvs.addEventListener("click",function(){
                bird.speed =  -0.3;
            } )
        })

绘制小鸟，点击小鸟上飞

效果如下：

2.2天空的绘制：

　　天空的绘制比较简单了，只要使用canvas drawImage的三参数模式就可以（图源，画布上的坐标）。

　　这里唯一注意的一点是，无缝滚动的实现，对于800*600分辨率这种情况我们创建两个天空对象就可以了，但是为了适配更多的情况，我们将这个功能写活

　　在天空的构造函数上加一个count属性设置几个天空图片，count属性让实例通过原形中的方法访问。后面涉及到重复出现的地面和管道，都给它们添加这种考虑。

var Sky = function(img,x,speed,ctx) {
    this.img = img ;
    this.ctx = ctx;
    this.x = x;
    this.speed = speed;
}
Sky.prototype.draw = function(){
    this.ctx.drawImage(
        this.img ,this.x,0
    )
}
Sky.prototype.setCount = function(count){
    Sky.count = count;
}
Sky.prototype.update = function(dur){
    this.x = this.x+ this.speed * dur;
    if(this.x<-800){  //天空图片的宽度是800
        this.x = Sky.count * 800 + this.x;  //当向左移动了一整张图片后立刻切回第一张图片
    }
}

天空构造函数及运动函数

　　同理在主函数中创建2个天空对象，并将更新函数和绘制函数放置在主循环的绘制区域；

　　setcount是用来设置无缝滚动的

　　注意一点：绘制上的图片是有一个层级关系的，不能把鸟画到天空的下面，那当然最后画鸟了，下面涉及到的覆盖问题不再专门提到。

　　这里仅插入部分相关代码

var bird = new Bird(imgEls["birds"],150,100,0.0003,0.0006,ctx);
            var sky1 = new Sky(imgEls["sky"],0,-0.3,ctx);
            var sky2 = new Sky(imgEls["sky"],800,-0.3,ctx);
            //主循环
            var preTime= Date.now();
            function run(){
                var now = Date.now();
                dt = now - preTime;
                preTime = now;
                ctx.clearRect(0,0,800,600);
                //--------图片绘制区域-------
                sky1.update(dt);
                sky1.draw()
                sky2.update(dt);
                sky2.draw()
                sky1.setCount(2);

                bird.update(dt)
                bird.draw();
                //-------------------------

绘制天空

2.3 地面的绘制

　　和天空的绘制完全一样，由于地面图片尺寸较小，所以我们要多画几个

var Land = function(img,x,speed,ctx){
    this.img = img ;
    this.x = x;
    this.speed = speed;
    this.ctx = ctx ;
}
Land.prototype.draw = function(){
    this.ctx.drawImage (
        this.img , this.x ,488
    )
}
Land.prototype.setCount= function(count){
    Land.count = count;
}
Land.prototype.update = function(dur){
    this.x =  this.x + this.speed * dur;
    if (this.x <- 336){
        this.x = this.x + Land.count * 336; //无缝滚动的实现
    }
}

地面的构造函数及运动函数

//创建----放置在创建区域
var land1 = new Land(imgEls["land"],0,-0.3,ctx);
var land2 = new Land(imgEls["land"],336*1,-0.3,ctx);
var land3 = new Land(imgEls["land"],336*2,-0.3,ctx);
var land4 = new Land(imgEls["land"],336*3,-0.3,ctx);

//绘制 ----放置在绘制区域
 land1.update(dt);
 land1.draw();
 land2.update(dt);
 land2.draw();
 land3.update(dt);
 land3.draw();
 land4.update(dt);
 land4.draw();
 land1.setCount(4);  //设置无缝滚动

绘制地面主要代码

2.4绘制管道

　　管道的绘制有一个难点是管道高度的确定

　　要点：

• 为了保障游戏可玩性，管道必须有一个固定高度+一个随机高度，且上下管道之间的留白是固定的宽度。
• 管道不是连续的，两个相邻的管道之间有间隔
• 注意管道在无缝播放，抽回后必须付给一个新的随机高度，给用户一种错觉，以为又一个管道飘了过来。

　　

var  Pipe =  function(upImg,downImg,x,speed,ctx){
    this.x = x;
    this.upImg = upImg ;
    this.downImg = downImg;
    this.speed = speed;
    this.ctx = ctx;
    this.r = Math.random() *200 + 100;  //随机高度+固定高度
}
Pipe.prototype.draw = function(){
    this.ctx.drawImage(
        this.upImg, this.x , this.r - 420    //管道图片的长度是420
    )
    this.ctx.drawImage(
        this.downImg, this.x , this.r +150    //管道中建的留白是150px
    )
}
Pipe.prototype.setCount = function( count,gap ){
    Pipe.count = count;
    Pipe.gap = gap;        //这里是这次绘制的特别之处，加入了间隔
}
Pipe.prototype.update =function( dur ){
    this.x = this.x + this.speed*dur;
    if(this.x <- 52){    //管道宽度52px
        this.x = this.x + Pipe.count * Pipe.gap;   //无缝滚动
        this.r = Math.random() *200 + 150;     //切换后的管道必须重新设置一个高度，给用户一个新管道的错觉
    }
}    

管道的构造函数及运动函数

//创建区域
            var pipe1 = new Pipe(imgEls["pipe2"],imgEls["pipe1"],400, -0.1,ctx);
            var pipe2 = new Pipe(imgEls["pipe2"],imgEls["pipe1"],600, -0.1,ctx);
            var pipe3 = new Pipe(imgEls["pipe2"],imgEls["pipe1"],800, -0.1,ctx);
            var pipe4 = new Pipe(imgEls["pipe2"],imgEls["pipe1"],1000,-0.1,ctx);
            var pipe5 = new Pipe(imgEls["pipe2"],imgEls["pipe1"],1200,-0.1,ctx);

//绘制区域
                pipe1.update(dt);
                pipe1.draw();
                pipe2.update(dt);
                pipe2.draw();
                pipe3.update(dt);
                pipe3.draw();
                pipe4.update(dt);
                pipe4.draw();
                pipe5.update(dt);
                pipe5.draw();
                pipe1.setCount(5,200);   //设置管道数量和间隔

管道的绘制主要代码

到这一步我们的主要画面就制作出来了，是不是很简单呢O(∩_∩)O~

2.5 判断游戏是否犯规

1. 接触到地面和天空顶部，结束游戏

//我们改造一下主循环，设置一个gameover为false来控制函数的执行
//任何违规都会触发gameover=true；
               var gameover = false;

                if(bird.y < 0 || bird.y > 488 -45/2 ){ //碰到天和地
                    gameover = true ;
                }
                if(!gameover){    //如果没有结束游戏则继续游戏
                    requestAnimationFrame(run);
                }

简单判读gameover

　　2. 碰到管道结束游戏

//x和y到时候我们传入小鸟的运动轨迹，每次重绘管道都有判断
Pipe.prototype.hitTest = function(x,y){
    return (x > this.x && x < this.x + 52)    //在管子横向中间
        &&(! (y >this.r  && y < this.r +150));  //在管子竖向中间
}

判断是否碰到管子

 var gameover = false;
                gameover = gameover || pipe1.hitTest(bird.x ,bird.y);
                gameover = gameover || pipe2.hitTest(bird.x ,bird.y);
                gameover = gameover || pipe3.hitTest(bird.x ,bird.y);
                gameover = gameover || pipe4.hitTest(bird.x ,bird.y);
                gameover = gameover || pipe5.hitTest(bird.x ,bird.y);
                //逻辑终端
                if(bird.y < 0 || bird.y > 488 -45/2 ){
                    gameover = true ;
                }
                if(!gameover){
                    requestAnimationFrame(run);
                }        

主循环的判断条件整合

到这一步我们的游戏完成的差不多了，剩下的就是部分数据的修正

主要需要修正的一个点是碰撞的计算，因为我们所有的碰撞都是按照小鸟图片的左上角计算的，这样就会有不准确的问题，通过测试很容易将这个距离加减修正了

3.游戏的优化

小鸟游戏的鸟儿在上下的过程中会随着点击，抬头飞翔，或低头冲刺，如何做到这个效果呢？

答案就是移动canvas 坐标系和选择坐标系的角度  ctx.translate()和ctx.rotate();

为了防止整个坐标系的整体旋转移动

需要在小鸟绘制函数Bird.prototype.draw里面前后端加入ctx.save() 和ctx.restore()来单独控制小鸟画布

Bird.prototype.draw = function (){
    this.ctx.save();
    this.ctx.translate(this.x ,this.y);  //坐标移动到小鸟的中心点上
    this.ctx.rotate((Math.PI /6) * this.speed / 0.3 );
    //小鸟最大旋转30度，并随着速度实时改变角度
    this.ctx.drawImage(
        this.img,52*this.index,0,52,45,
        -52/2,-45/2,52,45  //这里很重要的一点是，整个小鸟坐标系开始移动
    )
    this.ctx.restore();
}

加入小鸟旋转效果

当然最后不要忘记对管道碰撞的判断，在这里再修正一遍。

事实上如果打算加入旋转效果，上一次的修正不需要，你会发现很多重复工。

最后做出的效果如下：

主体效果和逻辑已经全部实现。更多的效果可以自行添加。

如果想自己练习一下，请点击游戏细化部分的链接下载相关素材和全部源码。