Android应用libGDX引擎系列(二)-libGDX 入门精要

by AlexQ （email alexq_andr@163.com）

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导语

What's libGDX
Standing on the Shoulders of Giants
Core

What's libGDX

一个作为引擎和游戏基础的高性能，跨平台的游戏开发框架。这个框架允许我们我们专注于基础而不是游戏引擎的新的特性。它具有很棒的灵活性。

libGDX是一个跨平台的开发框架。它目前支持的平台有Windows、Linux、Mac OS X、Android、黑莓、iOS和HTML5。
libGDX允许你将代码不经任何修改的部署到多个平台，而不是修改你的代码适应不同的平台或者直接编译到HTML5。你可以在一个桌面开发环境中迅速部署你的代码。你可以使用所有的Java生态系统中的开发工具。
libgdx可以在底层进行操作。可以让你直接访问文件系统，输入设备，输出设备，音频设备和通过统一的OpenGL ES接口访问OpenGL。
基于这些底层的操作，libgdx建立了强大的API帮助你完成常见的开发任务。比如渲染精灵，绘制文本，构建用户界面，播放声音效果和音乐流，线性代数和三角计算，解析JSON和XML数据等。
在必要时，libGDX可以通过本地代码追求更好的性能。所有这些功能隐藏在Java API函数中，所以你不用为为不同平台交叉编译本地代码而担心。libGDX的很多部分可以运行在已知的平台中，所以你不用担心。
libGDX旨在成为一个框架而不是一个引擎，世上没有一劳永逸的事。相反，Libgdx强大的抽象可以让你编写出你想要的游戏或者应用。

Standing on the Shoulders of Giants

libGDX 基于如此多的第三方库:

OpenGL (跨编程语言、跨平台的编程接口规格的专业的图形程序接口)
FreeType (完全免费（开源）的、高质量的且可移植的字体引擎)
mpg123 (快速的、可移植的 MPEG 播放器和解码器)
xiph.org (开放的编解码器)
soundtouch (开源的音频处理库,主要实现包含变速、变调、变速同时变调等三个功能模块)
box2d (用于模拟2D刚体物体的引擎)
LWJGL (为开发者提供简单易用的API来访问OpenGL (Open Graphics Library)与OpenAL (Open Audio Library) 同时也提供操作控制器(Gamepads, Steering wheel和操纵杆)的API)
OpenAL (自由软件界的跨平台音效API)
KissFFT (名鼎鼎的kiss fft算法,对浮点运算的优化,以及针对定点运算的优化)

HelloWorld

执行步骤：

下载gdx-setup.jar

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启动gdx-setup.jar

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Android需要配置SDK，执行“Generate”

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AndroidStudio Open 文件夹

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Run

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Code预览：

    public class AndroidLauncher extends AndroidApplication {
    @Override
    protected void onCreate (Bundle savedInstanceState) {
        super.onCreate(savedInstanceState);
        AndroidApplicationConfiguration config = new AndroidApplicationConfiguration();
        initialize(new MyGdxGame(), config);
        }
    }

    public class MyGdxGame extends ApplicationAdapter {
    SpriteBatch batch;
    Texture img;
    @Override
    public void create () {
        batch = new SpriteBatch();
        img = new Texture("badlogic.jpg");
        }
    @Override
    public void render () {
        Gdx.gl.glClearColor(1, 0, 0, 1);
        Gdx.gl.glClear(GL20.GL_COLOR_BUFFER_BIT);
        batch.begin();
        batch.draw(img, 0, 0);
        batch.end();
        }
    }

Core

libGDX 图形绘制

主要学习四个类：SpriteBatch、Texture 、TextureRegion 、 Sprite

1. Texture 类

* 定义：图片从原始格式解码并上传到GPU就被称为纹理。

* 功能：其实就是承装获取到目标图片的容器。

* helloworld中有加载图片的事例：

    ```
        new Texture("badlogic.jpg");
    ```

2. SpriteBatch 类

* 定义：SpriteBatch用于绘制二维矩形参考纹理（区域）。SpriteBatch类可用于批量绘图命令和优化处理的GPU。

* 功能：SpriteBatch可以把许多相同纹理一起描述并一起送入GPU，同时赋予纹理和坐标以便每个图形的绘制。-------------SpriteBatch可以理解为画笔。
* helloworld中有加载图片的事例：
    ```
        SpriteBatch batch;
        ...
        public void render () {
            batch.begin();
            batch.draw(img, 0, 0);
            batch.end();
        }
    ```

3. TextureRegion 类

* API定义：定义了一个矩形区域的纹理。使用的坐标系统与x轴指向右，Y轴向下在左上角的起源。

* 功能用途：实际操作中我们也经常使用图片的一部分，或者将多个图片资源集合在一个图片文件中。而要显示图片的一部分就可以使用TextureRegion类。

4. Sprite 类

* API定义：持有的几何形状，颜色，和纹理信息使用加载绘制2D精灵。一个精灵有定位和给定的宽度和高度尺寸。
* 功能用途：TextureRegion的加强版，比TextureRegion多了一些功能，如：可以指定位置、颜色、旋转等。

    **其实Sprite的功能就是以上的集合。但是Sprite更方便，它用一个对象描述了一切，但是同时加入了很多TextureRegion和Texture没有的东西，如位置、颜色、旋转.**

libGDX 舞台和演员

1. 舞台 Stage类

定义：包含拥有层次结构的一个二维场景，场景中有许多演员。处理视图和分配输入事件。舞台负责操作视角，和处理分配输入事件。
功能：一个Stage可以充满整个屏幕。设置视角（一般是浮点型和布尔类型），同时设置使用的相机，调配 Actor、Group 与 Screen 之间的关系转换（包括坐标）。一个Stage必须负责接收输入事件，同时将它分配给演员。这通常是通过Stage的gdx.input.setinputprocessor来实现。一个inputmultiplexer可用来处理输入事件的不同阶段，即之前或之后。如果一个演员从输入的方法中处理一个事件而返回TRUE，那么Stage的输入方法也会返回true，导致随后的inputprocessors不接收事件。
使用方法：Stage(float width, float height, boolean keepAspectRatio, SpriteBatch batch)

（1）第一个参数：设置舞台的宽度。

（2）第二个参数：设置舞台的高度。

（3）第三个参数：是负责是否让舞台铺满屏幕，如果这个值是ture的话，舞台的尺寸就是你设置的大小。如果是false的话，就铺满屏幕。

（4）第四个参数：就是传入你所声明的Spirtibatch。

2. 演员 Actor类

定义:在二维场景图中，一个演员拥有位置，矩形的大小，起点，规模，旋转，和颜色等属性。演员的位置是相对于演员的父母，它的起点是相对位置，同时可用于缩放和旋转。一个演员也有一个行动，可以加入监听来实现演员接收事件通知。
功能:演员类是一个项目中的基本元素，libgdx中演员封装了许多有用的方法，比较常用的有draw、addlistrener、fire、addaction等等。

3. 舞台和演员的概念很好的抽象了游戏中的元素概念，实现了同一场景不同演员随意配置切换，以及同一演员出现在不同场景。

libGDX 音效

1. Audio 接口

支持格式：mp3、ogg、wav等。

public interface Audio {
   public Sound newSound(FileHandle fileHandle);
   public Music newMusic(FileHandle file);
   public AudioDevice newAudioDevice(boolean isMono);
}

2. Sound 接口

Sound（声音）类旨在播放声音效果
定义：短音频的剪辑，可以实现多次播放。它是完全加载到内存的，并且只负责加载小的音频文件。当使用音频结束后，调用dispose方法来销毁。
支持格式：支持wav格式，不支持ogg格式。

Sound  sound = Gdx.audio.newSound(Gdx.files.internal("sound.wav"));
sound.setLooping(true);
sound.play();
sound.setVolume(15);

3. Music 类

定义：一段长音频的剪辑，可以在实现多次播放。它是部分被装载到内存的，并且只负责加载大的音频文件。当该音频使用结束后，调用dispose方法来销毁。
支持格式：支持MP3 OGG WAV等格式。

Music music = Gdx.audio.newMusic(Gdx.files.internal("xxx.ogg"));
music.setLooping(true);
music.setVolume(15);
music.play();

libGDX 资源加载器

AssetManager 类负责加载类似于 textures, bitmapfonts, tile maps, sounds, music 等类型的文件。

API

（1）clear() 方法：清空和删除所有已加载资源和预加载队列。

（2）containsAsset(T asset) ：返回的是一个布尔类型，检测是否加载了否个资源。

(3)finishLoading() : 所有资源加载完成后，结束加载资源，也可以手动设置加载到某一项结束加载。

（3）getAssetFileName(T asset) ：获取资源名字，得到的是一个String类型的文件。

（4）getLoadedAssets() ：获取已经加载的资源数量。

（5）getProgress() ：获取加载进度，返回一个0 - 1之间的小数，这个一般可以用作制作进度条。

（6）isLoaded(java.lang.String fileName) ：返回的是一个布尔类型，检测你传入的文件是否已经被加载了，一般使用的if判断语句中。

（7）load(java.lang.String fileName, java.lang.Class type) ：将已传入的文件名和类型加入到预加载队列,为了防止名字和类型重复，这里需要将名字和类型都传入，常用。

（8）setLoader(java.lang.Class type, AssetLoader loader) ：设置加载器，其实AssetManager类中包装了需要Assetloader对象，这样才能完成不同类型的文件的加载，当然AssetManager也可以加入加载器。

（9）unload(java.lang.String fileName) ：卸载资源，如果某个资源不使用了，就可以卸载该资源，这样有利于游戏流畅性。

（10）update()：加载资源，实际上Load方法其实只是将预加载的资源加载到了预加载队列，实质上并没有加载资源，使用update()方法才会加载资源，调用该方法才能，使不断加载那写储存在预加载对了中的资源。

功能优点：(官方翻译)

（1）加载大部分资源采用异步加载的方式,这样就能在加载的同时不阻塞渲染进程.

（2）实现了引用计数,当A和B都依赖C素材的时候,C只有在A,B都销毁了才会销毁.这也意味着即使一个资源加载了很多次,在内存中也之后一份.

（3）使用一个单一管理器来实现管理所有素材.

（4）可以实现加载素材时占用的系统内存。

libGDX Particle (粒子效果&粒子编辑器)

关于这个例子编辑器，个人推荐看看我下面提到的视频，里面有专门讲粒子编辑器使用的课程，比较直观。

图片名称

官方网站上对软件中的各个参数的解释如下：

Delay: 当粒子系统开始后，发射器等待多少时间开始发射
Duration：发射器生存跨度，也就是粒子效果持续的的时间，注意这个时间和粒子生存时间不同
Count: 顾名思义，同一时间可出现的粒子个数，有一个上限一下下限。
Emission: 每秒钟发射多少个粒子，这个参数带了一张图表，图表中间写着duration，代表图表X 轴表示发射器生存时间，意思是说发射器的生存时间内，该图表控制各个时间点粒子每秒钟发射多少个，左边的上下两个文本框用于控制生成初始值时的范围，左边的'>'字符用于输入另外一个数值，比如说下面那个”>“, 发射器会在这两个值中间选择一下随机值作为上限值，Relative，如果选中，表示图表中的值是相对值，相对于初始值。否则是个绝对值.
Life: 一个粒子的生存时间，
Life Offset: 决定粒子在显示之前已经用掉它生命多少值，这样可以实现让一个粒子在它生命50%时再显现
X Offset and Y Offset: 粒子出现在位置相对中心位置的像素偏移
Spawn：用于产生粒子的发射器的形状
Spawn Width and Spawn Height: 发射器的形状的宽，高
Size: 粒子的大小
Velocity:
Angle:
Rotation:
这个几值用于控制粒子的运动轨迹：
Wind and Gravity: 烟为生存时间内在X轴和Y轴上每秒种的像素偏移值
Tint: 粒子的颜色，可以在粒子生存期内变化任意多个颜色
Transparency:粒子的透明度