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二維圖形的使用（2）

從計算機游戲產生之初到現在，創建一個貼片引擎的首選方法仍然是最常用的二維圖形技術。繪制基本的貼片地圖是一個快速而輕松的過程，只需要循環那些行與列，并繪制貼片即可，所繪制的貼片總數是基于貼片的大小以及顯示率的。

大多數基于貼片的游戲運用了多重層次（場景被堆疊起來），以便創建出一些非常酷的效果，如下圖所示：

比如，首先繪制地面，再在地面上繪制角色，然后再繪制其他相互重疊的對象層次，就可以模擬出一個三維的場景。

為了使用多重層次，可以申明另外不同的地圖數組（每個層次都有一個地圖數組），并使用它自己的貼片信息來填充它。從第一個層次開始，繪制包含在該層次中的每個貼片。在繪制好層次中的最后一個貼片后，移動到下一個層次繼續繪制它的貼片，直到繪制完所有的層次。

添加對象

角色以及其他移動的對象只需被作為自由浮動的貼片來進行繪制，而不需要為他們使用一個地圖數組。更確切的說，要根據所有的角色和對象在世界中的各自坐標來記錄它們，然后把那些對象的坐標轉換為它們準備在屏幕上進行繪制的坐標，也就是它們出現在視野里的坐標。

為了使事情保持簡單，設置一個結構體來存儲對象的坐標和貼片索引。

typedef struct OBJECT_INFO
{
long x_pos, y_pos;
char tile_index;
} *OBJECT_INFO_PTR;

將把每件可以自由移動的事物認為是一個對象，包括玩家的角色。

平滑卷軸

操作貼片引擎時，大型的地圖需要卷軸以便玩家可以看到整個地圖，具體說，在繪制地圖時嘗試去改變坐標，貼片引擎就會產生一個急促的運動。為了提高引擎的視覺質量，需要使用一種稱之為平滑卷軸（smooth scrolling）的技術來使運動平滑地進行。

為了實現平滑卷軸，將貼片繪制的地圖想象成一個很大的位圖。在位圖中的每個像素都有它自己的一對坐標，即所謂的地圖的精細坐標，代表貼片像素的每個分組被賦予它自己的地圖坐標集，如下圖所示：

舉個例子，如果貼片是16 x 16像素大小，同時地圖數組為10 x 10，當完全渲染時，地圖將會為160 x 160像素大小（這就意味著地圖有一個分辨率為160 x 160 的精細坐標）。

創建一個地圖類

為了使游戲保持運行的平滑，首先需要對每一幀所繪制的自由浮動貼片的數量（子畫面）進行限制，一個宏定義將出色地完成這個工作，它會通知地圖類在每一幀中繪制了多少子畫面：

#define MAX_OBJECTS 1024

每個地圖類的實例可以存儲大量的層次（甚至超過一百萬個），將每個層次的貼片數據存儲到一個數組_map_info里。因為地圖的尺寸大小一旦被創建，將是固定不變的，可以通過計算在_map_info數組里的當前位移，并利用一個指針對每個層次的貼片數據進行讀取或寫入。

來看看MAP類的定義:

#define MAX_OBJECTS     1024

typedef struct OBJECT_INFO
{
    long x_pos, y_pos;
    char tile_index;
} *OBJECT_INFO_PTR;

//=========================================================================================
// This class encapsulate 2D map draw.
//=========================================================================================
typedef class MAP
{
public:
    MAP();
    ~MAP();

    // function to create and free a map class
    BOOL create(long num_layers, long map_column, long map_row);
    void free();

    // function to set a map's layer data
    BOOL set_map_layer_data(long layer_index, char* layer_data);

    // function to clear and add an object to list
    void clear_object_list();
    BOOL add_object(long x_pos, long y_pos, char tile_index);

    char* get_ptr(long layer_index);    // get pointer to map array
    long  get_map_column();             // get column of map
    long  get_map_row();                // get row of map

    // assign TILE object to use for drawing map tiles
    BOOL use_tile(TILE_PTR tile);

    // Render map using specified top-left map coordinates,
    // as well as number of columns and rows to draw, plus layer used to draw objects.
    BOOL render(long pos_x, long pos_y,
                long num_rows, long num_columns,
                long object_layer,
                D3DCOLOR color = 0xFFFFFFFF,
                float scale_x = 1.0f, float scale_y = 1.0f);

private:
    long        _map_column;   // column of map
    long        _map_row;      // row of map
    long        _per_layer_size; // size of per map

    long        _num_layers;   // number of layers
    char*       _map_info;     // array for tile informarion
    TILE_PTR    _tile;         // pointer to TILE object

    long        _num_objects_to_draw;       // number of object need to be drawed
    OBJECT_INFO _objects_info[MAX_OBJECTS]; // object information array
} *MAP_PTR;

實現：

/*************************************************************************
PURPOSE:
    Implement for 2D map.
*************************************************************************/

#include "core_global.h"
#include "tile.h"
#include "map.h"

//----------------------------------------------------------------------------------
// Constructor, zero member data.
//----------------------------------------------------------------------------------
MAP::MAP()
{
    memset(this, 0, sizeof(*this));
}

//----------------------------------------------------------------------------------
// Destructor, release allocated resources.
//----------------------------------------------------------------------------------
MAP::~MAP()
{
    free();
}

//----------------------------------------------------------------------------------
// Release allocated resources.
//----------------------------------------------------------------------------------
void MAP::free()
{
    // free map information array
    delete[] _map_info;
    _map_info = NULL;

    _map_column = _map_row = 0;
    _num_layers = 0;
}

//----------------------------------------------------------------------------------
// Create map object.
//----------------------------------------------------------------------------------
BOOL MAP::create(long num_layers, long map_column, long map_row)
{
    // free a prior map
    free();

    // save number of layers, map column and row.
    _num_layers   = num_layers;
    _map_column   = map_column;
    _map_row      = map_row;
    _per_layer_size = map_column * map_row;

    long total_map_size = num_layers * _per_layer_size;

    // allocate map data memory
    if((_map_info = new char[total_map_size]) == NULL)
        return FALSE;

    // clear it out
    ZeroMemory(_map_info, total_map_size);

    // reset number of objexts to draw
    _num_objects_to_draw = 0;

    return TRUE;
}

//----------------------------------------------------------------------------------
// Set map data.
//----------------------------------------------------------------------------------
BOOL MAP::set_map_layer_data(long layer_index, char* layer_data)
{
    // error checking
    if(layer_index >= _num_layers)
        return FALSE;

    // copy over data
    memcpy(&_map_info[layer_index * _per_layer_size], layer_data, _per_layer_size);

    return TRUE;
}

//----------------------------------------------------------------------------------
// Clear object list which need to be drawed.
//----------------------------------------------------------------------------------
void MAP::clear_object_list()
{
    _num_objects_to_draw = 0;
}

//----------------------------------------------------------------------------------
// Add object to object list.
//----------------------------------------------------------------------------------
BOOL MAP::add_object(long x_pos, long y_pos, char tile_index)
{
    if(_num_objects_to_draw < MAX_OBJECTS)
    {
        _objects_info[_num_objects_to_draw].x_pos      = x_pos;
        _objects_info[_num_objects_to_draw].y_pos      = y_pos;
        _objects_info[_num_objects_to_draw].tile_index = tile_index;

        _num_objects_to_draw++;

        return TRUE;
    }

    return FALSE;
}

//----------------------------------------------------------------------------------
// Return pointer to specfied layer map data.
//----------------------------------------------------------------------------------
char* MAP::get_ptr(long layer_index)
{
    if(layer_index >= _num_layers)
        return NULL;

    return &_map_info[layer_index * _per_layer_size];
}

//----------------------------------------------------------------------------------
// Return map columns.
//----------------------------------------------------------------------------------
long MAP::get_map_column()
{
    return _map_column;
}

//----------------------------------------------------------------------------------
// Return map rows.
//----------------------------------------------------------------------------------
long MAP::get_map_row()
{
    return _map_row;
}

//----------------------------------------------------------------------------------
// Set tile to map.
//----------------------------------------------------------------------------------
BOOL MAP::use_tile(TILE_PTR tile)
{
    if((_tile = tile) == NULL)
        return FALSE;

    return TRUE;
}

//----------------------------------------------------------------------------------
// Render map.
//----------------------------------------------------------------------------------
BOOL MAP::render(long pos_x, long pos_y,
                 long num_rows, long num_columns,
                 long object_layer,
                 D3DCOLOR color,
                 float scale_x, float scale_y)
{
    // error checking
    if(_map_info == NULL || _tile == NULL)
        return FALSE;

    long tile_width  = _tile->get_tile_width(0);
    long tile_height = _tile->get_tile_height(0);

    // calculate smooth scrolling variables
    long map_x = pos_x / tile_width;
    long map_y = pos_y / tile_height;
    long off_x = pos_x % tile_width;
    long off_y = pos_y % tile_height;

    // loop through each layer
    for(long layer = 0; layer < _num_layers; layer++)
    {
        // get a pointer to the map data
        char* map_ptr = &_map_info[layer * _per_layer_size];

        // loop for each row and column
        for(long row = 0; row < num_rows+1; row++)
        {
            for(long column = 0; column < num_columns+1; column++)
            {
                // get the tile index to draw
                char tile_index = map_ptr[(row + map_y) * _map_column + column + map_x];

                long screen_x = column * tile_width  - off_x;
                long screen_y = row    * tile_height - off_y;

                // draw tile
                _tile->draw_tile(0, tile_index, (DWORD)screen_x, (DWORD)screen_y, color, scale_x, scale_y);
            }
        }

        // draw objects if on object layer
        if(layer == object_layer)
        {
            for(long i = 0; i < _num_objects_to_draw; i++)
            {
                _tile->draw_tile(0, _objects_info[i].tile_index,
                                 _objects_info[i].x_pos - off_x, _objects_info[i].y_pos - off_y,
                                 color, scale_x, scale_y);
            }
        }
    }

    return TRUE;
}

我們接著編寫兩個例子來測試，第一個例子演示了基本貼片技術的使用，第二個例子演示了平滑卷軸的使用。

來看看第一個例子：

下載源碼和工程

該程序淡入淡出地改變貼圖的顏色，截圖如下：

接著來看第二個例子：

下載源碼和工程

/*****************************************************************************
PURPOSE:
    Test for class TILE and MAP.
*****************************************************************************/

#include "Core_Global.h"
#include "tile.h"
#include "map.h"

#pragma warning(disable : 4996)

#define TILE_WIDTH      64
#define TILE_HEIGHT     64

#define MAP_COLUMNS     16
#define MAP_ROWS        16

#define TOTAL_MAP_SIZE  1024

class APP : public APPLICATION
{
public:
    APP()
    {
        _width  = 640;
        _height = 480;

        _num_columns_to_draw = _width / TILE_WIDTH;
        _num_rows_to_draw    = _height / TILE_HEIGHT;

        _max_move_width  = TOTAL_MAP_SIZE - _width;
        _max_move_height = TOTAL_MAP_SIZE - _height;

        _style = WS_BORDER | WS_CAPTION | WS_MINIMIZEBOX | WS_SYSMENU;

        strcpy(_class_name, "map class");
        strcpy(_caption, "map demo");
    }

    BOOL init()
    {
        // initialize the graphics device and set display mode

        if(! _graphics.init())
            return FALSE;

        if(! _graphics.set_mode(get_hwnd(), TRUE, FALSE))
            return FALSE;

        // create and load the tile set

        if(! _tile.create(&_graphics, 1))
            return FALSE;

        if(! _tile.load_texture(0, "tiles.bmp", TILE_WIDTH, TILE_HEIGHT))
        {
            err_msg_box("load texture failed.");
            return FALSE;
        }

        // create and set the map

        char map_data[MAP_ROWS][MAP_COLUMNS] = {
            { 2, 2, 2, 2, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 },
            { 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 0 },
            { 1, 2, 2, 1, 2, 2, 0, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 0 },
            { 2, 2, 2, 2, 2, 2, 0, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 0, 2, 0 },
            { 2, 2, 2, 2, 2, 0, 0, 2, 2, 2, 2, 0, 0, 0, 2, 0 },
            { 3, 3, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 2, 0 },
            { 3, 3, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 2, 0 },
            { 3, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 0 },
            { 3, 0, 2, 2, 2, 0, 0, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 0 },
            { 0, 0, 2, 2, 2, 0, 0, 2, 2, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 },
            { 0, 2, 2, 1, 1, 0, 0, 2, 2, 0, 0, 2, 2, 2, 2, 0 },
            { 0, 1, 2, 2, 2, 0, 0, 2, 2, 0, 0, 2, 1, 1, 2, 0 },
            { 0, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 0 },
            { 0, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 2, 0 },
            { 0, 0, 2, 2, 2, 2, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 },
            { 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0 }
        };

        _map.create(1, MAP_COLUMNS, MAP_ROWS);
        _map.set_map_layer_data(0, (char*) &map_data);
        _map.use_tile(&_tile);

        return TRUE;
    }

    BOOL APP::frame()
    {
        static long s_x_pos = 0, s_y_pos = 0;

        // calculate elapsed time
        static DWORD s_last_time = timeGetTime();
        DWORD now_time = timeGetTime();

        DWORD elapsed_time = now_time - s_last_time;

        // frame lock to 33ms per frame
        if(elapsed_time < 33)
            return TRUE;

        s_last_time = now_time;

        if(_graphics.begin_scene())
        {
            if(_graphics.begin_sprite())
            {
                // draw the map
                _map.render(s_x_pos, s_y_pos, _num_rows_to_draw, _num_columns_to_draw, 0, 0xFFFFFFFF, 1.0f, 1.0f);

                // press arrows to scroll map around

                if(GetAsyncKeyState(VK_LEFT))   s_x_pos -= 8;
                if(GetAsyncKeyState(VK_RIGHT))  s_x_pos += 8;
                if(GetAsyncKeyState(VK_UP))     s_y_pos -= 8;
                if(GetAsyncKeyState(VK_DOWN))   s_y_pos += 8;

                // bounds check map coordinates

                if(s_x_pos < 0)
                    s_x_pos = 0;

                if(s_x_pos > _max_move_width)
                    s_x_pos = _max_move_width;

                if(s_y_pos < 0)
                    s_y_pos = 0;

                if(s_y_pos > _max_move_height)
                    s_y_pos = _max_move_height;

                _graphics.end_sprite();
            }

            _graphics.end_scene();

            _graphics.display();
        }

        return TRUE;
    }

    BOOL shutdown()
    {
        return TRUE;
    }

private:
    GRAPHICS    _graphics;
    TILE        _tile;
    MAP         _map;

    long        _num_columns_to_draw;
    long        _num_rows_to_draw;

    long        _max_move_width;
    long        _max_move_height;
};

int PASCAL WinMain(HINSTANCE inst, HINSTANCE, LPSTR cmd_line, int cmd_show)
{
  APP app;

  return app.run();
}

該程序展示了平滑卷軸技術的使用，用上下左右鍵進行控制，截圖如下：

posted on 2007-10-16 01:19 lovedday 閱讀(408) 評論(0) 編輯收藏引用

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