說明：

課程教材《計算機遊戲程式設計》（基礎篇）（第3版） 提供示例程式碼，而課程實驗在示例程式碼的基礎上提出更高的實驗要求。除此之外，本人也會額外加入些個人創意，希望同學們在參考之餘也能加入自己的想法。

實現效果：

實驗報告：

一、實驗目的與要求

1. 瞭解物理模擬、精靈的繪製與移動、觸控事件的應用等。

2. 熟悉基於Box2D的物理引擎。

3. 掌握Box2D觸屏檢測和碰撞檢測機制。

二、實驗內容與方法

1．完成遊戲編譯(70分)

成功編譯並執行教材P150“遊戲物理模擬例項-基於Box2D的遊戲例項”。

2．完成方案一 （10分）

修改遊戲程式碼，實現修改內容一，即修改擊球方式。

3．完成方案二 （10分）

修改遊戲程式碼，實現修改內容二，即增加一個進洞口。

4．完成方案三 （10分）

修改遊戲程式碼，實現修改內容三，即修改球杆跟隨力度變化的狀態。

三、實驗步驟與過程

（記錄關鍵步驟/設計過程/設計結果的截圖）

1．完成遊戲編譯(70分)

老套路編譯例程並執行程式。

圖 1

2．修改擊球方式 （10分）

修改擊球方式為：在擊球區域拖動滑鼠左鍵，可以實現球杆的瞄準以及能量的蓄積，鬆開滑鼠左鍵，實現擊球。

• 仔細研究原始碼，發現“在擊球區域拖動滑鼠左鍵，可以實現球杆的瞄準”這一功能原本就已經實現了，無需多做修改。
• 而對於“在擊球區域拖動滑鼠左鍵，可以實現能量的蓄積”這一功能，只需把原來在“能量滑塊區域”滑動更改為在“擊球區域”中滑動即可。

因此，在拖動滑鼠呼叫的函式onTouchMoved()中，無需再把“球杆瞄準”和“能量積蓄”兩個功能分別寫在“擊球區”和“能量滑動區”中實現，而是統一放到“擊球區”中實現即可。

此時，“當前擊球能量”變數_curPower的值可更改為由“白球”的座標和“目標點”的座標的距離長度（為更好控制數值，可讓它們再除以2）。

即curPower=(touch->getLocation()-changePos(mainBilliards->getPosition())).getLength()/2

• “鬆開滑鼠左鍵，實現擊球”這一功能在原始碼中也已經實現了，只不過它限定了在“能量滑動區域”的範圍裡。因此，只需要把這一個限定條件“_powerRect.containsPoint(touch->getLocation())” 給刪掉就可以了。

修改後程式碼為：

圖 2

圖 3

圖 4

3．增加四個進洞口 （10分）

Ps一張“球洞”圖片，命名為“hole”。

圖 5

• 直接利用BilliardSprite類來建立“球洞”物件，但是與建立“檯球”物件不同的是，由於“球洞”不是“運動物體”而是“靜態物體”，所以在create時要注意引數isStatic設定為true。

圖 6

由於檯球遊戲一般有四個洞，所以我也給這個遊戲設了四個“球洞”。所以，四個球洞除了位置的不同外，還應該有旋轉角度的不同，由上圖可見四個球洞精靈物件分別要旋轉0、90、180、270度。但由於BilliardSprite初始化函式中沒有設定精靈物件的旋轉角度的程式碼。所以可以另外在BilliardSprite類中寫一個方法函式initHole(float rotation)來設定精靈物件的旋轉角度。

但要注意的是，BilliardSprite中的update函式中會不斷地更新精靈的位置以及根據body的角度變化來設定精靈的旋轉。但是在預設情況下，物體都是不動的，所以會不斷地給精靈的旋轉角度設定為0 ，這樣initHole函式設定的“洞口”旋轉角度就前功盡廢了。如下圖update程式碼所示：

圖 7

所以，為了“球洞”精靈不受update函式的影響。我們可以在initHole函式執行this->unscheduleAllSelectors()，解除update定時器，讓“球洞”維持“靜止”。

而“球洞”精靈的位置，要由“球洞”物體的位置來轉換而成。因此，“球洞”初始化函式initHole程式碼有：

圖 8

• 當“白球”進洞時，重新開始遊戲。該功能實現只需要如實驗三一樣，在遊戲主場景PhysicsBox2dScene.cpp中執行如下程式碼，進行與新場景的切換即可：

CCDirector::sharedDirector()->replaceScene(PhysicsBox2dScene::createScene());

於是，問題的關鍵就在於如何判斷“白球進洞”並執行上述程式碼了。可給碰撞監聽類GameContactListener新增一個bool型別的私有變數mainBallInHole，表示白球是否進洞，並新增該變數的get方法。

當物體間發生碰撞後，GameContactListener.cpp的BeginContact函式會被呼叫，該函式通過b2Contact引數獲取到兩個碰撞物件。因此，只需通過獲取這兩個碰撞物件的name並進行比對，如果是“main”和“hole”便能確定是“白球進洞”，然後再把mainBallInHole變數設為true。

而PhysicsBox2dScene.cpp的update函式中通過get方法獲取到mainBallInHole變數再進行if判斷，條件符合後便執行場景切換函式即可。

程式碼為：

GameContactListener.cpp：

圖 9

PhysicsBox2dScene.cpp的update函式：

圖 10

PhysicsBox2dScene.cpp：

圖 11

• 當除了白球的“普通球”進洞時，該球要消失。結合②部分可知，只需在GameContactListener.cpp的BeginContact函式中新增一個name為“ball”與“hole”碰撞的情況即可。其中，最好的實現方法莫過於把要移除的小球給記錄在連結串列ballsRemovalList中，在時間長step執行後及場景被渲染前，執行GameContactListener的函式deleteBody來遍歷ballsRemovalList，對其中記錄的小球物件進行刪除。

然而，由於BilliardSprite物件被呼叫的地方比較多，導致直接刪除該物件（delete BilliardSprite*）程式報錯，本人功力不夠深厚沒能解決這一問題。只能退而求其次，在BilliardSprite類中寫一個新的函式方法deleteBody()，通過呼叫其來刪除BilliardSprite物件中的_body以及移除_sprite 。這樣做雖然不是最佳方案但也能實現同樣的功能。

程式碼為：

GameContactListener.cpp：

圖 12

PhysicsBox2dScene.cpp （要在step後執行刪除操作）：

圖 13

GameContactListener.cpp：

圖 14

BilliardSprite.cpp：

圖 15

4．修改球杆跟隨力度變化的狀態 （10分）

重點觀察PhysicsBox2dScene.cpp中的函式updateLine()的“計算球杆位置”部分的程式碼，有如下所示：

圖 16

從這個程式碼中我們很難看得出什麼，我們對其進行展開和轉換。以x軸座標為例，即：

(((end_p - start_p).getLength() + 45) * start_p.x - 45 * end_p.x) / (end_p - start_p).getLength()

我們可以把其轉化為：

start_p.x + 45 * (start_p.x - end_p.x) / (end_p - start_p).getLength()

由轉換後的程式碼我們就比較容易看出start_p.x指白球的x座標，而 (start_p.x - end_p.x) / (end_p - start_p).getLength() 指的是夾角的餘弦值。因此，易知這個45指的應該是球杆與白球的距離（y軸座標分析同理）。

可知，預設情況下球杆離白球的距離為45。因此，我們只需根據力度的數值改變這45的距離即可。引入_curPower，把程式碼中的45都改為45+_curPower/2  （除以2是為了適當控制距離，令球杆不要離白球太遠），即：

圖 17

5．其餘

下面介紹自己新添的內容：

• 由一個洞口新增到四個洞口（前文已說明）
• 視窗解析度調整為1600 x 900
• 小球由5個增添到10個，並對位置進行了調整
• 新增新的背景精靈bg，即為綠色的檯球布。程式碼為：

圖 18

6．程式執行

初始圖：

圖 19

注意球杆和白球距離，以及力量條間的關係：

圖 20

圖 21