给前端同学看的跨平台游戏开发入门2024年4月25日 · 阅读需 10 分钟李瑾Dora SSR 开发者 大家好,我是一个游戏引擎技术探索者,同时也是一名做过不少前端开发工作的程序员。如果你想知道如何从编写网页到开发游戏,那你来对地方了! 今天我们聊聊如何使用 Dora SSR,一个支持 TSX 且跨平台在 native 运行的游戏引擎,助你轻松跨入游戏开发的世界。不必担心,说到游戏引擎并不是啥高不可攀的技术,反而和我们熟悉的前端开发工具可以有惊人相似之处。 一、游戏客户端开发也可以是一种前端开发 首先,让我们解释一下什么是游戏引擎。简单来说,游戏引擎就是一套工具和库的集合,帮助开发者构建游戏,管理图形、声音、物理计算或碰撞检测等。对于前端开发者来说,你可以把它想象成就是一种特殊的浏览器,专门用来运行游戏。 Dora SSR 的游戏场景管理使用了类似于 HTML DOM 的树形结构,这对我们来说再熟悉不过了。想象一下,将 div 元素换成游戏中的各种对象,CSS 动画换成游戏动画,概念也差不多,代码写法上可能也差不多,是不是觉得有点意思了? 二、从 TypeScript 到 TSX:前端技术在游戏中应用 许多前端开发者都熟悉 TypeScript 和 React 的 JSX 语法。在 Dora SSR 开源游戏引擎中,我们通过支持 TSX,提供了与前端开发编程模式相似的游戏开发接口。是的你没听错,就是那个 TSX。 使用 TSX 开发游戏,意味着你可以利用已有的前端技术栈—组件、模块和其他现代前端技术,直接在游戏开发中复用这些概念。而且,Dora SSR 的性能优化确保了即使是在复杂的游戏场景中,也能保持流畅的运行。 三、挑战 100 行代码以内,教你写一个“愤怒的小鸟”like的游戏 好了,理论知识够多了,让我们来点实际操作吧。来看看如何在 Dora SSR 中用 100 行以内的 TSX 代码编写一个类似“愤怒的小鸟”的小游戏。当然,在开始之前还是要准备开发环境,做这个事用 Dora SSR 就很简单:我有一个安装包一装,我有一个浏览器一开,嗯,开始写代码运行吧。安装启动参见:Dora 启动! 不小心装成了APK包在手机上?那就在同局域网下访问,直接在手机上进行开发调试吧 1. 编写最简单游戏场景 在编写实际的代码之前,我们可以先写一个有特别功能的注释,它可以告诉 Dora SSR 的 Web IDE 在我们按下 Ctrl + S 保存文件时,自动热更新运行的代码,以实现代码运行结果的实时预览功能。 // @preview-file on 然后,我们引入必要的库和组件。当然我们的代码编辑器也会提示辅助我们自动引入需要的模块,可以放到后面编码过程中再完成: import { React, toNode, useRef } from 'DoraX';import { Body, BodyMoveType, Ease, Label, Line, Scale, TypeName, Vec2, tolua } from 'Dora'; 在 Dora SSR 中显示一个图片很简单,只要使用<sprite>标签,最后通过toNode()函数将标签实例化为一个游戏对象就可以了。 toNode(<sprite file='Image/logo.png' scaleX={0.2} scaleY={0.2}/>); 好的,至此你已经基本掌握大部分 Dora SSR 游戏开发的诀窍了,开始做你自己的游戏吧(认真)。 2. 编写游戏箱子组件 接下来我们在游戏中碰撞的箱子会由 Box 组件定义,它接受 num、x、y 和 children 等属性: interface BoxProps { num: number; x?: number; y?: number; children?: any | any[];}const Box = (props: BoxProps) => { const numText = props.num.toString(); return ( <body type={BodyMoveType.Dynamic} scaleX={0} scaleY={0} x={props.x} y={props.y} tag={numText}> <rect-fixture width={100} height={100}/> <draw-node> <rect-shape width={100} height={100} fillColor={0x8800ffff} borderWidth={1} borderColor={0xff00ffff}/> </draw-node> <label fontName='sarasa-mono-sc-regular' fontSize={40}>{numText}</label> {props.children} </body> );}; 我们使用仿 React 的函数组件的写法来完成我们箱子组件的定义,其中: body 组件的 tag 属性:用于存储箱子的分数。 rect-fixture :定义了箱子的碰撞形状。 draw-node :用于绘制箱子的外观。 label :用于显示盒子的分数。 3. 创建 TSX 实例化后的对象引用 使⽤ useRef 创建两个引⽤变量进行备用,分别指向⼩⻦和分数标签: const bird = useRef<Body.Type>();const score = useRef<Label.Type>(); 4. 创建发射线 发射线由 line 变量创建,并添加触摸(同时也是鼠标点击)的事件处理: let start = Vec2.zero;let delta = Vec2.zero;const line = Line();toNode( <physics-world onTapBegan={touch => { start = touch.location; line.clear(); }} onTapMoved={touch => { delta = delta.add(touch.delta); line.set([start, start.add(delta)]); }} onTapEnded={() => { if (!bird.current) return; bird.current.velocity = delta.mul(Vec2(10, 10)); start = Vec2.zero; delta = Vec2.zero; line.clear(); }} onMount={world => { world.addChild(line); }} > {/* ...在物理世界下创建其它游戏元素 ... */} </physics-world>); 在 onTapBegan 事件中,记录触摸开始的位置并清除发射线。 在 onTapMoved 事件中,计算触摸移动的距离并更新发射线。 在 onTapEnded 事件中,根据触摸移动的距离设置小鸟的发射速度并清除发射线。 5. 创建其它游戏元素 接下来,我们以 <physics-world> 作为游戏场景的父级标签,在它下面继续创建游戏场景中的各个元素: 5.1 地面 首先,我们使用 body 组件创建一个地面,并将其设置为静态刚体: <body type={BodyMoveType.Static}> <rect-fixture centerY={-200} width={2000} height={10}/> <draw-node> <rect-shape centerY={-200} width={2000} height={10} fillColor={0xfffbc400}/> </draw-node></body> type={BodyMoveType.Static}:表明这是一个静态刚体,不会受到物理模拟的影响。 rect-fixture:定义地面碰撞形状为一个矩形。 draw-node:用于绘制地面的外观。 rect-shape:绘制一个矩形,颜色为黄色。 5.2 箱子 接下来,我们使用之前写好的 Box 组件创建 5 个箱子,并设置不同的初始位置和分数,在创建时播放出场动画: { [10, 20, 30, 40, 50].map((num, i) => ( <Box num={num} x={200} y={-150 + i * 100}> <sequence> <delay time={i * 0.2}/> <scale time={0.3} start={0} stop={1}/> </sequence> </Box> ))} map 函数:用于遍历分数数组从 10 到 50,并为每个分数创建一个需要小鸟撞击的箱子。 Box 组件:用于创建箱子,并传入以下属性: num={num}:箱子的分数,对应数组中的数字。 x={200}:箱子的初始 x 轴位置,为 200。 y={-150 + i * 100}:箱子的初始 y 轴位置,根据创建序号递增。 sequence 组件:用于创建要在父节点上播放的动画序列,包含以下动画: delay time={i * 0.2}:延迟播放动画,延迟时间根据创建序号递增。 scale time={0.3} start={0} stop={1}:缩放动画,从不显示到完全显示,耗时 0.3 秒。 5.3 小鸟 最后,我们使用 body 组件创建小鸟,并设置碰撞形状、外观和分数标签: <body ref={bird} type={BodyMoveType.Dynamic} x={-200} y={-150} onContactStart={other => { if (other.tag !== '' && score.current) { // 累加积分 const sc = parseFloat(score.current.text) + parseFloat(other.tag); score.current.text = sc.toString(); // 清除被撞箱子上的分数 const label = tolua.cast(other.children?.last, TypeName.Label); if (label) label.text = ''; other.tag = ''; // 播放箱子被撞的动画 other.perform(Scale(0.2, 0.7, 1.0)); } }}> <disk-fixture radius={50}/> <draw-node> <dot-shape radius={50} color={0xffff0088}/> </draw-node> <label ref={score} fontName='sarasa-mono-sc-regular' fontSize={40}>0</label> <scale time={0.4} start={0.3} stop={1.0} easing={Ease.OutBack}/></body> ref={bird}:使用 ref 创建引用变量,方便后续操控小鸟。 type={BodyMoveType.Dynamic}:表明这是一个动态刚体,会受到物理模拟的影响。 onContactStart={(other) => {}}:小鸟的物理体接触到其它物体时触发的回调处理函数。 disk-fixture:定义小鸟形状为一个圆盘。 draw-node :用于绘制小鸟的外观。 label :用于显示小鸟的累积分数。 scale :用于播放小鸟的出场动画。 6. 完成游戏逻辑 至此,我们已经完成了小游戏的核心逻辑。你可以根据自己的想法进一步完善游戏逻辑和增加功能。完整的 demo 代码可以见这个链接:Dora-SSR/Assets/Script/Test/Birdy.tsx。下面是一些运行效果的截图。 拖拽屏幕发射了“愤怒的小鸟” 高超的技巧,使我一击获得了所有得分 四、简单揭秘一下 1. 是鹿还是马 事实上我们写的这段游戏代码,在 Dora SSR 引擎的能力下是可以确保在跨 Linux、Android、iOS、macOS 和 Windows 获得一致的运行结果。但是为了运行这段代码,我们的 Dora SSR 引擎甚至都没有做 JavaScript 运行环境的支持……(你说什么?) 是的,Dora SSR 的底层技术实现其实是基于 Lua 和 WASM 虚拟机作为脚本语言运行环境的。对 TypeScript 的支持其实是通过整合了 TypescriptToLua 这个编译器提供的。TSTL 通过重新编写了 TypeScript 语言编译器的后端,将 TS 和 TSX 的代码编译为了等价运行的 Lua 代码,从而使得 TS 代码可以在 Dora 上加载运行。在 Dora 自带的 Web IDE 的代码编辑器下,可以帮助大家做 TS 的语言检查和补全以及 Dora 内置库 API 的提示。最终的使用体验,大家就可以不用管最后是鹿还是马,只要代码能通过了 TS 的编译检查,拉出来那都是一样的跑啦。 2. 和 React 有关系吗 这个问题的答案目前是:可以有(所以截至发文前还没有)。React 最重要的能力是通过 Virtual DOM 和执行 Tree Diff 处理的过程来进行渲染组件和业务数据的状态同步,目前这个机制还没有在 Dora SSR 中实现,所以大家目前看到的用 TSX 编写出的类似 VDOM 的构建代码只会在运行时做一次性的游戏渲染对象的构建,往后都是底层 C++ 实现的引擎功能在负责继续处理。也许有一天我们会为游戏 UI 的开发,提供仿 React 通过执行 Tree Diff 做状态同步的能力,或是仿 SolidJS 基于 TSX 实现其它的渲染组件状态同步的机制。所以在这里也诚挚地邀请广大前端开发的朋友,加入我们,一起玩 Dora SSR 项目,一起研究怎么运用前端开发技术思想,为游戏开发也引入更多好用便捷的轮子吧。