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1.一起用Go做一个小游戏（上）

一起用Go做一个小游戏（上）

       最近偶然看到一个Go语言库，口号喊出“一个超级简单（dead simple）的2D游戏引擎”，好奇点开了它的官网。

       官网上已经有很多可以在线体验的小游戏了（利用WASM技术）。例如曾经风靡一时的：

       当然只要安装了Go，我们也键入下面的vscode 源码调试命令本地运行这个游戏：

       还有童年《俄罗斯方块》：

       有年左右让无数人疯狂的《Flappy Bird》（或许称为Flappy Gopher更贴切一点 ）：

       这些瞬间让我产生了极大的兴趣。简单浏览一下文档，整体感觉下来，虽然与成熟的游戏引擎（如Cocos2dx，DirectX，Unity3d等）相比，ebiten功能还不算丰富。但是麻雀虽小，五脏俱全。ebiten的API设计比较简单，使用也很方便，即使对于新手也可以在1-2个小时内掌握，抓包 源码并开发出一款简单的游戏。更妙的是，Go语言让ebitengine实现了跨平台！

       接下来的3篇文章，我会介绍ebitengine这个库。对于游戏引擎来说，只介绍它的API用法似乎有点纸上谈兵。恰好我想起之前看到一个《外星人入侵》的小游戏，刚好可以拿来练手。那请大家坐稳扶好，我们出发咯。

       安装

       ebitengine 要求Go版本 >= 1.。使用go module下载这个包：

       显示窗口

       游戏开发第一步是将游戏窗口显示出来，并且能在窗口上显示一些文字。先看代码：

       使用命令go run运行该程序：

       我们会看到一个窗口，标题为外星人入侵，源码天下歌曲并且左上角显示了文字Hello，World：

       现在我们来分析使用ebiten开发的游戏程序的结构。

       首先，ebiten引擎运行时要求传入一个游戏对象，该对象的必须实现ebiten.Game这个接口：

       ebiten.Game接口定义了ebiten游戏需要的3个方法：Update,Draw和Layout。

       在main函数中，

       设置游戏窗口的大小。

       而

       设置窗口标题，标题显示在窗口的左上角。

       一切准备就绪，创建一个Game对象，调用ebiten.RunGame()运行。是不是很简单？

       处理输入

       没有交互的游戏不是真的游戏！下面我们来监听键盘的输入，当前只处理3个键：左方向←，右方向→和空格。qq辅助源码

       ebiten提供函数IsKeyPressed来判断某个键是否按下，同时内置了多个键的常量定义，见源码keys.go文件。ebiten.KeyLeft表示左方向键，ebiten.KeyRight表示右方向键，ebiten.KeySpace表示空格。

       为了代码清晰，我们定义一个Input结构来处理输入：

       Game结构中添加一个Input类型的字段，并且为了方便新增NewGame方法用于创建Game对象：

       Game结构的Update方法中，我们需要调用Input的Update方法触发按键的判断：

       Game的Draw方法中将显示Input的msg字段：

       将main函数中创建Game对象的方式修改如下：

       使用go run命令运行：

       窗口与前一个例子相同，然而我们可以在窗口上按←→和空格，观察控制台输出：

       设置背景

       黑色背景看起来有些无趣，我们现在就来换一个背景。

       ebiten.Image定义了一个名为Fill的方法，可以传入一个颜色对象color.RGBA，将背景填充为特定颜色。php文件源码Draw函数的参数为*ebiten.Image类型，它表示的是屏幕对象，ebitengine引擎最终会将screen显示出来，故填充它的背景即可修改窗口的背景。代码中我们将背景颜色修改为灰色(R:,G:,B:)。

       注意：由于每帧都会调用Draw方法刷新屏幕内容，所以每次调用都需要填充背景。

       运行结果如下：

       第一次重构

       目前为止，我们的实现了显示窗口和处理输入的功能。我们先分析一下目前的程序有哪些问题： 所有逻辑都堆在一个文件中，修改不便 逻辑中直接出现字面值，例如/，字符串"外星人入侵"等，每次修改都需要重新编译程序

       在继续之前，我们先对代码组织结构做一次重构，这能让我们走得更远。

       为了清晰，方便管理，我们逻辑拆分到4个文件中： game.go：编写Game对象，并实现相关方法，同时负责协调其他各个模块 input.go：输入相关的逻辑 config.go：专门负责配置相关的逻辑 main.go：main函数，负责创建Game对象，运行游戏

       为了程序的灵活修改，我们将程序中的可变项都作为配置存放在文件中，程序启动时自动读取这个配置文件。我选择json作为配置文件的格式：

       然后定义配置的结构和加载配置的函数：

       将游戏核心逻辑移到game.go文件中，定义游戏对象结构和创建游戏对象的方法：

       先从配置文件中加载配置，然后根据配置设置游戏窗口大小和标题。拆分之后，Draw和Layout方法实现如下：

       第一次重构到此完成，现在来看一下文件结构，是否更清晰了呢？

       注意，因为拆分成了多个文件，所以运行程序不能再使用go run main.go命令了，需要改为go run .。

       显示

       接下来我们尝试在屏幕底部中心位置显示一张飞船的：

       ebitengine引擎提供了ebitenutil.NewImageFromFile函数，传入路径即可加载该，so easy。为了很好的管理游戏中的各个实体，我们给每个实体都定义一个结构。先定义飞船结构：

       我提供了两种格式，一种是png，一种是bmp，用哪种都可以。注意，需要将对应的解码包导入。Go标准库提供了三种格式的解码包，image/png，image/jpeg，image/gif。也就是说标准库中没有bmp格式的解码包，所幸golang.org/x仓库没有让我们失望，golang.org/x/image/bmp提供了解析bmp格式的功能。我们这里不需要显式的使用对应的库，故使用import _这种方式，让init函数产生副作用。

       然后在游戏对象中添加飞船类型的字段：

       为了将飞船显示在屏幕底部中央位置，我们需要计算坐标。ebitengine采用如下所示的二维坐标系：

       x轴向右，y轴向下，左上角为原点。我们需要计算飞船左上角的位置。由上图很容易计算出：

       为了在屏幕上显示飞船，我们需要调用*ebiten.Image的DrawImage方法，该方法的第二个参数可以用于指定坐标相对于原点的偏移：

       我们给Ship类型增加一个绘制自身的方法，传入屏幕对象screen和配置，让代码更好维护：

       这样游戏对象中的Draw方法就可以简化为：

       运行：

       移动飞船

       现在我们来实现使用左右方向键来控制飞船的移动。首先给飞船的类型增加x/y坐标字段：

       我们前面已经计算出飞船位于屏幕底部中心时的坐标，在创建飞船时将该坐标赋给xy：

       由于NewShip计算初始坐标需要屏幕尺寸，故增加屏幕宽、高两个参数，由NewGame方法传入：

       然后我们在Input的Update方法中根据按下的是左方向键还是右方向键来更新飞船的坐标：

       由于需要修改飞船坐标，Game.Update方法调用Input.Update时需要传入飞船对象：

       好了，现在可以运行程序了go run .，效果如下：

       注意到，目前有两个问题：

       因为现在每次只对x坐标修改1个像素位置，故而显得太慢。我们可以在增加一个飞船速度的配置项来控制每次变化的像素数：

       config.go需要相应的修改：

       修改Input.Update方法，每次更新ShipSpeedFactor个像素：

       因为在Input.Update方法中需要访问配置，因此增加Config类型的参数，由Game.Update方法传入：

       运行，是不是快了很多呢？

       总结

       本文介绍了2D游戏开发库ebiten的基本使用，并开始开发一个外星人入侵的游戏（1/3），目前只能在屏幕上移动飞船，下篇文章继续完成剩下的内容。