Cocos2d-x入門教程（詳細的實例和講解）

2020-04-11 11:50:44

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供稿：網友

智能終端上的游戲目前風頭正勁，試問哪個智能手機上沒有幾款企鵝公司出品的游戲呢！之前從未涉獵過游戲開發，但知道游戲開發前要挑選一款合適的游戲引擎，自己從頭開始敲代碼的時代已經out了。在尋覓游戲引擎之前，我需要回答三道擺在我面前的選擇題：

    1、2D引擎還是3D引擎？
    2、平臺專用引擎還是跨平臺引擎？
    3、收費引擎還是開源引擎？

作為入門級選手，2D游戲顯然更適合上手一些，另外適合果果這個年齡段的幼教類的游戲也多以2D游戲居多。3D游戲本身也太難了，不僅要 Programming能力，還要3D建模能力，這些學習起來周期就太長了；一直是Ubuntu Fans，手頭沒有Mac Book，這樣開發iOS程序變成一件糟心的事，在Ubuntu下搭建iOS App開發環境繁雜的很，即便是虛擬機也懶得嘗試。但從游戲體驗來看，還是在iPad上玩更好一些，因此最好引擎能跨平臺，以便后續遷移到iOS上；開源和用開源慣了，收費的引擎目前不在考慮范圍之內。綜上，我要尋找的是一款開源的、跨平臺的Mobile 2D Game Engine。

于是我找到了Cocos2d-x！Cocos2d-x是Cocos2d-iphone的C++跨平臺分支，由于是國人創立的，在國內有著較大的用戶群，引擎資料也較多，社區十分活躍。國內已經出版了多本有關Cocos2d-x的中文書籍，比如《Cocos2d-x高級開發教程:制作自己的 “捕魚達人”》、《Cocos2d-x權威指南》等都還不錯。更重要的是Cocos2d-x自帶了豐富的例子，供初學者“臨摹學習”，其中cocos2d-x-2.2.2/samples/Cpp /TestCpp這個例子幾乎涵蓋了該引擎的絕大多數功能。下面就開啟Cocos2d-x的入門之旅（For Android）。

一、引擎安裝

試驗環境：

復制代碼代碼如下:

   Ubuntu 12.04.1 x86_64
   gcc 4.6.3
   javac 1.7.0_21
   java "1.7.0_21" HotSpot 64-bit Server VM
   adt-bundle-linux-x86_64-20131030.zip
   android-ndk-r9d-linux-x86_64.tar.bz2
  

Cocos2d-x官網目前提供2.2.2穩定版以及3.0beta2版的下載（當然你也可以下載到更老的版本）。由于3.0改變較大，資料不多，且對編譯器等版本的要求較高(需要支持C++ 11標準)，因此這里依舊以2.2.2版本作為學習目標。Cocos2d-x-2.2.2下載后解壓到某個目錄：比如/home1/tonybai/android-dev/cocos2d-x-2.2.2。如果僅是用Cocos2d-x開發Android版本游戲，則不需要做什么編譯工作。Android Game Project會在Project build時自動用NDK的編譯器編譯C++代碼，并與NDK鏈接。如果你想早點看看Cocos2d-x sample中的例子運行起來到底是什么樣子的，你可以在Ubuntu下編譯出Linux版本的游戲：在cocos2d-x-2.2.2下執行make-all-linux-project.sh即可。編譯需要一段時間，編譯成功后，我們可以進入到“cocos2d-x-2.2.2/samples/Cpp/HelloCpp/proj.linux/bin/release” 下執行“HelloCpp”這個可執行文件，一個最簡單的Cocos2d-x游戲就會展現在你的面前了。

Android sample project的構建稍微復雜些：

首先在Eclipse中添加libcocos2dx Library project from existed code（注意：不Copy到workspace，原地建立）。該Project的代碼路徑為cocos2d-x-2.2.2/cocos2dx/platform /android/java。在project.properties和AndroidManifest.xml適當修改你所使用的api版本，以讓編譯通過。我這里用的是 target=android-19。

然后，設置NDK_ROOT環境變量(比如export NDK_ROOT='/home1/tonybai/android-dev/adt-bundle-linux-x86_64/android-ndk-r9c')，供build_native.sh使用。

最后添加游戲project。在Eclipse中添加HelloCpp project from existed code，位置cocos2d-x-2.2.2/samples/Cpp/HelloCpp/proj.android（注意：不Copy到Workspace中，原地建立）。在HelloCpp的project.properties中添加“android.library.reference.1=../../../../cocos2dx/platform/android /java”。同樣別忘了在project.properties和AndroidManifest.xml適當修改你所使用的api版本，以讓編譯通過。

如果一切順利的話，你會在Console窗口看到“**** Build Finished ****”。Problems窗口顯示“0 errors“。啟動Android模擬器，Run Application，同樣的HelloCpp畫面會呈現在模擬器上。

Cocos2d-x是建構在OpenGL技術之上的。對于Android平臺而言，Android SDK已經完全封裝了opengl es 1.1/2.0的API（android.opengl.*;javax.microedition.khronos.egl.*;javax.microedition.khronos.opengles.*），引擎完全可以建立在這個之上，無需C++代碼。但Cocos2d-x是一個跨平臺的2D游戲引擎，核心選擇了用C++代碼實現(iOS提供的C綁定，不提供Java綁定；Android則提供了Java和C綁定)，因此在開發Android平臺的2D游戲時，引擎部分是SDK與NDK交相互應，比如GLThread的創建和管理用的是SDK的 GLSurfaceView和GLThread，但真正的Surface繪制部分則是回調Cocos2d-x用C++編寫的繪制實現（鏈接NDK 中的庫）。

二、Cocos2d-x Android工程代碼組織結構

以samples/Cpp/HelloApp的Android工程為例，Android版的Cocos2d-x工程與普通android應用程序差別不大，核心部分只是多了一個jni目錄和一個build_native.sh腳本文件。其中jni目錄下存放的是Java和C++調用轉換的“膠水”代碼；build_native.sh則是用于編譯jni下C++代碼以及 cocos2dx_static library代碼的構建腳本。

HelloCpp的構建過程摘要如下：

復制代碼代碼如下:

**** Build of configuration Default for project HelloCpp ****

bash /home1/tonybai/android-dev/cocos2d-x-2.2.2/samples/Cpp/HelloCpp/proj.android/build_native.sh
NDK_ROOT = /home1/tonybai/android-dev/adt-bundle-linux-x86_64/android-ndk-r9c
COCOS2DX_ROOT = /home1/tonybai/android-dev/cocos2d-x-2.2.2/samples/Cpp/HelloCpp/proj.android/../../../..
APP_ROOT = /home1/tonybai/android-dev/cocos2d-x-2.2.2/samples/Cpp/HelloCpp/proj.android/..
APP_ANDROID_ROOT = /home1/tonybai/android-dev/cocos2d-x-2.2.2/samples/Cpp/HelloCpp/proj.android
+ /home1/tonybai/android-dev/adt-bundle-linux-x86_64/android-ndk-r9c/ndk-build -C /home1/tonybai/android-dev/cocos2d-x-2.2.2/samples/Cpp/HelloCpp/proj.androidNDK_MODULE_PATH=/home1/tonybai/android-dev/cocos2d-x-2.2.2/samples/Cpp/HelloCpp/proj.android/../../../..:/home1/tonybai/android-dev/cocos2d-x-2.2.2/samples/Cpp/HelloCpp/proj.android/../../../../cocos2dx/platform/third_party/android/prebuilt
Using prebuilt externals
Android NDK: WARNING:/home1/tonybai/android-dev/cocos2d-x-2.2.2/samples/Cpp/HelloCpp/proj.android/../../../../cocos2dx/Android.mk:cocos2dx_static: LOCAL_LDLIBS is always ignored for static libraries
make: Entering directory `/home1/tonybai/android-dev/cocos2d-x-2.2.2/samples/Cpp/HelloCpp/proj.android'
[armeabi] Compile++ thumb: hellocpp_shared <= main.cpp
[armeabi] Compile++ thumb: hellocpp_shared <= AppDelegate.cpp
[armeabi] Compile++ thumb: hellocpp_shared <= HelloWorldScene.cpp
[armeabi] Compile++ thumb: cocos2dx_static <= CCConfiguration.cpp
[armeabi] Compile++ thumb: cocos2dx_static <= CCScheduler.cpp
… …
[armeabi] Compile++ thumb: cocos2dx_static <= CCTouch.cpp
[armeabi] StaticLibrary : libcocos2d.a
[armeabi] Compile thumb : cpufeatures <= cpu-features.c
[armeabi] StaticLibrary : libcpufeatures.a
[armeabi] SharedLibrary : libhellocpp.so
[armeabi] Install : libhellocpp.so => libs/armeabi/libhellocpp.so
make: Leaving directory `/home1/tonybai/android-dev/cocos2d-x-2.2.2/samples/Cpp/HelloCpp/proj.android'

**** Build Finished ****

指揮NDK編譯的則是jni下的Android.mk文件，其角色類似于Makefile。

三、Cocos2d-x Android工程代碼閱讀

單獨將如何閱讀代碼拿出來，是為了后面分析引擎的驅動流程做準備工作。學習類似Cocos2d-x這樣的游戲引擎，僅僅停留在游戲邏輯層代碼是不能很好的把握引擎本質的，因此適當的挖掘引擎實現實際上對于理解和使用引擎都是大有裨益的。

以一個Cocos2d-x Android工程為例，它的游戲邏輯代碼以及涉及的引擎代碼涵蓋在一下路徑下（還是以HelloCpp的Android工程為例）：

復制代碼代碼如下:

    項目層：
        * cocos2d-x-2.2.2/samples/Cpp/HelloCpp/proj.android/src  主Activity的實現；
        * cocos2d-x-2.2.2/samples/Cpp/HelloCpp/proj.android/jni/hellocpp  Cocos2dxRenderer類的nativeInit實現，用于引出Application的入口；
        * cocos2d-x-2.2.2/samples/Cpp/HelloCpp/Classes 你的游戲邏輯，以C++代碼形式呈現；

    引擎層：
        * cocos2d-x-2.2.2/cocos2dx/platform/android/java/src 引擎層對Android Activity、GLSurfaceView以及Render的封裝
        * cocos2d-x-2.2.2/cocos2dx/platform/android/jni 對應上面封裝的native method實現
        * cocos2d-x-2.2.2/cocos2dx、cocos2d-x-2.2.2/cocos2dx/platform、cocos2d-x- 2.2.2/cocos2dx/platform/android   cocos2dx引擎的核心實現(針對android平臺)

后續的代碼分析也將從這兩個層次、六處位置出發。

四、從Activity開始

之前多少了解了一些Android App開發的知識，Android App都是始于Activity的。游戲也是App的一種，因此在Android平臺上，Cocos2d-x游戲也是從Activity開始的。于是 Activity，確切的說是Cocos2dxActivity是我們這次引擎驅動機制分析的出發點。

回顧Android Activity的Lifecycle，Activity啟動的順序是：Activity.onCreate -> Activity.onStart() -> Activity.onResume()。接下來我們將按照這條主線進行引擎驅動機制的分析。

HelloCpp.java中的HelloCpp這個Activity完全無所作為，僅僅是繼承其父類Cocos2dxActivity的實現罷了。

復制代碼代碼如下:

// HelloCpp.java
public class HelloCpp extends Cocos2dxActivity{
    protected void onCreate(Bundle savedInstanceState){
        super.onCreate(savedInstanceState);
    }
    … …
}

我們來看Cocos2dxActivity類。

復制代碼代碼如下:

// Cocos2dxActivity.java

@Override
protected void onCreate(final Bundle savedInstanceState) {
    super.onCreate(savedInstanceState);
    sContext = this;
    this.mHandler = new Cocos2dxHandler(this);
    this.init();
    Cocos2dxHelper.init(this, this);
}

public void init() {
        // FrameLayout
        ViewGroup.LayoutParams framelayout_params =
            new ViewGroup.LayoutParams(ViewGroup.LayoutParams.FILL_PARENT,
                                       ViewGroup.LayoutParams.FILL_PARENT);
        FrameLayout framelayout = new FrameLayout(this);
        framelayout.setLayoutParams(framelayout_params);

        … …
        // Cocos2dxGLSurfaceView
        this.mGLSurfaceView = this.onCreateView();

        // …add to FrameLayout
        framelayout.addView(this.mGLSurfaceView);
        … …
        this.mGLSurfaceView.setCocos2dxRenderer(new Cocos2dxRenderer());
        … …

// Set framelayout as the content view
setContentView(framelayout);
}

從上面代碼可以看出，onCreate調用的init方法才是Cocos2dxActivity初始化的核心。在init方法中，Cocos2dxActivity創建了一個Framelayout實例，并將該實例作為content View賦給了Cocos2dxActivity的實例。Framelayout實例也并不孤單，一個設置了Cocos2dxRenderer實例的 GLSurfaceView被Added to it。而Cocos2d-x引擎的初始化已經悄悄地在這幾行代碼間完成了，至于初始化的細節我們后續再做分析。

接下來是onResume方法，它的實現如下：

復制代碼代碼如下:

    @Override
    protected void onResume() {
        super.onResume();

        Cocos2dxHelper.onResume();
        this.mGLSurfaceView.onResume();
    }

onResume調用了View的onResume()。

復制代碼代碼如下:

// Cocos2dxGLSurfaceView：
    @Override
    public void onResume() {
        super.onResume();

        this.queueEvent(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                Cocos2dxGLSurfaceView.this.mCocos2dxRenderer.handleOnResume();
            }
        });
    }

Cocos2dxGLSurfaceView將該事件打包放到隊列里，扔給了另外一個線程去執行（后續會詳細說明這個線程），對應的方法在 Cocos2dxRenderer class中。

復制代碼代碼如下:

    public void handleOnResume() {
        Cocos2dxRenderer.nativeOnResume();
    }

Render實際上調用的是native方法。

復制代碼代碼如下:

JNIEXPORT void JNICALL Java_org_cocos2dx_lib_Cocos2dxRenderer_nativeOnResume() {
        if (CCDirector::sharedDirector()->getOpenGLView()) {
            CCApplication::sharedApplication()->applicationWillEnterForeground();
        }
    }

applicationWillEnterForeground方法在你的AppDelegate.cpp中；

void AppDelegate::applicationWillEnterForeground() {
CCDirector::sharedDirector()->startAnimation();//

// if you use SimpleAudioEngine, it must resume here
// SimpleAudioEngine::sharedEngine()->resumeBackgroundMusic();
}

這里僅是重新獲得了一下時間罷了。

五、Render Thread(渲染線程) - GLThread

游戲引擎要兼顧UI事件和屏幕幀刷新。Android的OpenGL應用采用了UI線程(Main Thread) + 渲染線程(Render Thread)的模式。Activity活在Main Thread(主線程)中，也叫做UI線程。該線程負責捕獲與用戶交互的信息和事件，并與渲染(Render)線程交互。比如當用戶接聽電話、切換到其他程序時，渲染線程必須知道發生了這些事件，并作出即時的處理，而這些事件及處理方式都是由主線程中的Activity以及其裝載的View傳遞給渲染線程的。我們在Cocos2dx的框架代碼中看不到渲染線程的誕生過程，這是因為這一過程是在Android SDK層實現的。

我們回顧一下Cocos2dxActivity.init方法的關鍵代碼：

復制代碼代碼如下:

// Cocos2dxGLSurfaceView
this.mGLSurfaceView = this.onCreateView();

    // …add to FrameLayout
    framelayout.addView(this.mGLSurfaceView);
    this.mGLSurfaceView.setCocos2dxRenderer(new Cocos2dxRenderer());

    // Set framelayout as the content view
    setContentView(framelayout);

Cocos2dxGLSurfaceView是 android.opengl.GLSurfaceView的子類。在android 上做原生opengl es 2.0編程的人應該都清楚GLSurfaceView的重要性。但渲染線程并非是在Cocos2dxGLSurfaceView實例化時被創建的，而是在 setRenderer的時候。

我們來看Cocos2dxGLSurfaceView.setCocos2dxRenderer的實現：

復制代碼代碼如下:

    public void setCocos2dxRenderer(final Cocos2dxRenderer renderer) {
        this.mCocos2dxRenderer = renderer;
        this.setRenderer(this.mCocos2dxRenderer);
    }

setRender是Cocos2dxGLSurfaceView父類GLSurfaceView實現的方法。在Android SDK GLSurfaceView.java文件中，我們看到：

復制代碼代碼如下:

       public void setRenderer(Renderer renderer) {
        checkRenderThreadState();
        if (mEGLConfigChooser == null) {
            mEGLConfigChooser = new SimpleEGLConfigChooser(true);
        }
        if (mEGLContextFactory == null) {
            mEGLContextFactory = new DefaultContextFactory();
        }
        if (mEGLWindowSurfaceFactory == null) {
            mEGLWindowSurfaceFactory = new DefaultWindowSurfaceFactory();
        }
        mRenderer = renderer;
        mGLThread = new GLThread(mThisWeakRef);
        mGLThread.start();
    }

GLThread的實例是在這里被創建并開始執行的。至于渲染線程都干了些什么，我們可以通過其run方法看到：

復制代碼代碼如下:

        @Override
        public void run() {
            setName("GLThread " + getId());
            if (LOG_THREADS) {
                Log.i("GLThread", "starting tid=" + getId());
            }

            try {
                guardedRun();
            } catch (InterruptedException e) {
                // fall thru and exit normally
            } finally {
                sGLThreadManager.threadExiting(this);
            }
        }

run方法并沒有給我們帶來太多有價值的東西，真正有價值的信息藏在guardedRun方法中。guardedRun是這個源文件中規模最為龐大的方法，但抽取其核心結構后，我們發現它大致就是一個死循環，以下是摘要式的偽代碼：

復制代碼代碼如下:

while (true) {
   synchronized (sGLThreadManager) {
       while (true) {
           …. …
           if (! mEventQueue.isEmpty()) {
               event = mEventQueue.remove(0);
               break;
           }
        }
   }//end of synchronized (sGLThreadManager)

    if (event != null) {
       event.run();
       event = null;
       continue;
   }

if needed
view.mRenderer.onSurfaceCreated(gl, mEglHelper.mEglConfig);

if needed
view.mRenderer.onSurfaceChanged(gl, w, h);

if needed
view.mRenderer.onDrawFrame(gl);
}

在這里我們看到了event、Renderer的三個回調方法onSurfaceCreated、onSurfaceChanged以及 onDrawFrame，后續我們會對這三個函數做詳細分析的。

六、游戲邏輯的入口

在HelloCpp的Classes下有好多C++代碼文件（涉及具體的游戲邏輯），在HelloCpp的android project jni目錄下也有Jni膠水代碼，那么這些代碼是如何和引擎一起互動生效的呢？

上面講到過，涉及到畫面的一些渲染都是在GLThread中進行的，這涉及到onSurfaceCreated、 onSurfaceChanged以及onDrawFrame三個方法。我們看看 Cocos2dxRenderer.onSurfaceCreated方法的實現，該方法會在Surface被首次渲染時調用：

復制代碼代碼如下:

    public void onSurfaceCreated(final GL10 pGL10, final EGLConfig pEGLConfig) {
        Cocos2dxRenderer.nativeInit(this.mScreenWidth, this.mScreenHeight);
        this.mLastTickInNanoSeconds = System.nanoTime();
    }

該方法繼續調用HelloCpp工程jni目錄下的nativeInit代碼:

復制代碼代碼如下:

void Java_org_cocos2dx_lib_Cocos2dxRenderer_nativeInit(JNIEnv* env, jobject thiz, jint w, jint h)
{
    if (!CCDirector::sharedDirector()->getOpenGLView())
    {
        CCEGLView *view = CCEGLView::sharedOpenGLView();
        view->setFrameSize(w, h);

        AppDelegate *pAppDelegate = new AppDelegate();
        CCApplication::sharedApplication()->run();
    }
    else
    {
        ccGLInvalidateStateCache();
        CCShaderCache::sharedShaderCache()->reloadDefaultShaders();
        ccDrawInit();
        CCTextureCache::reloadAllTextures();
        CCNotificationCenter::sharedNotificationCenter()->postNotification(EVENT_COME_TO_FOREGROUND, NULL);
        CCDirector::sharedDirector()->setGLDefaultValues();
    }
}

這似乎讓我們看到了游戲邏輯的入口了：

復制代碼代碼如下:

CCEGLView *view = CCEGLView::sharedOpenGLView();
view->setFrameSize(w, h);

AppDelegate *pAppDelegate = new AppDelegate();
CCApplication::sharedApplication()->run();

繼續追蹤CCApplication::run方法：

復制代碼代碼如下:

int CCApplication::run()
{
    // Initialize instance and cocos2d.
    if (! applicationDidFinishLaunching())
    {
        return 0;
    }

return -1;
}

applicationDidFinishLaunching，沒錯這就是游戲邏輯的入口了。我們得回到Samples代碼目錄中去找到對應方法的實現。

復制代碼代碼如下:

//cocos2d-x-2.2.2/samples/Cpp/HelloCpp/Classes/AppDelegate.cpp

bool AppDelegate::applicationDidFinishLaunching() {
    // initialize director
    CCDirector* pDirector = CCDirector::sharedDirector();
    CCEGLView* pEGLView = CCEGLView::sharedOpenGLView();

    pDirector->setOpenGLView(pEGLView);
    CCSize frameSize = pEGLView->getFrameSize();
    … …

// turn on display FPS
pDirector->setDisplayStats(true);

// set FPS. the default value is 1.0/60 if you don't call this
pDirector->setAnimationInterval(1.0 / 60);

// create a scene. it's an autorelease object
CCScene *pScene = HelloWorld::scene();

// run
pDirector->runWithScene(pScene);

return true;
}

的確，在applicationDidFinishLaunching中我們做了很多引擎參數的設置。接下來大管家CCDirector實例登場，并運行了HelloWorld Scene的實例。但這依舊是初始化的一部分，雖然方法名讓人聽起來像是某種持續連貫行為：

復制代碼代碼如下:

//cocos2d-x-2.2.2/cocos2dx/CCDirector.cpp

void CCDirector::runWithScene(CCScene *pScene)
{
    … …
    pushScene(pScene);
    startAnimation();
}

void CCDisplayLinkDirector::startAnimation(void)
{
    if (CCTime::gettimeofdayCocos2d(m_pLastUpdate, NULL) != 0)
    {
        CCLOG("cocos2d: DisplayLinkDirector: Error on gettimeofday");
    }

m_bInvalid = false;
}

兩個方法均只是初始化了某些數據成員變量，并未真正將引擎驅動起來。

七、驅動引擎

之所以游戲畫面是運動的，那是因為屏幕以較高的幀數刷新的緣故，這樣人眼就會看到連續的動作，就和電影的放映原理是一樣的。在Cocos2d-x 引擎中這些驅動屏幕刷新的代碼在哪里呢？

我們回顧一下之前談到的GLThread線程，我們說過畫面渲染的工作都是由它來完成的。GLThread的核心是guardedRun函數，該函數以“死循環”的方式調用Cocos2dxRender.onDrawFrame方法對畫面進行持續渲染。

我們來看看引擎實現的Cocos2dxRender.onDrawFrame方法：

復制代碼代碼如下:

public void onDrawFrame(final GL10 gl) {
        /*
         * FPS controlling algorithm is not accurate, and it will slow down FPS
         * on some devices. So comment FPS controlling code.
         */

        /*
        final long nowInNanoSeconds = System.nanoTime();
        final long interval = nowInNanoSeconds 亚洲香蕉成人av网站在线观看_欧美精品成人91久久久久久久_久久久久久久久久久亚洲_热久久视久久精品18亚洲精品_国产精自产拍久久久久久_亚洲色图国产精品_91精品国产网站_中文字幕欧美日韩精品_国产精品久久久久久亚洲调教_国产精品久久一区_性夜试看影院91社区_97在线观看视频国产_68精品久久久久久欧美_欧美精品在线观看_国产精品一区二区久久精品_欧美老女人bb