坦克大战开发毕业设计(论文)

毕业设计（论文）

坦克大战开发

摘要

进入新世纪以来，计算机游戏业蓬勃发展，已成为新世纪最热门的专业。坦克大战是一款非常经典。风靡全球，经久不衰的游戏。1985年推出的坦克大战（Battle City）由13×13大小的地图组成，地形包括砖墙、海水、钢板、森林、地板5种，玩家作为坦克军团仅存的一支精锐部队的指挥官，为了保卫基地不被摧毁而展开战斗。游戏以其出色的游戏性感染的一代又一代的玩家。本程序主要由C#编写。本文的坦克大战有完整的界面，能够实现人机大战，。而且坦克大战剧情非常简单，游戏的主角在保护好城堡的前提下，消灭所有的敌人，所以非常容易上手。

本论文第一章是介绍国内外的游戏发展状况，第二章介绍坦克大战的总体设计，第三章是游戏涉及的技术问题，最后总结。

关键词：坦克大战；游戏；技术；代码

第一章游戏的背景

相信喜欢玩游戏的朋友都是从玩最初的“小霸王”，超级玛丽，坦克大战，等等一系列经典的小游戏开始，然后就是三国志之类的大型一点的，到现在的电脑游戏，单机游戏，到网络游戏，这么一个过程，游戏其实已经不知不觉的进入了我们的生活。

电脑游戏在当今，已经十分普遍了，游戏玩家也比较多。特别是网络游戏，因为其剧情的有趣性，游戏画面的美观，招式的华丽，等一系列原因，吸引了不少游戏玩家，特别是3D网游的推出，使得网络游戏发展进入了一个新时期。游戏是怎么发展起来的？国内外游戏的发展情况是什么样的呢？下面将会给你答案。

真正的电子游戏机产生于20世纪70年代。1971年麻省理工学院的学生Nolan Bushnell设计了世界上第一个业务用游戏机（俗名街机），叫做《电脑空间》（Computer Space）。《电脑空间》的主题是两个玩家各自控制一艘太空战舰围绕这具有强大引力的星球向对方发射导弹进行攻击。两艘战舰在战斗的同时还必须注意克服引力，无论是被对方的导弹击中还是没有成功摆脱引力，飞船都会坠毁。这台游戏机用一台黑白电视作为显示屏，用一个控制柄作为操作器，不过由于市场因素这款游戏以失败告终。

虽然初次尝试失败，但Nolan Bushnell仍然坚信电子游戏发展前景。他在《电脑空间》推出的次年，和朋友Ted用500美金注册成立了自己的公司Atari（雅达利）。他们获得了成功，世界上第一台被接受在业务用机就是Atari推出的乒乓球为题材的游戏。

1976年10月，Atari发行了名为《夜晚驾驶者》的模拟业务机游戏，这个游戏为黑白屏幕，自带了相关操作器（方向盘、油门、刹车等）。在这个游戏里，玩家需要扮演一个黑夜里驾驶在告诉公路上狂奔的疯狂车手。这是游戏历史上第一个3D游戏，它用简单的透视效果，专业术语是LOD（Level of Detail，层次细节）来表现汽车的前进和道路景物的后退。这款游戏成为3D游戏的始祖。除此之外，它还是历史上第一个主视角（First personal view）的游戏。

雅达利公司在开发街机市场之后又把目光转向了家用机市场。1977年，雅达利公司推出了Atari2600型游戏主机，这是世界上第一台家用专业游戏机。同年Bushnell把自己的公司以2800万美元的

价格卖给了时代华纳。不久，任天堂和世嘉迅速崛起，彻底击败了雅达利。

上面介绍的是专用机游戏的历史，而最早的电脑游戏可以追溯到1972年，一个叫Crowther的工程师用当时最流行的主机——DEC公司的PDP-10编写了一段简单的FORTRAN程序（FORTRAN是一种专用工程数学编程语言，当今流行的工程模拟软件MATLAB的早期版本就是由FORTRAN语言开发出来的）。在这个程序里，Crowther设计了一张地图，地图上不规则的分布着陷阱，游戏者必须寻找路径避开陷阱。这个程序被公认为是最早的电脑游戏程序。1976年，Don Woods编写了一个类似的程序，更为重要的就是他加入了幻想成分（Imagination）和谜题（Puzzle）。Woods的这个程序直接导致了电脑游戏的诞生。他的程序被传播到各处，让所有的计算机高手们都为之惊喜。这个作品同时也启发了其他人的思维，紧接着，各式各样的游戏程序就诞生了。比较著名的麻省理工学院的几个学生编写的Zork （直到现在还有续集在发售）和亚当斯1978年编写的Adventure Land 后来用电脑编制电子游戏就开始在程序员之间流行起来。当时的电子游戏大多数还都是编程高手们做出来自娱自乐的“玩具”，这是因为当时接触计算机的还只是科技精英，普通人是接触不到的。说到这就不得不提苹果电脑，这个中国人眼里普遍认同的奢侈品。

Apple II推出于1976年，设计者是斯蒂夫-乔布斯（Steve Jobs），Apple II是许多人的入门计算机，同时也是一台功能强大的真正的个人电脑。Apple II和它内置的Basic程序为电脑界培养了无数的人才。Apple II当时的内存只有64KB，资源的缺乏是的当年的电脑程序精密严谨的可怕。可以说，当年的程序员才是真正懂得狂想乐趣的人，他们能够在一个匣子里完成一个世界。更重要的是Apple II 代表了一种自由开发的精神，当年的电脑用户和程序员之间的差别是如此之小，可以说每一个Apple II的用户都是一个不错的Basic程序员。可以毫不夸张的说，苹果电脑早就了一大批游戏程序设计高手。而现在的家用电脑变得更像一台家用电器。

1989年，BroderBund公司的设计师乔丹-麦克纳（Jordan Mcchner）根据阿拉伯民族的古老传说《一千零一夜》在Apple平台上制作了一部动作冒险相结合的电脑游戏——波斯王子。这个游戏获得了空前的成功，他在全球共卖出200万份。“波斯王子”绝对可以

说是电脑游戏动作冒险类(ACT)的第一作，它代表了当时电脑技术的最高水平。当年的玩家看到栩栩如生上串下跳的王子都不禁惊叹不已，故事讲述的是王子为了拯救公主获得爱情而和罪恶的苏丹王斗争，在游戏中王子需要跑过各种奇怪诡秘的机关，小心地避过上下活动的柱子和深坑里的尖刺，用一把阿拉伯弯刀杀死各种敌人。

1983年，如本的任天堂（Nintendo）和世嘉（Sega）分别推出了自己的家用游戏主机，世嘉推出的两台游戏主机名字叫做SG1000和SG3000。而Nintendo推出的主机名字是Family Computer(FC)。

当时的FC采用6502芯片作为主CPU,还有一块专门处理图像的PPU。FC可以显示52种颜色，同屏可以显示最多13种颜色，内存合计为64KB，矩形波2音，三角波1音，杂波1音。同时任天堂采用了“以软件为主导”的指导思想，不断推出有趣的软件吸引玩家。1983年底，FC售出44万台，第二年八岁了一些先锋游戏公司分别加入FC 制作者阵线，FC销量大增。1984年底FC总销售量达到150万台。1985年9月任天堂公司法手了一款真正的游戏巨作——超级玛丽（Super Mario），这个游戏讲述了一个意大利管子工打败魔王拯救世界迎娶公主的故事。任天堂凭借这款游戏确立了自己在游戏界霸主的地位。到了1985年，任天堂在家用机市场上占有率高达98%。同年，任天堂向海外发售了FC的出口型NES（Nintendo Entertainment System），当年的销量就突破了500万台。

20世纪80年代IBM PC（Personal Computer）兼容机的出现打破了Apple公司的垄断地位。虽然在最初几年里，PC上的软件数目还无法和Apple II抗衡，不过PC有一个最大的优势，那就是它是完全自由和开放的，所以更多的“穷”程序员可以选择PC机作为自己的开发平台而不是价格按规的Apple机。这时代比较著名的电脑游戏有Origin Systems公司的RPG《创世纪》系列。光荣（Koei）公司推出了第一版《三国志》。当年的《三国志I》画面很简陋，不过到后来的《三国志 4》系列开始大受欢迎，知道现在的《三国志 9》。

到了20世纪90年代，游戏业才真正成熟起来，成为了一种产业。由于PC机价格非常低而且硬件速度越来越快，游戏逐渐成为人们生活中不可缺少的一部分。游戏产业也逐渐发展成熟。这个时代诞生了许多史诗般的巨作：雷神之锤、毁灭战士、星际争霸、最终幻想、魔兽争霸等。

第二章游戏的设计

2.1游戏的设计方案

首先先介绍一下我的坦克大战的游戏：

游戏的规则：游戏每一关以击破所有敌军坦克为目标。如果自己的坦克的生命用完或者基地被灭则游戏结束。

游戏的流程图：

图2.1 2.2游戏的开发所需的硬件和软件

过关关数++

我的坦克大战所用到的开发环境是微软的Visual Studio 2005集成开发环境。运行环境是.Net FrameWork 2.0。硬件条件是CPU主频

2.0GHz，内存512M。因为没有用到DirectX

所以对显卡没有特别的要求，一般的显卡都可以胜任。

2.3 游戏中的中枢Level类

在这个游戏中创建的Level类的作用是负责游戏逻辑的控制。例如创建坦克，碰撞的检测，游戏的状态和所有物体的移动。

Level的部分代码如下：

public class Level//关卡类

{

private void GameRun() //游戏运行处理

{

if (gamestep < 100)

{

gamestep++;

if (gamestep % 20 == 0)

{

TankAIFire();

}

}

else

{

gamestep = 0;

if (eptank_count > 0)

{

CreateTank();

eptank_count--;

}

}

CleanBombs();

DrawGame();

Move();

HitCheck();

CleanDeathTank();

CheckGame();

}

2.4 游戏中的组件的基类Element类

我在这个游戏中创建了一个名为Element的类，它是所有游戏中的元素的父类。

Element的代码如下：

public class Element//游戏中的元素类 {

private Graphics g;

public Graphics G

{

get { return g; }

set { g = value; }

}

private Size size;

public Size Size

{

get { return size; }

set { size = value; }

}

private int x;

public int X

{

get { return x; }

set { x = value; }

}

private int y;

public int Y

{

get { return y; }

set { y = value; }

}

private List images;

public List Images

{

get { return images; }

set { images = value; }

}

private int imagestate;

public int Imagestate

{

get { return imagestate; }

set { imagestate = value; }

}

private bool islife;

public bool Islife

{

get { return islife; }

set { islife = value; }

}

第三章游戏所涉及的技术问题

3.1 GUI+与图像双缓冲技术

我们在用C#处理图像时都需要用到GUI+技术，GUI+是GUI技术的扩展，拥有比GUI更加强大的功能。

比如我们现在要在一个名为Form1面板上显示一张在C盘根目录下名为1.bmp的图片。那么我们可以用一下的代码实现：

在Form1的paint事件中加入

private void Form1_Paint(object sender, PaintEventArgs e)

{

e.Graphics.DrawImage(Image.FromFile(@“C:\1.bmp”),

0, 0, this.Width, Height);

}

这样就可以显示所要显示的图片了。但是细心的人可能发现了，像这样显示静态的图片是可以没错，但是我如果在代码中让图片定时切换或者移动，那么问题就出现了，屏幕出现了闪烁。

这是我们在游戏中不希望出现的。要减少闪烁就要用到另一种技术——图像的双缓冲技术。

所谓的图像的双缓冲技术就是将要显示的图像不直接画在屏幕上，而是先画在内存中。然后再将内存中的图像画在屏幕上。这样不直接在屏幕上绘图的方式大大的减少了屏幕上的闪烁。

实现了双缓冲的游戏代码如下：

public partial class GameForm : Form

{

public StartForm sf;

private Bitmap buffereimage; //图像双缓冲技术

中的内存中图像

private Graphics gbuffereimage; //内存中图像的Graphics 对象

private bool flag = true;

private Thread paintthread;

private Level level;

private int levelnum = 1;

private bool isstop = false;

private int playercount;

public GameForm(StartForm sf,StartOrLoad sl,int playercount)

{

InitializeComponent();

LauchForm();

this.playercount = playercount;

if (sl == StartOrLoad.START)

{

level = new Level(this, playercount, gbuffereimage, levelnum);

}

this.sf = sf;

}

private void LauchForm()

{

this.SetStyle(ControlStyles.OptimizedDoubleBuffer | ControlStyles.ResizeRedraw |

ControlStyles.AllPaintingInWmPaint, true);//设置 Form 允许

双缓冲

buffereimage = new Bitmap(800, 600);

gbuffereimage =

Graphics.FromImage(buffereimage);//获得内存图像的 Graphics 的引用

this.ClientSize = new Size(800, 600);

}

private void GamePaintRun()

{

while (flag) //线程中的循环刷屏方法

{

gbuffereimage.DrawImage(Image.FromFile(@“C:\1.bmp”), 0, 0, this.Width, Height);

this.Invalidate();

Thread.Sleep(50); //线程暂停50毫秒

}

}

private void GameForm_FormClosed(object sender, FormClosedEventArgs e)

{

Application.Exit();

}

private void GameForm_Paint(object sender, PaintEventArgs e)

{

e.Graphics.DrawImage(buffereimage, 0, 0, 800, 600);//将内存中的图像显示在屏幕上

}

private void GameForm_Load(object sender, EventArgs

e)

{

paintthread = new Thread(new

ThreadStart(GamePaintRun));//创建并启动线程

paintthread.Start();

}

}

3.2 多线程技术

刚刚的代码里大家可能已经注意到了我用到了一个Thread类，这是一个线程类。所谓的多线程技术就是在同一个进程中做不同的事情。程序都是从Main方法开始执行，所以Main方法是主线程。但是我们总是想在Main方法执行的同时做一些其它的事情，这就要用到多线程技术

了。

线程的创建和执行的方法如下：

首先必须引入System.Threading的命名空间

然后通过

Thread t1 = new Thread（new ThreadStart(目标函数名)）;

t1.Start();

来创建并启动线程。

我在游戏中的代码如下：

paintthread = new Thread(new ThreadStart(GamePaintRun));

paintthread.Start();

要挂起线程可以使用线程的Suspend方法。

要恢复挂起的线程可以使用线程的Resume方法。

在游戏中实现暂停的代码：

private void GameForm_KeyDown(object sender, KeyEventArgs e)

{

level.KeyDown(e); //我创建的关卡类后面会介绍到。

if (e.KeyCode == Keys.K || e.KeyCode ==

Keys.NumPad2) //处理键盘事件

{

if (!isstop) //isstop是一个bool型的值，代

表游戏的暂停状态。true代表暂停，false代表运行。

{

paintthread.Suspend();

isstop = true;

}

else

{

paintthread.Resume();

isstop = false;

}

}

}

3.3 I/O技术实现地图的读取

.Net FrameWork在System.IO的命名空间里提供了对数据流的各种操作。大家已经对文件的读写有了相当熟悉的认识了。现在我要使用对文件的读操作来实现对地图的地形元素读取。

在坦克大战中有6种地形（平地，草地，水，砖墙，铁墙和基地）。而且地图是20×20大小。所以，我用0代表平地，1代表砖墙，2代表草地，3代表铁墙，4代表水，5代表基地。数字之间用“，”隔开。

地图的文件类似于：（行列各20）

0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，2，0，1，3，3，1，1，1，2，3，

…

…

0，0，0，0，0，0，0，0，1，5，4，0，1，3，3，1，1，1，2，3，

3.4 碰撞的检测

游戏中的一大难题就是碰撞问题。碰撞检测的方法有很多种，但是常用的也是最简单的就是矩形区域检测。检测两个矩形区域是否有交集。

我们可以用.Net FrameWork提供的Rectangle类对象的IntersectsWith 方法来比较两个Rectangle类对象是否有交集。如果有的话该方法返回true不然的话返回false。

3.5 接受用户的键盘输入

本游戏是基于WinForm的程序，所以用的是WinForm所带的事件驱动。

在自动生成的代码中private void GameForm_KeyDown(object sender, KeyEventArgs e)

e代表按下的按键信息。通过e的KeyCode属性来判断所按下的键。

例如Key.K代表按键“K”。

第四章总结

时光荏苒，岁月如梭，三年过去了。在这三年中，让我成长了不少。首先是编程能力方面得到了一个比较好的加强，其次就是让我了解了我的不足，一直以来我觉得自己学到的东西挺多的，但是通过这次毕业设计下来发现，我所了解的东西真的是沧海一粟，知识真的有太多太多，真的应了那句话，活到老学到老。这次设计是对大学所学

的知识的一种检验，设计中发现自己的不足，查资料，找老师，问同学，当然主要是自己查资料，当然老师给了我很大的帮助，老师教我该用什么知识点，我然后自己去查。老师给了我一个学习的方向。

毕业选题的时候，我一看到坦克大战游戏设计，我就选了它，因为我对游戏开发比较感兴趣。”过程是苦的，结果是甜的。一分耕耘一分收获。我的努力得到了回报，老师表扬了我，这给了我很大的鼓舞。通过这次的毕业设计，不仅在专业知识上有了比较好的巩固，而且更重要的是我的能力得到了提高，比如处理问题的能力，学习能力，等。毕业设计过去了，意味着我将踏上新的征程——工作！面对未来，我很自信！