libgdx总结+

Libgdx学习记录

Libgdx学习总结

1.libgdx画图都是使用OpenGL，所以效率较高，屏蔽了View这一层，根据用户选择使用的OpenGl版本不同，自动生成View，分别为支持OpenGL 1.0 和OpenGl

2.0，其中OpenGL 1.0使用的View为surfaceView 。OpenGL2.0使用的View为GLSurfaceView。

2.关于View，surfaceView，GLSurfaceView的区别：

首先继承关系：surfaceView extends View

GLSurfaceView extends surfaceView

View画图在UI线程中使用onDraw()绘制，并且，上层规定刷新频率。surfaceView 画图不在调用onDraw()，必须程序猿另起一个线程（注意：不再是在UI线程中绘制了，自己控制刷新频率）。所以，他们只是绘制机制不同，并不能说使用哪个的绘制效率会更高。

View如果在onDraw中进行了数据操作，可能就会出现卡的情况。

PS：在QQWaveActivity中，进入APP时候在UI线程读取应用列表较耗时，导致开始画图时会卡一下。优化方法：另开线程读取应用列表以及图标，缓存数据。

至于GLSurfaceView，我认为与前者的不同，应该是很在应用场合上，适用于绘制三维图形，适合使用OpenGL 2.0，使用场合总结为；

View: 不复杂的二维图形；

surfaceView: 动态的二维的页面，有较多动画效果，配合OpenGL1.0；

GLSurfaceView：三维立体图形，配合OpenGL2.0。

3.由于Libgdx较为详细的文档比较少，可以参考的资料是在官网：

https://www.360docs.net/doc/418717862.html,/p/libgdx/

以及一些博文中。

个人学习的方法是通过官方的测试DEMO，不懂的地方查看资料，然后直接看内部源码，认为看源码也是最直接的方法。

4.Libgdx其实很多东西都是我们可以自己实现的，但是由于对OpenGL不熟，有一定困难，但是不应该对它产生畏惧心理，我认为它真正最有价值的部分是在Box2d中。

一、说明

本文档主要记录本人的一些学习过程，以及个人的一些看法，不会详细记录每个类的用法以及API，只会列出大概的写法。目的是在与分享学习的一些经验，而不是通过这个文档学会libgdx。

在分享的同时，会附上相应的DEMO效果。DEMO的源码是在gdx-test，支持在PC上直接运行。以Java Application的方式运行com.badlogic.gdx.helloworld.MyTestDeskTop.java文件，就能运行相应的DEMO，在PC上查看其效果。MyTestDeskTop.java如下：

修改红框框住的部分，改成我们想要执行的DEMO文件，就能运行不同的DEMO。

二、Libgdx框架介绍

1、特点

兼容性良好：在终端与PC上都能运行；

效率高：底层画图全部使用OpenGL 实现；

模块化：有audio、files、graphics、math、physics、scenes、utils模块，封装了Box2d；

丰富的工具：Particle editor[5]（粒子编辑器），Hiero bitmap font generator[6]（文字生成工具），Texture packer[7]（图片合并工具），TWL布局编辑器；

图像资源问题：只支持png、jpg、bmp，对图片分辨率有限制。

2、架构

首先，是Libgdx的架构图：

从图中可以发现，libgdx起到了一个类似于中间件一样的功能，它屏蔽了JVM与Android系统之间的差异，开发出来的程序能同时在PC端以及Android 系统上运行。最重要的是：它封装了绘图、音频等模块。

附上说明文档中的程序安装方法：

https://www.360docs.net/doc/418717862.html,/p/libgdx/wiki/ProjectSetup

说明文档中推荐的工程创建方法是，两个工程，一个Java project，一个Android project，这两个工程，通过使用不同方法调用同一个类，实现在PC上与Android系统上运行我们的代码，demo中分别是使用HelloWorldDesktop.java 调用HelloWorld 实现PC端运行，HelloWorldAndroid 调用HelloWorld在Android 系统上运行。如图：

现在，我只创建一个Android Project，在不创建Java Project的情况下想要使用libgdx,我是这样做的，如图：

这样，同样能运行。

说这个，是想说明我对libgdx的认识：

Libgdx不是什么系统框架，而是一些已经封装好的工具类，同时因为它是开源的，因此我们可以在它的基础上做出更多的修改，不一定要按照它说明文档的方法严格执行它的架构，由于我们的程序在PC端和终端运行速度完全不同，反而会误导我们的开发，我们可以将像编写其他APP一样去编写libgdx程序，只需要加入相应的包以及库就可以了。加入哪个包，这里不在啰嗦。

3、程序模版以及生命周期

这是我们主Activity的实现：

与普通Activity相比主要两个不同：

（1）继承AndroidApplication，而不是Activity，我们看源码，发现：

再次证明了，libgdx只是一个工具库。

（2）HelloWorld是实际需要需要运行的程序，通过它来绘制我们的游戏，这也是为什么我们的DEMO只要修改initialize()就可以运行不同的DEMO演示不同的效果，附上PC端对应的initialize()函数写法：

现在，我们的工作是编写一个ApplicationListener，模版如下：

public class HelloWorld implements ApplicationListener {

//同onCreate

public void create () {

}

//由于libgdx是游戏框架，需要每次绘制页面，在render中刷新

//相当于View中onDraw()

public void render () {

}

//横屏时触发

public void resize (int width, int height) {

}

//同onPause

public void pause () {

}

//同onResume

public void resume () {

}

//同onStop

public void dispose () {

}

4、Libgdx模块概述

Input - 对所有平台提供一个统一的输入模块并处理。支持键盘，触摸屏，传感器，鼠标等，可以认为它是对响应事件做了一层封装。

Graphics - 开启屏幕上图像的绘制，支持OpenGL ES。分为支持OpenGL 1.0 （画图时候使用surfaceView）以及OpenGl2.0 (画图时候使用sufaceViewGL,支持GPU加速，性能高，但是在低端机上可能不支持GPU)。具体使用1.0或者2.0都可以在配置信息中指定。

Files - 抽象所有平台文件访问为读写操作提供合适的方法。

Audio - 在所有平台上有利于声音的记录和播放。

Math - 很实用的模块，对于游戏开发提供最快的数学计算。

Physics - 对于Box2D的完整封装。

最有价值的几个部分是Graphics ,Math，Physics三个模块，封装了许多算法，实现，尤其是Box2d部分。

三、Libgdx使用介绍

现在开始介绍Libgdx的使用方法，再次说明，不贴具体API，只介绍学习经验和个人看法，以及演示DEMO。

1、视角

所谓视角，类似与我们人类的眼睛，对于一个现实的画布，我们需要从一个角度来观察它。如图，这是平面2D的视角示意图。

我们在view frustum中创建物体，可能是一张二维图片，也可能是一个三维物体，在将其通过映射到平面上（Far Clipping plane）。通过ViewPort来观察这些物体。

在libgdx里面，Viewport是一个OrthographicCamera类

定义一个OrthographicCamera，我们需要设置，视角的长，宽，以及距离Far clipping plane的垂直距离。

通过改变OrthographicCamera的参数，我们可以动态的实现以下功能：

放大和缩放：

现实中，我们人眼离一个物体越近，这个物体看起来就越大。同样，改变OrthographicCamera与平面的距离，我们可以做到整个平面的放大和缩小，越远越小，越近越大。

平面旋转：

现实中，我们歪着脑袋看物体肯定是歪的。同样，通过旋转视角，我们可以做到旋转整个平面，而实际上，任何东西都没有改变，只是我们的“脑袋歪了”。

平面移动：

还记得“魂斗罗”吗？它的实现是将整个关卡绘制在一块画布上，然后通过视角移动，让你觉得你是在向前走，实际上，只是视角在向前移动（例如第一关），或者视角在向上移动（例如第三关）。

当然，除了二维视角还有三维视角，这是三维视角的坐标图，不过我还没研究。

DEMO：

关于使用OrthographicCamera类的效果，可以参考OrthographicCameraController.java及其效果。

列出主要代码：

cam = new OrthographicCamera(WIDTH, HEIGHT); //创建视角

cam.position.set(WIDTH / 2, HEIGHT / 2, 0); //设置举例平面的位置

Public void render()

{

GL10 gl = Gdx.graphics.getGL10();

// Camera --------------------- /

gl.glClear(GL10.GL_COLOR_BUFFER_BIT);//清屏

cam.update(); //更新camera

cam.apply(gl); //应用camera

}

cam.translate(x, y, z); //改变视角的位置

x:控制视角向前、后（魂斗罗中）移动，实际是在x轴上

y:控制视角向上、下移动，y轴

z:放大缩小，因为你离平面越来越远，或越来越近

2、绘图

（1）使用SpriteBatch绘图

SpriteBatch是gdx的2d部分的核心类，主要负责将2d部分的精灵（Sprite）、舞台元素（Actor）、字体（BitmapFontCache）、粒子效果等等各种2d元素通过gl 以纹理块的形式呈现到屏幕上。

我把SpriteBatch理解成Canvas一类的东西。

SpriteBatch batch = new SpriteBatch();

Gdx.gl.glClear(GL10.GL_COLOR_BUFFER_BIT);//清空屏幕

batch.begin(); // 绘制从这开始

//在这里可以认为Texture 相当于bitMap

Texture texture =new Texture(Gdx.files.internal("image.png"));

bath.draw(texture, 0, 0)

batch.end();

主要需要注意的就是bath.draw()方法，它有很多种调用方法，详细可以参见demo或者API，用它可以实现：图片的放大，缩小，旋转。

通过阅读bath.draw()的源码，发现：

我们需要向spriteBatch里传一个纹理矩形，注意不只是图片，是纹理矩形。为什么是矩形呢？因为opengl Es 认为所有东西都是由三角形组成，只能绘制三角形，libgdx为了不让我们蛋疼而死，把它封装成了矩形，由两个三角形构成。传递两个参数，纹理和一个浮点数组，来描述图片在内存中的映射，然后绘制。

（1）使用Sprite绘制

Sprite就是真正的2D精灵了，可以对纹理做出一些渲染，例如染色，旋转，放大，缩小等。使用方法如下：

//绘图用的SpriteBatch

private SpriteBatch batch;

//纹理

private Texture texture;

//精灵

private Sprite sprite;

public void create() {

batch = new SpriteBatch(); //实例化

texture=new Texture(Gdx.files.internal("data/badlogicsmall.jpg"));

sprite=new Sprite(texture, 80, 80, 400, 300);

sprite.setPosition(10, 10); //位置

sprite.setRotation(15); //旋转

}

@Override

public void render() {

Gdx.gl.glClear(GL10.GL_COLOR_BUFFER_BIT); //清屏

batch.begin();

sprite.draw(batch);

batch.end();

}

这也是画一张图片，跟之前的效果相同，但是使用的方法不同，我们可以通过设置sprite的各种属性，来改变一个纹理矩阵的颜色，旋转方法等，都是推荐使用sprite的。

DEMO：整个sprite和spriteBatch的使用，可以参考SpriteBatchTest.java，强烈建议学习，学会Sprite和SpriteBatch的基础使用方法，包括绘制图片和长方形，以及改变其旋转角度与大小。

（3）绘图之Pixmap

Pixmap(像素图）是一个围绕平台相关位图的包装器。像素图可以从文件创建，或者指定宽，高和像素格式。他们存储在普通的RAM中，在EGL上下文丢失的情况下不会被破坏。像素图可以直接被Libgdx渲染。在几乎所有情况下，他们由纹理构造器所创建。Texture可以定义一个图片其实是一个假象，因为它是内置了一个Pixmap，最终构成图片的还是Pixmap，我们要知道的是，绘图，肯定要构造Pixmap。

如果是仅仅为了绘图的话，我们可以不管Pixmap，但是最好了解一下。

注意事项以及遇到的困难

1.图片放置路径：在Android环境使用Libgdx的Gdx.files.internal方法时，要读取的文件必须置于Assets文件夹下才能读取，而不是Res。

PC端上运行是放在

data下面

2.Libgdx以native方式自带图像解码器，通过其提供的Pixmap可以对指定图像进行像素级渲染操作，从而不依赖Android的Bitmap加载处理图像，不过目前只支持png、jpg、bmp三种图片格式。

3.Libgdx要求在游戏中使用的图片宽与高皆为2的整数次幂，否则会产生一个Gdx异常并禁止加载行为。

PS:这里困扰了我很久，因为我们做项目时候的图片分辨路通常不是2^n 的，然后跟到源码里面，导致这个问题的根本原因是因为，在GPU加速下，分辨率必须是2的N次幂，否则无法兼容硬件。曾经想过的解决方法，包括像素填充，但是感觉过于复杂而且不好会破坏图片，还没有实现成功。主流的两个解决方法：1.让美工的QGQM改图片分辨率。2.在开发前，将所有图片整合到一张巨大的图片中，这张图片分辨率满足要求，然后截图使用，具体整合方法可参考https://www.360docs.net/doc/418717862.html,/view/e1494b47a8956bec0975e3b3.html

或者

https://www.360docs.net/doc/418717862.html,/htynkn/archive/2012/01/19/libgdx_16.html

4.Libgdx使用笛卡尔坐标系(初始坐标为左下0,0)，所以在画图片的时候，切记(0, 0 )是左下角，不是左上角。

3、绘制几何图形

在开发中我们经常需要绘制一些几何的图形，简单的比如三角形，正方形，负责的比如我们这次绘制的波浪，通过学习波浪的绘制，来讲解绘制整个图形的原理。

在绘制几何图形时，libgdx在OpenGL1.0中使用ImmediateModeRenderer10，在OpenGL2.0中使用ImmediateModeRenderer20。

ImmediateModeRenderer10绘制三角形举例：

ImmediateModeRenderer10 renderer = new ImmediateModeRenderer10();

renderer.begin(GL10.GL_TRIANGLES);//说明想绘制三角形

renderer.color(1, 1, 0, 0); //画笔着色

renderer.vertex(point1.x, point1.y, 0); //绘制定点1

renderer.color(1, 0, 1, 0); //画笔着色

renderer.vertex(point1.x, 0, 0); //绘制定点2

renderer.color(1, 0, 0, 1); //画笔着色

renderer.vertex(point2.x, point2.y, 0); //绘制定点3

render.end();

效果图：

我们做了三件事情：

1.定义绘制的图形为三角形；

2.对规定三个顶点的颜色；

3.设置顶点的坐标（切记，这是三维坐标）；

然后，ImmediateModeRenderer10就会为我们绘制三角形。

我们只需要了解三角形的绘制方法就可以了，因为，所有图形都是由三角形组成，也就是说，我们只要知道绘制三角形，就能自己实现绘制其他图形的方法。现在，介绍我们在libgdx中绘制波浪的方法，效果如图：

仔细观察可以发现，所谓波浪，实际上是许多个共用顶点的三角形相互排列而成。而最上面的波纹，是由许多个点所构成的一条曲线，我们只需要知道其每个点的坐标，就能用三角形拼出一条波浪。

我们的难题变成如何计算一条数学意义上的平滑曲线。实现了一种贝塞尔曲线的算法可以很好的帮助我们解决这个问题。具体算法如下：

https://www.360docs.net/doc/418717862.html,/zh-cn/%E8%B2%9D%E8%8C%B2%E6%9B%B2%E7%B7% 9A

根据算法，我们只需要给出这条曲线上的几个拐点，就自动得到曲线上所有点的坐标，然后绘制三角形即可，具体DEMO可以参见SplineTest.java。

PS:在QQWaveActivity中，我们同样使用贝塞尔曲线计算曲线坐标，但是并不是通过绘制三角形的方法绘制波浪，而是根据曲线坐标剪切画布，再通过为画布着色的方式绘制。

关于ShapeRenderer：为了方便使用，libgdx封装了绘制多边形的工具类ShapeRenderer，其内部实现都是基于上文所提到的两个类，屏蔽了OpenGL1.0和OpenGL2.0的差异性，当然，如果我们知道它的原理，我们同样能实现这个工具类，而不用受制于人。

4、事件响应

在与用户的交互过程中，必须响应不同的事件，libgdx响应事件的方法十分简单，只需要两步：1、继承接口2、增加回调。具体演示DEMO可查阅如下InputTest如下：

需要继承自InputProcessor类

增加相应的回调。

虽然，就必须实现回调的方法，包括响应

public boolean keyDown (int keycode);

public boolean keyUp (int keycode);

public boolean keyTyped (char character);

public boolean touchDown (int x, int y, int pointer, int button);

public boolean touchUp (int x, int y, int pointer, int button);

public boolean touchDragged (int x, int y, int pointer);

public boolean touchMoved (int x, int y);

public boolean scrolled (int amount);

总结：

通过对源码的学习，每个APP中都会初始化一个AndroidInput对象，有如下：Gdx.input = new AndroidInput(this, graphics.view, config);

并且：

这一行是如此熟悉，libgdx不过是对OnkeyListener和OnTouchListener做了一层封装，在源码中收集所有事件，将其放入一个消息队列中，然后根据我们所注册的回调函数，取出队列中的事件，做出响应，根本还是一点都没有改变，那么我们也可以做出猜测，Files、Audio两大模块也是如此工作的，事实也是如此。我们可以按照自己喜好，使用他，或者仍然使用Android的框架，所以，学习时候可以更有重点的去学习，不必在熟悉的知识上浪费时间，这是我得出的结论。最后再推荐一个DEMO：MultitouchTest.java多点触控DEMO。

四、Box2D学习记录

BOX2D用途：模拟显示物理世界。

学习过程请阅读：《Box2d中文教程》

这里只讲述我认为的主线，介绍DEMO，以及注意事项

DEMO：Box2DTestCollection.java

Box2d使用流程：

1、创建世界

世界，在现实中，一个物体存在首先是依赖与这个世界存在，有了世界，一个物体才有依托，而世界，有着各种属性，例如大小，可以是一个地球，可以是一个宇宙；例如重力，万有引力。因此，Box2d中所有物体的存在，都依托与世界的创建，都由世界对象来创建，而且，创建世界必须在创建物体之前。

创建世界如下：

World world = new World(new Vector2(0, 10), true); // 一般标准重力场

因为要有万有引力,所以会带一个Vector2参数一个二维向量

有了世界，我们才能在世界上创建物体。没有世界，就没有物体，所以，让世界的概念深入人心吧。

world.createBody(); //创建物体

world.createJoint(); //创建关节

2、创建物体

这是整个box2d中最关键的模块，一个物体存在很多性质，在box2d中。用两个类来描述一个物体。

FixtureDef：描述形状，密度，摩擦系数，弹性系数等属性；

BodyDef : 描述质量，在世界中的位置，角度，阻尼，休眠系数，是否子弹等属性；

创建一个物体，类似模版如下：

FixtureDef fd = new FixtureDef();

//定义FixtureDef属性

..

...

BodyDef bd = new BodyDef();

//定义BodyDef属性

...

...

Body body = world.createBody(bd)

body.createFixture(fd);

然后，我们就在这个世界中创建了一个物体body 并且定义它的属性，具体有些什么属性，可以参考使用文档。

3、模拟

现在，我们需要让一个世界运动起来，调用

World.step(float timeStep, int velocityIterations, int positionIterations)

Step函数是起到开启模拟的作用，然后，在step之后，我们可以获取这个世界中各个物体的值，需要知道的是，我们必须在每次绘制图形之前，调用step，我们使用的参数是

world.step(1.0f / 60.0f, 10, 10);

可以提供一个高质量的模拟。

4、绘制世界

现在,严格来说box2d已经完成了他的工作，它创建了世界，模拟了物体运动，但是，有个关键问题：它的世界和物体，都仅仅是存留在我们的内存当中，是以数据的形式保存的，如果不能将它化为图形，我们的工作毫无意义。

Box2d内置一个Box2DDebugRenderer类，让我们很方便的绘制出整个物体，但是，这个类的作用，仅限制于Debug。这个类的使用也很简单，如下：private Box2DDebugRenderer debugRenderer;

private com.badlogic.gdx.graphics.OrthographicCamera camera;

private World world;

public void create()

{

camera = new OrthographicCamera(48, 32);

camera.position.set(0, 16, 0);

debugRenderer = new Box2DDebugRenderer();

world = new World(new Vector2(0, -10), true);

//创建物体

.....

.....

.....

}

public void render()

{

//这是在libgdx中使用其自封装的绘图

world.step(Gdx.graphics.getDeltaTime(), 8, 3);

camera.update();

camera.apply(Gdx.gl10);

debugRenderer.render(world, https://www.360docs.net/doc/418717862.html,bined);

......

}

用法还是很简单的，图形画的很粗糙，效果如图：

实际绘图的时候，我们能获取物体在当前世界的坐标，形状，长宽高等属性，根据这一系列属性可以对其进行渲染，贴图等，我在QQWaveActivity中提供一种解决方法，将画图等操作托管给QQWaveDrawBody对象，然后将QQWaveDrawBody与Body绑定起来，根据获取的QQWaveDrawBody对象，调用drawSelf()方法绘制物体。

5、关节

关节的作用是把物体约束到世界中，或者约束到物体上，游戏中的典型物体就是木偶，蹊跷板，滑轮等。

具体关节种类包括：距离关节，旋转关节，移动关节，滑轮关节，齿轮关节，鼠标关节。具体说明请查看《Box2d中文教程》第七章，或者DEMO

6、接触

具体说明请查看《Box2d中文教程》第八章，很容易理解，我们还没具体用到这个。

7、DEMO

有几个Box2d的demo可以提供学习。运行Box2DTestCollection.java。每点击一下鼠标，切换一个DEMO，下面简洁介绍每个DEMO可以学到的知识，可以参考学习。

DebugRendererTest.java：创建物体，世界，入门级DEMO，建议最先看这个；

CollisionFiltering.java：接触筛选，所谓“接触”，可以在《Box2d中文教程》第八章找到内容，建议在需要用到的时候再看这个，具体用的地方不多；Chain.java：学习旋转关节的创建方法，模拟了一个绳子，建议学习，了解什么是关节，关节能干什么；

Bridge.java：模拟了一个弹床，旋转关节的应用，如何有兴趣可以看，或者只看Chain.java就可以了；

SphereStack.java：创建圆形物体，可以不看，如果你会的话；

Cantilever.java：WeldJointDef关节，跟距离关节类似，具体差异还不是很清楚，可以看看这片文章：https://www.360docs.net/doc/418717862.html,/cng1991/article/details/7310665；

ApplyForce.java：学习摩擦关节的使用方法以及其效果，学习如何给一个物体加一个外力（就是物理学上的外力）。通过按键"“W”、“A”、“D”给物体施加外力而让其运动；

Prismatic.java：学习移动关节效果，通过按键“L”，“M”，“S”改变属性设置，效果很明显；

BodyTypes.java：滑动关节和移动关节混合使用，算是进阶，可以学习；

OneSidedPlatform：接触过滤的一个应用，关于接触可以参考《Box2d中文教程》第八章，有点意思，可以看；

VerticalStack.java：按键“，”发射一个告诉运动的小球，类似“子弹”，可以看到给一个物体设定初速度的方法，可以学习。