软件工程专业毕业论文基于Android的解谜游戏设计与实现.docx
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软件工程专业毕业论文基于Android的解谜游戏设计与实现
基于Android的解谜游戏开发
摘要
在科技文化高速发展的今天，人们对游戏的需求也日益高涨。
从最初运行于掌上游戏机的“贪吃蛇”和“俄罗斯方块”到如今风靡全世界的网游无不体现了游戏的魅力。
而随着智能手机终端的出现，更是为电子游戏提供了高速发展的平台。
特别是iPhone智能手机和Android智能手机的面世，为掌上休闲游戏提供了更完善的开发环境。
本文基于Android系统环境，研究并开发了一款解谜类游戏，通过追踪游戏设定的线索解开谜底。
通过策划、美工需求和功能需求确定了游戏的开发过程和运行流程。
然后通过对关卡的设计来实现游戏的玩法，运用图形图像组件来实现游戏界面。
运用Service和Intent实现游戏的控制，SharePreference和SQLite实现游戏的数据中心。
最后，将游戏界面、游戏控制和数据中心整合，并通过运行和测试。
该游戏是一款具有良好娱乐界面和极强趣味性的解谜游戏。
论文阐述了Android解谜游戏的开发过程。
首先对手机游戏的背景意义和研究现状、android平台的特征和应用构成进行介绍，其次对游戏的策划与需求进行分析，重点介绍游戏的设计与实现，然后进行综合测试。
最后对游戏进行总结，提出游戏中的缺陷、不足和对未来的展望。
关键词：
Android，SQLite，解谜游戏
TheDevelopmentoftheDecryptionGame
BasedonAndroid
Abstract
Withtherapiddevelopmentofscienceandtechnologynowadays,thedemandsofentertainmentgamesaregrowingfast.Fromthefirstgamesthatwerethehandheld's“Snake”and“Tetris”totodayextremelypopularonlinegamesaroundtheworldallreflectsthecharmofthegames.Withtheemergenceofintelligentmobileterminals,ahigh-speeddigitalgamedevelopmentplatformisbetterprovided.EspeciallywhentheiPhoneandAndroidphonesareavailable,abetterdevelopmentenvironmentfortheapplicationsofhandheldcasualgamesismoreconvenient.
BasedontheAndroidsystemenvironment,thedesignstudiesanddevelopsariddlekindofgamewhichrevealstheanswersbytrackingcluesthegamesets.Throughtheplanning,creativeneedsandfunctionalrequirementsitdefinesthegamedevelopmentprocessandrunningprocess.Andbysettingtoll-gatesthedesignachieveshowtoplaythegameandusesgraphicsmoduletorealizethegameinterface.UsingtheServiceandIntentthedesignrealizesthecontrolforthegame,andwithSharePreferenceandSQLiteitrealizesthedatacenterofthegame.Finally,thegameinterface,thegamecontrolandthedatacenterintegratetogether,anditpassestherunningandtesting.Thegamehasagoodentertainmentinterfaceandisextremelystronginterestingdecryptiongame.
Thispaperstatesdevelopmentprocessoftheandroidriddlegame.Atfirst,itintroducesbackgroundsignificanceofmobilephonegameandresearchstatus,characteristicsandapplicationconstitutesoftheandroidplatformstructure.Next,thepaperanalyzestheplanandtherequirementsofthegame,andfocusesondesignandimplementationofthegame.Thencomprehensivetestinghasmadeforthedesign.Finally,thepapersummarizesthegameandputsforwarddefectsandfutureoutlookforthegame.
Keywords:
Android,SQLite,DecryptionGame
1绪论
在游戏产业高速发展的今天，游戏的设计思想和理念也在不断变化。
而随着智能手机终端的出现，更是为手机游戏提供了高速发展的平台。
本章将对Android游戏的发展现状和前景进行分析，并介绍本文的研究内容和结构安排。
1.1课题的背景及意义
自上世纪80年代第一部手机诞生以来，随着计算机技术的进步，手机也经历了从模拟器到GSM、2.5G再到今天的3G手机如此一个发展历程[1]。
特别是进入21世纪后手机的硬件性能得到很大的提高，当前主流手机普遍配有主频500MHZ的微处理器和500MB容量的存储器。
与之同步发展的还有支持手机运行的手机操作系统，从当初的单片机系统到后来的专用嵌入式系统，到后来开始为智能手机设计开发出可以更高效管理手机软硬件资源的操作系统，其中有不少属于开源项目的手机操作系统。
目前全球的智能手机操作系统主要以Google公司开发的Android系统、苹果公司开发的iPhone系统、诺基亚公司开发的Symbian系统、微软公司开发的WindowsMobile系统和Linux系统为代表。
手机的发展也带动了手机游戏产业的快速发展。
在人们的生活中有许多的游戏，但是不同的游戏会带给玩家不同的感受和生活理念。
游戏是人们日常生活的一个必不可少的娱乐项目，也带动了游戏相关产业市场的发展。
游戏平台经过从游戏机到电视游戏，然后到PC游戏，再到手机游戏，中间经历了很多技术的更新和变革。
但随着新技术的发展和人们生活水平质量的提高，手机开始逐渐普及，因为手机是非常小巧便捷的，而且方便的特性成为人们日常生活中必备通讯工具。
而基于手机平台的游戏也就拥有的市场空间是巨大的，也因随着3g的开通和应用，手机游戏必然会迎来新的一轮游戏热潮。
1.2研究现状
最早的手机游戏出现于1997年，经过十几年的发展，随着手机终端和移动通信网络的不断进步，手机游戏也正在经历由简单到复杂的进化过程。
从全球来看，手机娱乐服务被公认为是带动移动数据业务快速发展的重要力量。
作为手机娱乐服务的重要内容之一，近年来，伴随着移动网络和移动终端性能的不断提高与完善，手机游戏业务呈现快速增长的势头，成为一座名副其实的“金矿”[2]。
2009年，手机游戏业务增长继续加速，全年手机游戏市场规模达到18亿元，同比增长38.5%。
但是，整个手机游戏18亿市场跟整个网络游戏270亿市场相比还不到其1/10，手机游戏何时爆发成为人们关注的焦点。
2010年，中国手机游戏用户规模突破1.3亿，同比增长52.11%，同期中国手机游戏市场规模达33亿。
截至2010年底，手机网游产品累计已超过300款，其中2010年新上线达到60余款。
2011年中国手机游戏用户规模稳步增长，截止2011年第4季度达1.62亿人。
随着智能终端的普及率和游戏获取门槛降低，手机游戏在产品类型及整体用户体验上都有较大提升，未来中国手机游戏用户规模还有较大增长空间。
截止2012年第二季度，中国手机游戏市场规模达到12.2亿元，环比上涨20.8%，中国手机游戏用户规模达到2.13亿，环比增长11.5%，中国手机网络游戏市场规模达到4.42亿元，环比增长13.9%。
中国手机网络游戏用户规模达到了3520万，环比增长12.1%。
2012年第二季度，中国手机游戏用户中男性占67.4%，女性占32.6%，女性所占比重较上一季度有所上升。
随着3G应用的快速推进以及智能机的普及，手机正逐渐成为“个人信息处理中心”，覆盖到生活的方方面面。
随着手机带宽的不断提速，互联网从PC过渡到手机的趋势正在加速蔓延，这也为手机游戏业的兴起造就了新的商业机遇。
手机游戏正在呈现一个巨大的市场，成为移动互联网领域的热门增长点。
目前Android手机游戏大致分为：
网络模拟、体育竞速、经营策略、动作竞技、休闲益智、射击冒险和角色扮演[3]。
每种类型都有不同的特色和玩法。
代表作有：
（1）网络模拟：
斗地主、三国杀等。
（2）体育竞速：
极品飞车、虚拟乒乓、X-跑酷等。
（3）经营策略：
植物大战僵尸、愤怒的小鸟等。
（4）动作竞技：
神庙逃亡、跳跃忍者等。
（5）休闲益智：
捕鱼达人、水果忍者、鳄鱼爱洗澡等。
（6）设计冒险：
雷电、坦克大战等。
（7）角色扮演：
艾诺迪亚、三剑之舞、仙剑奇侠传等。
有些游戏界线并不是非常明显，可能同时属于多种类型。
例如愤怒的小鸟，它既可以属于经营策略游戏又可以属于休闲益智游戏。
一款游戏中包含多种元素体现了游戏的多元化。
解谜游戏既属于经营策略又属于休闲益智，是一类以追踪游戏中设定的线索从而解开游戏中最后的谜底为题材的游戏，情节一般较为华丽，画面精美，难度有大有小，其中Minigame元素繁多，种类不一。
目前国外比较成功的解谜游戏有：
扫雷、时空幻境、机械迷城、神秘视线系列、梦之旅系列等。
大致分为冒险解谜游戏、动作解谜游戏、寻找隐藏物品主题的解谜游戏。
但是国内市面上的解谜游戏大多是对国外游戏的汉化或者模仿，并且大部分为Flash小游戏，缺乏与国外大型解谜游戏抗衡的实力。
国内解谜游戏的开发缺口很大，拥有巨大的市场潜力。
1.3论文主要工作
论文研究了AndroidSDK开发环境以及此环境下的用户界面组件、SQLite数据库、SharePreferences、IntentReceive、Service等手机游戏开发相关技术。
在本游戏中，首先运用Android的用户界面组件构建游戏的界面，其次运用Android内嵌的SQLite数据库实现游戏数据的存取，为游戏的各功能模块提供数据源，最后运用IntentReceive和Service构成游戏的控制中心。
由于游戏的实现涉及到对数据库操作，本文重点研究了两种游戏数据的存取方式。
第一种方式为Android内置的SQLite数据库，用于存取大容量的永久性游戏数据，为游戏提供安全稳定的数据源。
第二种方式为SharePreferences,是一个轻量级数据存储，用于暂存游戏的设置信息，两者构成游戏的数据中心。
此游戏的最大特色是运用Android编写基本被Flash垄断的解谜游戏，将小说《小王子》与解谜元素融入休闲娱乐中。
目前市场上的解谜小游戏大部分为Flash游戏，下载到的Android解谜游戏也仅是移植到Android手机上，运行时仍需要AdobeFlash的支持。
为了在游戏中保持一定的主题，本论文还浅层次的研究了《小王子》[4]和《几米漫画》等作品，并在游戏中借鉴了这些作品，达到了游戏与文学作品相结合的效果。
1.4论文结构安排
论文共分五章，内容及章节安排如下：
第一章，介绍Android手机游戏的研究背景、研究现状、本文研究的主要内容和论文的组织结构。
第二章，介绍Android平台的特征和应用构成，并与iPhone平台比较。
体现android平台的优缺点。
第三章，介绍游戏的策划和需求分析过程。
第四章，介绍游戏的具体实现过程。
用SQLite数据库存取大容量数据源及Sharepreferences存取临时数据，依照设定的游戏情节设计游戏控制引擎，设计剧情，为玩家提供多点触控来操纵游戏。
第五章，介绍游戏的测试过程。
最后，总结了本文的工作，提出未来的工作计划。
2Android平台研究
Android是一个包含操作系统、中介架构层及应用程序所产生出来的软件堆栈架构。
本章通过Android的特征和应用构成介绍Android的开发平台，并通过与iPhone比较两者的优缺点。
2.1Android特征
Android系统是工作于智能手机之上的操作系统[5]，处处体现了与手机相关的特性。
由于手机硬件配置的关系Android系统与PC机上的操作系统有着很大的差异。
只有充分了解Android系统特性才能开发出适合手机运用的软件。
以下为AndroidSDK2.2的主要特性：
（1）可重用和可替换组件的程序应用框架
（2）针对移动设备优化过的Dalvik虚拟机
（3）集成了基于开源Webkit引擎的网页浏览器
（4）经过优化过的自定义2D图形库和基于OpenGLES1.0库可选硬件加速
（5）SQLite结构化的数据存储数据库
（6）支持常规的音频视频多媒体格式，如MPEG4、H.264、MP3、AAC、AMR、JPG、PNG、GIFGSM电话（硬件决定）
（7）蓝牙、GPRS-EDGE、3G和Wifi无线网络
（8）相机、GPS全球定位、导航和感应加速器
（9）丰富的开发环境包含设备模拟器、工具、调试器、内存和性能分析工具，以及Eclipse集成开发环境插件
2.2Android应用的构成
对于一个Android应用程序来说，是由Activity、IntentReceiver、Service、ContentProvider四部分组成[6]。
在应用程序中使用时，需要在配置文件AndroidManifest.xml中进行配置。
这个配置文件是每个Android应用程序所必需的，用于定义应用程序的组件、组件的功能以及必要条件等。
Android应用的构成和工作流程如图2-1所示。
图2-1Android的构成和工作流程
通常由以下四个组件来构建一个完整的Android应用程序[7]。
（1）活动
（2）意图接收器
（3）服务
（4）内容提供者
然而，并不是所有的Android应用程序都必须具备上面的四个组件，可以由上面的一个或几个来组建。
当决定使用以上哪些组件来构建Android应用程序时，需要将它们注册在AndroidManifest.xml文件中，这是一个XML配置文件，在这个文件中可以声明应用程序组件以及它们的特性和要求。
这个配置文件是每个Android应用程序所必需的。
2.2.1活动
活动是以上四个组件中最常用的一个。
每个活动都是Activity的子类，并实现了一些独有的功能，如管理UI显示和UI的反馈事件。
一个活动就相当于应用程序的一个用户界面，由事件响应以及视图等组成。
大多数的应用程序通常包括多个界面。
例如:
一个文本聊天应用程序，至少应该包含一个联系人列表界面、一个聊天界面、一个设置界面、一个聊天记录查询界面等等。
每个界面其实都可看作是一个活动。
显示一个新界面就相当于生成一个对应的活动对象。
在一些情况下，活动能够返回给它的上级界面一个返回值，例如一个提供给用户选择照片的活动可以返回给它的调用者用户选择了哪个照片文件。
当一个新的活动出现时，前一个活动被中断并被放入到一个历史堆栈中。
用户可以使用返回键使前一个活动重现。
当一个活动不再需要时，可以将它们从历史堆栈中移除。
默认情况下，Android会为每个应用程序保留从主界面开始的历史堆栈。
Android通过一个被称作意图的特殊类，来实现界面与界面之间的跳转。
一个意图描述了一个应用程序想要做什么。
在意图的描述结构中，含有两个重要的数据结构:
动作和动作对应的数据。
典型的动作类型包括MAIN、VIEW、PICK、EDIT等等，而动作对应的数据则以URI的形式表示。
例如:
显示一个联系人信息的界面，可以创建一个意图，并将它的动作设置成VIEW，数据设置成表示这个人信息的URI。
除此之外，还有一个被称作意图过滤器（IntentFiher）的相关类。
当发生一个有效的目的请求时，意图过滤器用来描述一个活动能够处理什么意图。
如上例中所描述，想要正常显示一个联系人信息的界面，必须声明一个意图过滤器，它说明当有联系人数据要在界面上显示时，知道如何处理它们。
通常意图过滤器要被注册在AndroidManifest.xml文件中。
从一个界面跳转到另一个界面是由解析各种意图实现的。
例如:
一个活动使用startActivity（myIntent）来调用其他活动时，系统会查找所有已经安装的应用程序的意图过滤器，并从中挑选出能够匹配myIntent意图的活动。
随后，这个新的活动接收到意图（myIntent）的通知并开始运行。
当startActivity方法被调用，解析意图的处理过程随之发生，这个机制有以下两个突出的优点：
（1）活动可以通过一个以意图形式产生的请求来重用其他组件的功能。
（2）活动可以在任何时候被一个具有等价意图过滤器的新活动所替代。
2.2.2意图接收器
当想要编写代码来对外部事件做一些处理时，可以使用意图接收器。
意图接收器并不显示UI界面，它是通过NotificationManager来通知用户他们感兴趣的事件发生了。
意图接收器同样可以被注册在AndroidManifest.xml文件中，同时也可以在代码中使用Context.registerReceiver（）来注册自己的意图接收器。
当一个意图接收器被触发时，系统会根据需要来启动应用程序。
2.2.3服务
服务是具有长生命周期并且没有用户界面的代码。
Service一般用于需要长时间在后天运行的应用。
例如，在播放MP3音乐时，使用Service播放MP3音乐，可以在关闭播放器界面的情况下长时间播放MP3音乐，并通过对外公开Service的通信接口，控制MP3音乐播放的启动、暂停和停止。
2.2.4内容提供者
在Android中，每个应用程序都是有自己的userID及在自己的进程中执行。
这样做的好处是，可以保护系统及应用程序，避免被其他不正常的应用程序所影响。
可以把每个进程想像成是一个黑盒子，彼此不会互相影响，连内存的资料都无法共享。
如果应用程序之间想要共享数据，就需要使用内容提供者。
一个内容提供者就是一个类，它实现了一个标准的方法集合。
其他的应用程序可以使用这些方法来保存和检索此内容提供者处理过的数据。
2.3Android与iPhone比较
Android与iPhone是目前占据市场比例最大的两种智能手机操作系统，两者各有千秋，在不同方面展示出自己的竞争力。
由于这四、五年特别是近两年来的上佳表现被业内评为未来占主导地位的智能手机操作系统，将占据80%的智能手机市场。
以下是从五个方面来对比Android与iPhone：
（1）开放性方面：
Android是个完全开源的项目，开发者可以根据自己需要任意改造其系统，让Android表现的更为灵活。
iPhone则完全是为自己量身定做系统。
由于Android表现的较为开放，众多开发者的实际经验可以帮助Android更快的进步，让升级版本更快更好的完善。
（2）第三方应用推广方面：
Android和iPhone都有自己的应用超市，目前iPhone的付费方式购买比Android较为完善，所以当前从事iPhone应用开发的开发人员盈利水平比Android较高。
但由于Android开放力度较大，现在两者应用超市上的应用软件数量基本持平。
（3）用户体验方面：
用户体验最深的自然是屏幕界面以及机器性能。
iPhone以开发MACOS多年的经验使得iPhone界面美观方面的确优于Android。
但随着Android系统的迅速改善特别是最近一年对图形处理方面的重视以及开发者开发经验的增长，两者开发的应用软件界面体验差距越来越小。
（4）潜在用户群方面：
手机用户是推动智能手机操作系统成长的重要因素，影响用户选择手机最重要的因素则是手机的性价比。
目前全世界预装Android系统的手机的主要厂商越有20多个，从机器配置方面来看，Android手机性价比远远高于iPhone，让更多的用户更愿意选择使用Android手机。
这对Android的成长非常有利。
（5）应用开发方面：
Android的开发语言主要是Java语言，iPhone则是ObjectiveC。
Java语言开发的引用移植性较好，开发人员较ObjectiveC更多。
而ObjectiveC开发的软件则执行效率更高，为弥补这方面缺陷，Android提供了JNI接口，对执行效率要求较高的部分可以使用C语言开发再通过JNI接口调用来提高执行效率。
2.4本章小结
本章简要阐述游戏的开发环境Android的特点和构成，然后与iPhone平台作比较，最后总结两者的优缺点。
3策划与需求分析
本章主要探究游戏的前期策划工作，从游戏策划、美工需求和功能需求三个方面描述游戏的策划与需求分析过程。
3.1游戏策划
本游戏是根据圣埃克苏佩里的小说《小王子》为原型结合现在比较流行的解谜元素设计的一款解谜游戏。
以各种常见的游戏元素和卡通画形式构建游戏，并借鉴小说的剧情与深意使游戏更有内涵。
游戏的策划主要包括游戏的情节、目标受众、运行的目标平台、采用的呈现技术、操作方式等几个方面。
下面就针对本游戏对上述几个方面进行简单的介绍，如下所列。
游戏情节，本游戏为轻量级的益智游戏，因此不存在很复杂的情节。
这方面主要借鉴《小王子》与自己的构想。
主角为独自生活在612星球的小王子，小王子的星球很小，小的只能容下他一个人。
某天他的星球长出了一朵玫瑰花，孤单的小王子细心照料它，并与这朵花成为了朋友，但小王子为了了解外面的世界不得不离开他的星球和他唯一的朋友“玫瑰花”。
小王子在一个很大的星球上迷失了方向，根据影子的指引离开了这个广阔但没有方向感的星球。
然后小王子又来到了一个很小的星球，这个星球小的只有一个小房子，小王子困在了小房子，找到机关与钥匙小王子继续他的旅行。
而后在另一个星球上小王子遇到了一只狐狸，狐狸让他理解了什么是驯服、什么是责任，小王子决定返回自己的星球和自己的玫瑰花身旁。
忘了回家路的小王子乘着风的方向回到了612星球，拥抱自己的玫瑰花。
本游戏主角原型为《小王子》的主角，一个天真烂漫的孩子，故事的主题为爱与责任。
关卡设计，本游戏设为三个关卡，每个关卡有自己不同的过关要求，通过不同的玩法最终完成游戏。
游戏第一关和第三关为迷宫类，玩家需要按照正确路径走出迷宫，第二关为密室逃脱类，玩家通过对逃脱物品的寻找逃脱密室。
目标受众，这个游戏受众主要为年轻人。
考虑到受众面广的原因，将画面设定为卡通画形式，使画
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