C++游戏开发之旅 25
问题概述
目前只有一个场景，本章实现一个新的场景载入。
解决方案
- 在Tiled中设置关卡触发器（传送门）
- 扩展LevelLoader支持自定义形状
- GameScene支持加载不同地图
- 实现场景切换逻辑
1.在Tiled中创建关卡出口
Tiled的对象层不仅可以放置基于图块的对象，还可以绘制自定义形状，可以使用该工具进行绘制。
我们需要为其设置两个关键信息：
- 名称（name） :
level2, 下一关卡文件名 - 自定义属性（tag）:
next_level; 触发器类型标识
设置完后，可以在level1.tmj文件中增加如下描述：
{
"height":88.3419170243205,
"id":34,
"name":"level2",
"properties":[
{
"name":"tag",
"type":"string",
"value":"next_level"
}],
"rotation":0,
"type":"",
"visible":true,
"width":23.8898305084747,
"x":1431.5,
"y":71.2457081545064
}
我们可以注意到，这个和其他对象层中的对象最大的区别就是它是没有gid这个键的；将这个关卡名称直接存储在触发器游戏对象里，这个对象有标签（碰撞检测标签）和名字（用于切换关卡）
2.LevelLoader识别自定义形状
由于自定义的矩形没有gid，所以在对象层中需要识别该对象。
auto gid = object.value("gid", 0);
if(gid == 0){ // 0代表自己绘制的形状
if (object.value("point", false)) { // 如果是点对象
continue; // TODO: 点对象的处理方式
} else if (object.value("ellipse", false)) { // 如果是椭圆对象
continue; // TODO: 椭圆对象的处理方式
} else if (object.value("polygon", false)) { // 如果是多边形对象
continue; // TODO: 多边形对象的处理方式
} else {
// 矩形对象
// 创建游戏对象并添加Transform组件
const std::string& obj_name = object.value("name", "none");
auto obj = std::make_unique<object::GameObject>(obj_name);
// 获取Transform相关信息 自定义位置并不是左下角,而是左上角,所以不需要转换
auto pos = glm::vec2(object.value("x", 0.0f), object.value("y", 0.0f));
auto dst_size = glm::vec2(object.value("width", 0.0f), object.value("height", 0.0f));
auto rotation = object.value("rotation", 0.0f);
obj->addComponent<component::TransformComponent>(pos, glm::vec2(1.0f), rotation);
// 添加碰撞盒组件
auto collider = std::make_unique<physics::AABBCollider>(dst_size);
auto* cc = obj->addComponent<component::ColliderComponent>(std::move(collider));// 这里必须移动,因为独占型指针不能拷贝
cc->setTrigger(true); // 将对象设置为触发器
// 添加物理组件,没物理无法发生碰撞,我们需要将这个对象注册到物理引擎中
// 不受重力影响
obj->addComponent<engine::component::PhysicsComponent>(&scene.getContext().getPhysicsEngine(),false);
// 设置标签
auto tag = getTileProperty<std::string>(object, "tag");
if(tag){
obj->setTag(*tag);
}
scene.addGameObject(std::move(obj));
spdlog::info("加载对象: '{}' 完成 (类型: 自定义形状)", obj_name);
}
}
代码解析：
自定义形状加载流程：
↓
1. 检测 gid == 0
确认是自定义形状
↓
2. 读取属性
• name (对象名称)
• x, y (位置)
• width, height (尺寸)
• tag (自定义标签)
↓
3. 创建 GameObject
new GameObject(name)
↓
4. 添加 TransformComponent
设置位置和尺寸
↓
5. 添加 ColliderComponent
创建 AABBCollider
setTrigger(true) ← 关键！
↓
6. 添加 PhysicsComponent
不受重力影响
↓
7. 设置标签
setTag("next_level")
↓
8. 添加到场景
scene.addGameObject()
触发器和实体对比
Trigger vs Solid：
┌──────────────────────┐
│ Solid (实体碰撞器)： │
│ • 阻挡移动 │
│ • 产生碰撞响应 │
│ • 例如：墙壁 │
├──────────────────────┤
│ Trigger (触发器)： │
│ • 不阻挡移动 ✓ │
│ • 检测碰撞 ✓ │
│ • 触发事件 ✓ │
│ • 例如：传送门 │
└──────────────────────┘
现在，我们的引擎已经能够将Tiled中绘制的触发区正确加载为游戏世界中一个带触发功能的、不可见的碰撞盒了。
3.GameScene的复用与关卡加载
现在我们需要对关卡部分进行简单的调整，使其可以加载不同的关卡地图。
首先，我们来看看地图加载是怎么样的。
bool GameApp::init()
{
if(!initConfig()) return false;
if(!initSDL()) return false;
if(!initTime()) return false;
if(!initResourceManager()) return false;
if(!initCamera()) return false;
if(!initRenderer()) return false;
if(!initInputManager()) return false;
if(!initPhysicsEngine()) return false;
if(!initAudioPlayer()) return false;
if(!initContext()) return false; // 注意顺序
if(!initSceneManager()) return false;
auto scene = std::make_unique<game::scene::GameScene>("level1", *context_, *scene_manager_);
scene_manager_->requestPushScene(std::move(scene));
spdlog::info("GameApp初始化成功");
is_running_ = true;
return true;
}
// src/engine/core/game_app.cpp (部分)
bool GameApp::init() {
// ...
// 创建第一个场景并压入栈
auto scene = std::make_unique<game::scene::GameScene>("level1", *context_, *scene_manager_);
scene_manager_->requestPushScene(std::move(scene));
// ...
}
// ---------------------------------------------
void GameApp::run()
{
if(!init()){
spdlog::error("GameApp初始化失败,无法进行游戏");
return;
}
// 游戏循环
while(is_running_){
time_->update();
float delta_time = time_->getDeltaTime();
if(delta_time > 0.025f) continue;; // 如果delta_time过大,直接返回
input_manager_->update(); // 更新输入管理器
handleEvents();
update(delta_time);
render();
// spdlog::info("delta_time: {}", delta_time);
}
close();
}
我们在创建场景的时候最初是在GameApp的初始化函数中创建的，然后让scene_manager压入这个场景，发出的是一个请求，然后就交给场景管理器来管了，什么时候真正压入场景呢？下一帧的update，scene_manager->update()，他会先获取栈顶的场景，更新栈顶，然后处理待处理的场景，在处理待处理的场景的时候，会判断场景是push、pop还是replace，这里会顺手对场景进行初始化。（这部分有点久远了，有点忘记了，理了一遍思路清晰多了）
好，现在我们看看原来的代码，主要看看原来初始化中的写法：
// 加载关卡（level_loader通常加载完成后即可销毁，因此不存为成员变量）
engine::scene::LevelLoader level_loader;
if (!level_loader.loadLevel("assets/maps/level1.tmj", *this)){
spdlog::error("关卡加载失败");
return false;
}
这部分，这样是一种硬编码的方式，只是加入一关，所以我们需要修改一下写法，我们的关卡是这样的，它是在"assets/maps/"这个文件夹下面，名字是level1，level2，所以我们在GameScene中写了一个工具函数，
// 根据关卡名称获取对应的地图文件路径
std::string levelNameToPath(const std::string& levelName) const {
return "assets/maps/" + levelName + ".tmj";
}
// 进入下一个关卡
void toNextLevel(engine::object::GameObject *trigger);
非常简单，只是通过名字来得到一个地图路径，这样我们就可以在Tiled地图中将那个触发器游戏对象的名字设置成level2这样就可以直接得到目标地图了。
之后稍微修改一下GameScene的init()中的initLevel()；
void GameScene::init()
{
if(is_initialized_) return;
if (!initLevel()) {
spdlog::error("关卡初始化失败，无法继续。");
context_.getInputManager().setShouldQuit(true);
return;
}
if (!initPlayer()) {
spdlog::error("玩家初始化失败，无法继续。");
context_.getInputManager().setShouldQuit(true);
return;
}
if (!initEnemyAndItem()) {
spdlog::error("敌人初始化失败，无法继续。");
context_.getInputManager().setShouldQuit(true);
return;
}
// 完成后,调用父类的init
Scene::init();
}
bool GameScene::initLevel()
{
// 加载场景
engine::scene::LevelLoader loader;
// 使用辅助函数根据场景名获取路径
auto level_path = levelNameToPath(scene_name_);
if(!loader.loadLevel(level_path, *this)) {
spdlog::error("关卡{}加载失败，无法继续", level_path);
return false;
}
// 注册main层到物理引擎
glm::vec2 world_size = {0.0f,0.0f};
auto* tile_obj = findGameObjectByName("main");
if(tile_obj){
auto* tilelayer = tile_obj->getComponent<engine::component::TileLayerComponent>();
context_.getPhysicsEngine().registerCollisionTileLayer(tilelayer);
// 设置世界边界
context_.getPhysicsEngine().setWorldBounds(engine::utils::Rect(glm::vec2(0.0f,0.0f), tilelayer->getWorldSize()));
world_size = tilelayer->getWorldSize();
}
// 设置相机边界
const engine::utils::Rect &cameraBounds = {glm::vec2(0.0f,0.0f), world_size};
context_.getCamera().setLimitBounds(cameraBounds);
// 设置音量
context_.getAudioPlayer().setMusicVolume(0.3f);
context_.getAudioPlayer().setSoundVolume(0.5f);
// 播放背景音乐
context_.getAudioPlayer().playMusic("assets/audio/hurry_up_and_run.ogg", -1, 1000);
spdlog::info("关卡初始化完成");
return true;
}
通过这个简单的改造，GameScene 类变得更加通用和强大。我们只需要用不同的名字（如 "level1", "level2"）来实例化它，它就能自动加载对应的地图文件。
4.碰撞检测与场景切换
当玩家与我们设置的next_level触发器碰撞时，就执行切换逻辑。
并不困难，在之前的handleObjectCollisions()函数中写入玩家与触发器的碰撞逻辑就可以了
// 玩家和关卡底触发器碰撞
if(obj1->getTag() == "player" && obj2->getTag() == "next_level"){
toNextLevel(obj2);
} else if(obj1->getTag() == "next_level" && obj2->getTag() == "player"){
toNextLevel(obj1);
}
切换的时候就发起replace场景的请求，替换场景。
void GameScene::toNextLevel(engine::object::GameObject *trigger)
{
auto scene_name = trigger->getName(); // 获取场景名字 level2
auto scene = std::make_unique<game::scene::GameScene>(scene_name, context_, sceneManager_); // 创建一个新的 GameScene 实例
sceneManager_.requestReplaceScene(std::move(scene)); // 替换当前场景
}
这里用 Replace 而不是 Push
- Replace --- 替换，关卡切换，原场景是返回不了的，已经清理了
- Push --- 压入场景，可以返回，一般用于商店、暂停菜单
编译运行
可以切换场景，但是感觉切换时有点顿感
章节总结
这节主要实现了关卡切换的系统架构，在Tiled的对象层中自定义一个矩形，这个矩形的位置是左上角，而一般对象是左下，注意区别，然后我们需要让引擎可以识别我们定义的矩形区域，通过gid == 0 来进行区分，我们要创建这个游戏对象，充当为触发器，为其添加相应的组件，Transform、Collider、Physics，设置为触发器，这样物理引擎可以汇报给GameScene，让上层来处理碰撞切换场景的逻辑
设计模式应用
策略模式 + 工厂模式：
┌──────────────────────┐
│ GameScene 工厂： │
│ • 同一个类 │
│ • 不同的场景名 │
│ • 加载不同地图 │
├──────────────────────┤
│ new GameScene( │
│ "level1", ...) │
│ new GameScene( │
│ "level2", ...) │
│ new GameScene( │
│ "boss", ...) │
└──────────────────────┘
遇到的问题
1.在处理玩家与关卡底触发器碰撞的时候要切换场景，但是当时发现，切换不了，所以去debug，然后发现，标签没有给触发器游戏对象附上，就转到level_loader中对象层载入去找问题，最后发现是getTileProperty这个函数没有获取到标签，返回的是std::nullopt，噫，为什么？哦，搞错了传入的 json 对象，难怪
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