基于Canvas的吃豆人小游戏(附完整源码,TypeScript)

 

🎉 经典游戏的魅力,永不褪色!最终游戏效果图如上,希望你能通过这篇文章,重新体验到吃豆人的乐趣!

目录

背景介绍

技术要点

1. TypeScript 语言特点及优势

2. HTML5 Canvas 2D 绘图 API

3. React 状态管理与组件化

4. 游戏逻辑与碰撞检测

5. 动画与帧循环

完整代码

源码下载

代码分析

1. 程序初始化与显示设置

2. 游戏画布的绘制

3. 吃豆人和幽灵的移动逻辑

4. 碰撞检测与游戏结束条件

5. 爆炸效果的实现

6. 总结

注意事项

写在后面

版权声明

参考资料


背景介绍

吃豆人(Pac-Man)是一款经典的街机游戏,自1980年推出以来,一直是游戏界的标志性作品。玩家控制一个黄色的小圆点,在迷宫中移动,吃掉所有的豆子,同时躲避追逐的幽灵。当玩家触碰到幽灵时,游戏结束。这款游戏不仅考验玩家的反应能力,还考验策略和规划能力。

在本项目中,我们将使用 TypeScriptReactHTML5 Canvas 来实现一个简化版的吃豆人游戏。通过这个项目,你将了解到如何结合现代前端技术来实现经典游戏的复刻,并掌握游戏开发中的一些核心技术。


技术要点

实现吃豆人游戏需要掌握以下关键技术,它们共同构成了实现这一经典游戏的基础。

1. TypeScript 语言特点及优势

TypeScript 是 JavaScript 的超集,提供了类型系统和面向对象编程的支持。它在实现吃豆人游戏中的主要优势包括:

  • 类型安全:通过类型注解减少运行时错误,提升代码的可维护性。

  • 面向对象编程:支持类和接口,便于将游戏对象(如吃豆人、幽灵、豆子等)封装为独立的模块。

  • 工具友好:与现代开发工具(如 VS Code)集成良好,提供智能提示和代码检查功能。

2. HTML5 Canvas 2D 绘图 API

HTML5 Canvas 提供了强大的 2D 绘图能力,是实现游戏画面的核心工具。关键特性包括:

  • 绘图上下文:通过 getContext('2d') 获取绘图上下文,支持绘制图形、文本和图像。

  • 图形绘制:使用 arcfillRect 等方法绘制圆形豆子、矩形障碍物和吃豆人。

  • 透明度和渐变:通过 fillStyleglobalAlpha 控制颜色透明度,实现爆炸效果的渐变。

3. React 状态管理与组件化

虽然游戏的核心逻辑主要依赖 Canvas 和 TypeScript,但 React 提供了组件化开发的优势:

  • 状态管理:通过 useStateuseEffect 管理游戏状态,避免不必要的重新渲染。

  • 事件处理:通过 React 的事件系统(如键盘事件)增强交互性,允许玩家通过键盘控制吃豆人移动。

  • 组件化:将游戏的不同部分(如游戏画布、爆炸效果等)拆分为独立的组件,提升代码的可读性和可维护性。

4. 游戏逻辑与碰撞检测

游戏的核心逻辑包括:

  • 移动逻辑:控制吃豆人和幽灵的移动。

  • 碰撞检测:检测吃豆人是否吃到豆子,以及是否与幽灵碰撞。

  • 游戏结束条件:当吃豆人与幽灵碰撞时,游戏结束。

5. 动画与帧循环

动画效果的实现依赖于高效的帧循环,核心技术包括:

  • requestAnimationFrame:浏览器提供的 API,用于实现平滑的动画效果。它会自动根据屏幕刷新率调整帧率,确保动画的流畅性。

  • 帧循环逻辑:在每一帧中更新游戏状态、清除画布并重新绘制,实现动态效果。


完整代码

以下是实现吃豆人游戏的完整代码:

index.tsx(游戏主逻辑,核心)

import React, { useState, useEffect, useCallback } from 'react';
import { GameCanvas } from './components/GameCanvas';
import { ExplosionEffect } from './components/ExplosionEffect';
import { GameState, Position, Ghost, Dot, Obstacle } from './types';

const CELL_SIZE = 40;
const GAME_SPEED = 150;
const GHOST_COLORS = ['#FFB6C1', '#87CEEB', '#98FB98', '#DDA0DD'];
const GRID_COLS = 10;
const GRID_ROWS = 10;

// 初始化豆子
const initializeDots = (): Dot[] => {
  const dots: Dot[] = [];
  for (let x = 0; x < GRID_COLS; x++) {
    for (let y = 0; y < GRID_ROWS; y++) {
      dots.push({
        position: { x: x * CELL_SIZE, y: y * CELL_SIZE },
        eaten: false
      });
    }
  }
  return dots;
};

// 初始化障碍物
const initializeObstacles = (): Obstacle[] => {
  const obstacles: Obstacle[] = [];
  const numObstacles = 8; // 障碍物数量
  
  for (let i = 0; i < numObstacles; i++) {
    let position;
    do {
      position = {
        x: Math.floor(Math.random() * GRID_COLS) * CELL_SIZE,
        y: Math.floor(Math.random() * GRID_ROWS) * CELL_SIZE
      };
    } while (
      // 确保障碍物不会出现在起始位置和其他障碍物位置
      (position.x === 0 && position.y === 0) ||
      obstacles.some(obs => 
        obs.position.x === position.x && 
        obs.position.y === position.y
      )
    );
    
    obstacles.push({ position });
  }
  return obstacles;
};

// 检查是否与障碍物碰撞
const checkObstacleCollision = (position: Position, obstacles: Obstacle[]): boolean => {
  return obstacles.some(obstacle => 
    obstacle.position.x === position.x && 
    obstacle.position.y === position.y
  );
};

export const PacmanGame: React.FC = () => {
  const [gameState, setGameState] = useState<GameState>({
    pacman: {
      position: { x: 0, y: 0 },
      direction: 'right',
      mouthOpen: true
    },
    ghosts: GHOST_COLORS.map((color, index) => {
      // 将怪物放在地图右下角区域
      const row = Math.floor(GRID_ROWS * 0.7) + index % 2; // 从70%的位置开始
      const col = Math.floor(GRID_COLS * 0.7) + Math.floor(index / 2); // 从70%的位置开始
      return {
        position: { 
          x: Math.min(col, GRID_COLS - 1) * CELL_SIZE,
          y: Math.min(row, GRID_ROWS - 1) * CELL_SIZE
        },
        color,
        direction: 'right'
      };
    }),
    dots: initializeDots(),
    obstacles: initializeObstacl
第一部分 准备工作篇 第1章 准备工作 / 2 1.1 html5介绍 / 2 1.1.1 什么是html5 / 2 1.1.2 html5的新特性 / 2 1.2 canvas简介 / 5 1.2.1 canvas标签的历史 / 5 1.2.2 canvas的定义和用法 / 6 1.2.3 如何使用canvas来绘图 / 6 1.2.4 canvas的限制 / 7 1.3 开发与运行环境的准备 / 7 1.3.1 浏览器的支持 / 7 1.3.2 准备一个本地的服务器 / 8 1.4 开发工具的选择 / 8 1.5 测试与上传代码 / 12 1.6 javascript中的面向对象 / 13 1.6.1 类 / 13 1.6.2 静态类 / 16 .1.6.3 继承 / 16 1.7 小结 / 17 第二部分 基础知识篇 第2章 canvas基本功能 / 20 2.1 绘制基本图形 / 20 2.1.1 画线 / 20 2.1.2 画矩形 / 22 2.1.3 画圆 / 24 2.1.4 画圆角矩形 / 26 2.1.5 擦除canvas画板 / 27 2.2 绘制复杂图形 / 28 2.2.1 画曲线 / 28 2.2.2 利用clip在指定区域绘 图 / 30 2.2.3 绘制自定义图形 / 31 2.3 绘制文本 / 32 2.3.1 绘制文字 / 32 2.3.2 文字设置 / 33 2.3.3 文字的对齐方式 / 38 2.4 图片操作 / 41 2.4.1 利用drawimage绘制图片 / 41 2.4.2 利用getimagedata和putimagedata绘制图片 / 45 2.4.3 利用createimagedata新建像素 / 47 2.5 小结 / 49 第3章 canvas高级功能 / 50 3.1 变形 / 50 3.1.1 放大与缩小 / 50 3.1.2 平移 / 53 3.1.3 旋转 / 54 3.1.4 利用transform矩阵实现多样化的变形 / 56 3.2 图形的渲染 / 65 3.2.1 绘制颜色渐变效果的图形 / 65 3.2.2 颜色合成之globalcompositeoperation属性 / 67 3.2.3 颜色反转 / 69 3.2.4 灰度控制 / 70 3.2.5 阴影效果 / 71 3.3 自定义画板 / 72 3.3.1 画板的建立 / 72 3.3.2 canvas画布的导出功能 / 79 3.4 小结 / 81 第4章 lufylegend开源库件 / 82 4.1 lufylegend库件简介 / 82 4.1.1 工作原理 / 82 4.1.2 库件使用流程 / 83 4.2 图片的加载与显示 / 84 4.2.1 图片显示举例 / 84 4.2.2 lbitmapdata对象 / 86 4.2.3 lbitmap对象 / 87 4.3 层的概念 / 88 4.4 使用lgraphics对象绘图 / 90 4.4.1 绘制矩形 / 90 4.4.2 绘制圆 / 91 4.4.3 绘制任意多边形 / 92 4.4.4 使用canvas的原始绘图函数进行绘图 / 93 4.4.5 使用lsprite对象进行绘图 / 94 4.4.6 使用lgraphics对象绘制图片 / 95 4.5 文本 / 101 4.5.1 文本属性 / 101 4.5.2 输入框 / 102 4.6 事件 / 103 4.6.1 鼠标事件 / 103 4.6.2 循环事件 / 104 4.6.3 键盘事件 / 105 4.7 按钮 / 106 4.8 动画 / 108 4.9 小结 / 113 第三部分 开发实战篇 第5章 从简单做起—“石头剪子布”游戏 / 116 5.1 游戏分析 / 116 5.2 必要的javascript知识 / 117 5.2.1 随机数 / 117 5.2.2 条件分支 / 117 5.3 分层实现 / 117 5.4 各个层的基本功能 / 119 5.4.1 基本画面显示 / 119 5.4.2 结果层的显示 / 126 5.4.3 控制层的显示 / 127 5.5 出拳 / 129 5.6 结果判定 / 131 5.7 小结 / 137 第6章 开发“俄罗斯方块”游戏 / 138 6.1 游戏分析 / 138 6.2 必要的javascript知识 / 138 6.3 游戏标题画面显示 / 139 6.4 向游戏里添加方块 / 141 6.5 控制方块的移动 / 152 6.5.1 键盘事件 / 152 6.5.2 触屏事件 / 155 6.6 方块的消除和得分的显示 / 157 6.7 小结 / 160 第7章 开发“是男就下一百层”游戏 / 161 7.1 游戏分析 / 161 7.2 游戏标题画面显示 / 161 7.3 读取图片与背景显示 / 162 7.4 添加一个静止的地板 / 167 7.5 添加游戏主角 / 170 7.5.1 让游戏主角出现在画面上 / 170 7.5.2 通过键盘事件来控制游戏主角的移动 / 177 7.5.3 通过触屏事件来控制游戏主角的移动 / 178 7.6 添加多种多样的地板 / 179 7.6.1 会消失的地板 / 179 7.6.2 带刺的地板 / 181 7.6.3 带有弹性的地板 / 182 7.6.4 向左和向右移动的地板 / 184 7.7 游戏数据的显示 / 187 7.8 游戏结束与重开 / 190 7.9 小结 / 192 第8章 开发射击类游戏 / 193 8.1 游戏分析 / 193 8.2 添加一架可控飞机 / 194 8.2.1 添加一个飞机类 / 194 8.2.2 可控飞机类 / 197 8.3 为飞机添加多样化的子弹 / 203 8.3.1 建立一个子弹类 / 203 8.3.2 单发子弹 / 205 8.3.3 多发子弹 / 207 8.3.4 环形子弹 / 208 8.3.5 反向子弹 / 209 8.4 添加敌机 / 209 8.4.1 建立一个敌机类 / 210 8.4.2 建立一个敌机boss类 / 214 8.5 碰撞检测 / 217 8.5.1 飞机与子弹的碰撞 / 217 8.5.2 我机与敌机的碰撞 / 220 8.6 子弹的变更 / 221 8.6.1 建立一个弹药类 / 222 8.6.2 弹药与我机的碰撞 / 223 8.7 飞机生命值的显示 / 225 8.8 游戏胜利与失败判定 / 226 8.9 小结 / 228 第9章 开发物理游戏 / 229 9.1 box2d简介 / 229 9.2 box2dweb在lufylegend库件中的使用 / 229 9.3 创建各种各样的物体 / 234 9.3.1 矩形物体 / 234 9.3.2 圆形物体 / 237 9.3.3 多边形物体 / 239 9.4 响应鼠标拖拽物体 / 242 9.5 关节(joint) / 243 9.5.1 距离关节(b2distancejointdef) / 243 9.5.2 旋转关节(b2revolutejointdef) / 245 9.5.3 滑轮关节(b2pulleyjointdef) / 247 9.5.4 移动关节(b2prismaticjoint) / 248 9.5.5 齿轮关节(b2gearjoint) / 250 9.5.6 悬挂关节(b2linejoint) / 252 9.5.7 焊接关节(b2weldjoint) / 253 9.5.8 鼠标关节(mouse joint) / 254 9.6 力 / 254 9.7 碰撞检测 / 256 9.8 镜头移动 / 260 9.9 做一个简单的物理游戏 / 263 9.10 小结 / 267 第10章 开发网络游戏 / 268 10.1 http通信 / 268 10.1.1 如何实现http通信 / 268 10.1.2 http通信的弊端 / 275 10.2 socket通信 / 275 10.2.1 区分socket通信和http通信 / 276 10.2.2 服务器端 / 276 10.2.3 客户端 / 281 10.3 利用websocket实现简单的聊天室 / 283 10.4 做一款多在线的坦克大战 / 293 10.4.1 服务器 / 293 10.4.2 客户端 / 293 10.5 小结 / 307 第四部分 技能提高篇 第11章 提高效率的分析 / 310 11.1 绘图时使用小数的影响 / 310 11.2 drawimage和putimagedata的效率比较 / 311 11.3 区域更新和图片大小对绘图效率的影响 / 311 11.4 图片格式对绘图效率的影响 / 313 11.5 优化代码以提高整体效率 / 314 11.5.1 使用位运算 / 314 11.5.2 少用math静态类 / 316 11.5.3 优化算法 / 319 11.6 小结 / 322 · · · · · · (收起)
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