一起用Go做一个小游戏（上）

引子

最近偶然看到一个Go语言库，口号喊出“一个超级简单（dead simple）的2D游戏引擎”，好奇点开了它的官网。

官网上已经有很多可以在线体验的小游戏了（利用WASM技术）。例如曾经风靡一时的2048：

当然只要安装了Go，我们也键入下面的命令本地运行这个游戏：

$ go run -tags=example github.com/hajimehoshi/ebiten/v2/examples/2048@latest

还有童年《俄罗斯方块》：

有14年左右让无数人疯狂的《Flappy Bird》（或许称为Flappy Gopher更贴切一点😀）：

这些瞬间让我产生了极大的兴趣。简单浏览一下文档，整体感觉下来，虽然与成熟的游戏引擎（如Cocos2dx，DirectX，Unity3d等）相比，ebiten功能还不算丰富。但是麻雀虽小，五脏俱全。ebiten的API设计比较简单，使用也很方便，即使对于新手也可以在1-2个小时内掌握，并开发出一款简单的游戏。更妙的是，Go语言让ebitengine实现了跨平台！

接下来的3篇文章，我会介绍ebitengine这个库。对于游戏引擎来说，只介绍它的API用法似乎有点纸上谈兵。恰好我想起之前看到一个《外星人入侵》的小游戏，刚好可以拿来练手。那请大家坐稳扶好，我们出发咯。

安装

ebitengine 要求Go版本 >= 1.15。使用go module下载这个包：

$ go get -u github.com/hajimehoshi/ebiten/v2

显示窗口

游戏开发第一步是将游戏窗口显示出来，并且能在窗口上显示一些文字。先看代码：

package main

import (
  "log"

  "github.com/hajimehoshi/ebiten/v2"
  "github.com/hajimehoshi/ebiten/v2/ebitenutil"
)

type Game struct{}

func (g *Game) Update() error {
  return nil
}

func (g *Game) Draw(screen *ebiten.Image) {
  ebitenutil.DebugPrint(screen, "Hello, World")
}

func (g *Game) Layout(outsideWidth, outsideHeight int) (screenWidth, screenHeight int) {
  return 320, 240
}

func main() {
  ebiten.SetWindowSize(640, 480)
  ebiten.SetWindowTitle("外星人入侵")
  if err := ebiten.RunGame(&Game{}); err != nil {
    log.Fatal(err)
  }
}

使用命令go run运行该程序：

$ go run main.go

我们会看到一个窗口，标题为外星人入侵，并且左上角显示了文字Hello，World：

现在我们来分析使用ebiten开发的游戏程序的结构。

首先，ebiten引擎运行时要求传入一个游戏对象，该对象的必须实现ebiten.Game这个接口：

// Game defines necessary functions for a game.
type Game interface {
  Update() error
  Draw(screen *Image)
  Layout(outsideWidth, outsideHeight int) (screenWidth, screenHeight int)
}

ebiten.Game接口定义了ebiten游戏需要的3个方法：Update,Draw和Layout。

• Update：每个tick都会被调用。tick是引擎更新的一个时间单位，默认为1/60s。tick的倒数我们一般称为帧，即游戏的更新频率。默认ebiten游戏是60帧，即每秒更新60次。该方法主要用来更新游戏的逻辑状态，例如子弹位置更新。上面的例子中，游戏对象没有任何状态，故Update方法为空。注意到Update方法的返回值为error类型，当Update方法返回一个非空的error值时，游戏停止。在上面的例子中，我们一直返回nil，故只有关闭窗口时游戏才停止。

• Draw：每帧（frame）调用。帧是渲染使用的一个时间单位，依赖显示器的刷新率。如果显示器的刷新率为60Hz，Draw将会每秒被调用60次。Draw接受一个类型为*ebiten.Image的screen对象。ebiten引擎每帧会渲染这个screen。在上