使用Go语言编写经典游戏：太空入侵者

使用Go语言编写经典游戏：太空入侵者

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回忆起我最早对街机电子游戏的热爱，还得回到那个与哥哥和表兄弟们在云顶高原疯狂玩游戏的日子。那时，父母在别的娱乐设施中畅游，而我们则被允许自由地沉浸在那些闪烁着灯光、背景音乐激昂、操作杆急促摇动、按键疯狂点击的游戏世界中——有《吃豆人》、《太空入侵者》、《银河战士》、《金刚》、《青蛙过河》、《蜈蚣》等等。

作为一个程序员，创造那种魔力一直是我的梦想，尽管过程中多次失败。这次，我又一次挑战自我，重温了上世纪的经典——《太空入侵者》，使用Go语言来实现。

太空入侵者

《太空入侵者》是1978年发布的一款极其成功的街机游戏，被誉为街机游戏黄金时代的开创者之一。即使经历了街机游戏的衰退，它依然跨越了媒介，成为了视频游戏机上的常客。

游戏规则简单明了。玩家控制一台激光炮，在屏幕底部左右移动，对抗一排排向你下降的外星人。外星人来回移动，他们会向下发射飞弹，而你则依赖几座固定的防御工事进行保护。一旦外星人到达激光炮或你的所有炮台被摧毁，游戏就结束了。

看似简单，实则不易。

无引擎游戏开发

很多游戏开发都会采用某种游戏引擎或图形引擎，但这个项目与众不同。我尝试构建游戏的方式是通过逐帧绘制并快速连续显示，利用这种类似群集模拟的技术。灵感来源于iTerm2的一个小技巧，可以在终端中显示图片，进而实现了动画效果。

这样看来，《太空入侵者》其实就是一个可由用户控制的动画。

让我们一起深入代码看看是如何实现的。

图像精灵

在计算机图形学中，“精灵”是指叠加到背景上独立的对象。这种技术最初用于街机游戏，并通常由硬件生成。我们这里使用了一种流行的方法，即从单一的精灵图集中提取各个部分作为单独的精灵。

上图是sprites.png精灵图集的一部分放大展示。

// ...
var cannonSprite = image.Rect(20, 47, 38, 59)
var cannonExplode = image.Rect(0, 47, 16, 57)
var alien1Sprite = image.Rect(0, 0, 20, 14)
// ...

每个精灵的位置由image.Rectangle表示，例如alien1Sprite对应于sprites.png中的(0,0)至(20,14)区域。

加载图像文件并获取image.Image对象的函数如下：

func getImage(filePath string) image.Image {
	imgFile, err := os.Open(filePath)
	defer imgFile.Close()
	if err != nil {
		fmt.Println("无法读取文件:", err)
	}
	img, _, err := image.Decode(imgFile)
	if err != nil {
		fmt.Println("无法解码文件:", err)
	}
	return img
}

接下来定义精灵结构体：

type Sprite struct {
	size     image.Rectangle // 精灵尺寸
	Filter   *gift.GIFT      // 正常滤镜，用于绘制精灵
	FilterA  *gift.GIFT      // 另一个滤镜，用于绘制精灵的不同形式
	FilterE  *gift.GIFT      // 爆炸滤镜，用于绘制爆炸效果
	Position image.Point     // 精灵的左上角位置
	Status   bool            // 是否存活
	Points   int             // 被摧毁后的得分（仅适用于外星人）
}

游戏中的各种精灵如以下所示：

• 精灵的大小
• 用于绘制精灵的三个图像滤镜
• 绘制在背景上的精灵位置
• 表示精灵状态的布尔值
• 被摧毁时的得分（仅限外星人）

使用的图像滤镜来自出色的Go Image Filtering Toolkit (GIFT)，但我们仅用于将精灵画到背景上。每个精灵都有一个正常滤镜、一个用于不同形状的滤镜（仅在外星人中），以及一个爆炸滤镜（用于死亡效果）。

现在我们来看看游戏中不同类型的精灵如何创建。

游戏启动

这是一款从终端启动的动画游戏，整个游戏都在终端内运行。因此，对终端的控制至关重要。我们使用了流行的termbox-go库来实现这一目标。

游戏有两个并发循环：

1. 用户通过键盘（左箭头和右箭头）控制激光炮。
2. 其他则是游戏循环，无论用户如何操作，包括不断下降的外星人、投下的炸弹，还有向上飞驰的激光束，其任务是消灭这些外星侵略者。

这意味着有两个并行执行的线程，也就是goroutine。

// ...
err := termbox.Init()
if err != nil {
	panic(err)
}
// ...

初始化termbox-go之后，我们将键盘事件处理放在另一个goroutine中，并放入一个缓冲通道。

大部分游戏都设有开场画面，提示用户输入或点击以开始游戏，我们的游戏也一样。

// ...
startScreen := getImage("imgs/start.png")
printImage(startScreen)
start:
for {
	switch ev := termbox.PollEvent(); ev.Type {
	case termbox.EventKey:
		if ev.Ch == 's' || ...

以上只是一个简单的概述，完整项目代码提供了更详细的实现细节。通过本项目，你可以学习到如何利用Go语言的基本原理来构建一个复古风格的游戏，理解图像处理和终端交互的核心技术。如果你对游戏编程感兴趣或者想在Go语言中实践低级图形处理，这个项目无疑是一个绝佳的起点。

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