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建立太空遊戲第三部分：加入移動功能

課前測驗

課前測驗

遊戲中有外星人在螢幕上移動才會變得有趣！在這個遊戲中，我們將使用兩種移動方式：

• 鍵盤/滑鼠移動：當使用者透過鍵盤或滑鼠與螢幕上的物件互動時。
• 遊戲驅動移動：當遊戲以一定的時間間隔移動物件時。

那麼，我們如何在螢幕上移動物件呢？這一切都與笛卡爾座標有關：我們改變物件的位置 (x, y)，然後重新繪製螢幕。

通常需要以下步驟來完成螢幕上的移動：

1. 設定物件的新位置：這是讓物件看起來像移動的必要步驟。
2. 清除螢幕：在每次繪製之間需要清除螢幕。我們可以通過繪製一個填充背景色的矩形來清除螢幕。
3. 在新位置重新繪製物件：通過這樣做，我們最終完成了物件從一個位置移動到另一個位置。

以下是程式碼的範例：

//set the hero's location
hero.x += 5;
// clear the rectangle that hosts the hero
ctx.clearRect(0, 0, canvas.width, canvas.height);
// redraw the game background and hero
ctx.fillRect(0, 0, canvas.width, canvas.height)
ctx.fillStyle = "black";
ctx.drawImage(heroImg, hero.x, hero.y);

✅ 你能想到為什麼每秒重繪你的英雄多次可能會導致性能成本增加嗎？閱讀此模式的替代方案。

處理鍵盤事件

你可以通過將特定事件附加到程式碼來處理事件。鍵盤事件會在整個窗口上觸發，而滑鼠事件（例如 click）可以連接到點擊特定元素。我們將在整個專案中使用鍵盤事件。

要處理事件，你需要使用窗口的 addEventListener() 方法並提供兩個輸入參數。第一個參數是事件的名稱，例如 keyup。第二個參數是事件發生時應該被調用的函數。

以下是範例：

window.addEventListener('keyup', (evt) => {
  // `evt.key` = string representation of the key
  if (evt.key === 'ArrowUp') {
    // do something
  }
})

對於鍵盤事件，事件上有兩個屬性可以用來查看按下了哪個鍵：

• key：這是一個按鍵的字串表示，例如 ArrowUp。
• keyCode：這是一個數字表示，例如 37，對應於 ArrowLeft。

✅ 鍵盤事件的操作在遊戲開發之外也很有用。你能想到這種技術的其他用途嗎？

特殊按鍵：注意事項

有一些特殊按鍵會影響窗口。這意味著如果你正在監聽 keyup 事件並使用這些特殊按鍵移動你的英雄，它也會執行水平滾動。因此，在構建遊戲時，你可能需要關閉這種內建的瀏覽器行為。你需要如下程式碼：

let onKeyDown = function (e) {
  console.log(e.keyCode);
  switch (e.keyCode) {
    case 37:
    case 39:
    case 38:
    case 40: // Arrow keys
    case 32:
      e.preventDefault();
      break; // Space
    default:
      break; // do not block other keys
  }
};

window.addEventListener('keydown', onKeyDown);

上述程式碼將確保箭頭鍵和空格鍵的預設行為被關閉。關閉機制發生在我們調用 e.preventDefault() 時。

遊戲驅動移動

我們可以通過使用計時器（例如 setTimeout() 或 setInterval() 函數）讓物件自行移動，這些計時器會在每次時間間隔更新物件的位置。以下是範例：

let id = setInterval(() => {
  //move the enemy on the y axis
  enemy.y += 10;
})

遊戲迴圈

遊戲迴圈是一個概念，基本上是一個以固定間隔調用的函數。它被稱為遊戲迴圈，因為所有應該顯示給使用者的內容都會在迴圈中繪製。遊戲迴圈使用所有屬於遊戲的物件，繪製所有物件，除非某些物件不再屬於遊戲。例如，如果某個物件是被雷射擊中的敵人並爆炸，它就不再屬於當前的遊戲迴圈（你會在後續課程中學到更多）。

以下是遊戲迴圈的典型程式碼表示：

let gameLoopId = setInterval(() =>
  function gameLoop() {
    ctx.clearRect(0, 0, canvas.width, canvas.height);
    ctx.fillStyle = "black";
    ctx.fillRect(0, 0, canvas.width, canvas.height);
    drawHero();
    drawEnemies();
    drawStaticObjects();
}, 200);

上述迴圈每 200 毫秒調用一次以重繪畫布。你可以選擇最適合你的遊戲的間隔。

繼續太空遊戲

你將擴展現有的程式碼。可以使用你在第一部分完成的程式碼，或者使用 第二部分的起始程式碼。

• 移動英雄：你將新增程式碼以確保可以使用箭頭鍵移動英雄。
• 移動敵人：你還需要新增程式碼以確保敵人以一定速度從上到下移動。

推薦步驟

找到在 your-work 子資料夾中為你建立的檔案。它應包含以下內容：

-| assets
  -| enemyShip.png
  -| player.png
-| index.html
-| app.js
-| package.json

你可以通過輸入以下指令在 your_work 資料夾中啟動專案：

cd your-work
npm start

上述指令將在地址 http://localhost:5000 上啟動 HTTP 伺服器。打開瀏覽器並輸入該地址，現在它應該顯示英雄和所有敵人；目前還沒有移動！

新增程式碼

1. 新增專用物件：為 hero、enemy 和 game object 新增專用物件，它們應具有 x 和 y 屬性。（記住 繼承或組合 的部分）。

   提示：game object 應該是具有 x 和 y 屬性並能夠將自己繪製到畫布上的物件。

   提示：從新增一個 GameObject 類別開始，並按照以下方式定義其建構函數，然後將其繪製到畫布上：

   
   class GameObject {
     constructor(x, y) {
       this.x = x;
       this.y = y;
       this.dead = false;
       this.type = "";
       this.width = 0;
       this.height = 0;
       this.img = undefined;
     }
   
     draw(ctx) {
       ctx.drawImage(this.img, this.x, this.y, this.width, this.height);
     }
   }
   

   現在，擴展這個 GameObject 以建立 Hero 和 Enemy。

   class Hero extends GameObject {
     constructor(x, y) {
       ...it needs an x, y, type, and speed
     }
   }
   

   class Enemy extends GameObject {
     constructor(x, y) {
       super(x, y);
       (this.width = 98), (this.height = 50);
       this.type = "Enemy";
       let id = setInterval(() => {
         if (this.y < canvas.height - this.height) {
           this.y += 5;
         } else {
           console.log('Stopped at', this.y)
           clearInterval(id);
         }
       }, 300)
     }
   }
   

2. 新增鍵盤事件處理器：處理鍵盤導航（移動英雄上下左右）。

   記住：這是一個笛卡爾系統，左上角是 0,0。還要記得新增程式碼以停止預設行為。

   提示：建立你的 onKeyDown 函數並將其附加到窗口：

    let onKeyDown = function (e) {
          console.log(e.keyCode);
            ...add the code from the lesson above to stop default behavior
          }
    };
   
    window.addEventListener("keydown", onKeyDown);
   

   此時檢查你的瀏覽器主控台，並觀察按鍵記錄。

3. 實現 Pub sub 模式，這將使你的程式碼在接下來的部分中保持乾淨。

   要完成這部分，你可以：

   1. 在窗口上新增事件監聽器：

       window.addEventListener("keyup", (evt) => {
         if (evt.key === "ArrowUp") {
           eventEmitter.emit(Messages.KEY_EVENT_UP);
         } else if (evt.key === "ArrowDown") {
           eventEmitter.emit(Messages.KEY_EVENT_DOWN);
         } else if (evt.key === "ArrowLeft") {
           eventEmitter.emit(Messages.KEY_EVENT_LEFT);
         } else if (evt.key === "ArrowRight") {
           eventEmitter.emit(Messages.KEY_EVENT_RIGHT);
         }
       });
      

   2. 建立 EventEmitter 類別以發布和訂閱訊息：

      class EventEmitter {
        constructor() {
          this.listeners = {};
        }
      
        on(message, listener) {
          if (!this.listeners[message]) {
            this.listeners[message] = [];
          }
          this.listeners[message].push(listener);
        }
      
        emit(message, payload = null) {
          if (this.listeners[message]) {
            this.listeners[message].forEach((l) => l(message, payload));
          }
        }
      }
      

   3. 新增常數並設置 EventEmitter：

      const Messages = {
        KEY_EVENT_UP: "KEY_EVENT_UP",
        KEY_EVENT_DOWN: "KEY_EVENT_DOWN",
        KEY_EVENT_LEFT: "KEY_EVENT_LEFT",
        KEY_EVENT_RIGHT: "KEY_EVENT_RIGHT",
      };
      
      let heroImg, 
          enemyImg, 
          laserImg,
          canvas, ctx, 
          gameObjects = [], 
          hero, 
          eventEmitter = new EventEmitter();
      

   4. 初始化遊戲

   function initGame() {
     gameObjects = [];
     createEnemies();
     createHero();
   
     eventEmitter.on(Messages.KEY_EVENT_UP, () => {
       hero.y -=5 ;
     })
   
     eventEmitter.on(Messages.KEY_EVENT_DOWN, () => {
       hero.y += 5;
     });
   
     eventEmitter.on(Messages.KEY_EVENT_LEFT, () => {
       hero.x -= 5;
     });
   
     eventEmitter.on(Messages.KEY_EVENT_RIGHT, () => {
       hero.x += 5;
     });
   }
   

4. 設置遊戲迴圈

   重構 window.onload 函數以初始化遊戲並以適當的間隔設置遊戲迴圈。你還將新增雷射光束：

   window.onload = async () => {
     canvas = document.getElementById("canvas");
     ctx = canvas.getContext("2d");
     heroImg = await loadTexture("assets/player.png");
     enemyImg = await loadTexture("assets/enemyShip.png");
     laserImg = await loadTexture("assets/laserRed.png");
   
     initGame();
     let gameLoopId = setInterval(() => {
       ctx.clearRect(0, 0, canvas.width, canvas.height);
       ctx.fillStyle = "black";
       ctx.fillRect(0, 0, canvas.width, canvas.height);
       drawGameObjects(ctx);
     }, 100)
   
   };
   

5. 新增程式碼：以一定間隔移動敵人

   重構 createEnemies() 函數以建立敵人並將它們推入新的 gameObjects 類別：

   function createEnemies() {
     const MONSTER_TOTAL = 5;
     const MONSTER_WIDTH = MONSTER_TOTAL * 98;
     const START_X = (canvas.width - MONSTER_WIDTH) / 2;
     const STOP_X = START_X + MONSTER_WIDTH;
   
     for (let x = START_X; x < STOP_X; x += 98) {
       for (let y = 0; y < 50 * 5; y += 50) {
         const enemy = new Enemy(x, y);
         enemy.img = enemyImg;
         gameObjects.push(enemy);
       }
     }
   }
   

   並新增一個 createHero() 函數以對英雄執行類似的過程。

   function createHero() {
     hero = new Hero(
       canvas.width / 2 - 45,
       canvas.height - canvas.height / 4
     );
     hero.img = heroImg;
     gameObjects.push(hero);
   }
   

   最後，新增一個 drawGameObjects() 函數以開始繪製：

   function drawGameObjects(ctx) {
     gameObjects.forEach(go => go.draw(ctx));
   }
   

   你的敵人應該開始向你的英雄飛船進攻！

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🚀 挑戰

如你所見，當你開始新增函數、變數和類別時，你的程式碼可能會變成「意大利麵條式程式碼」。你如何更好地組織程式碼，使其更易讀？即使程式碼仍然位於一個檔案中，也試著設計一個系統來組織程式碼。

課後測驗

課後測驗

回顧與自學

雖然我們在不使用框架的情況下編寫遊戲，但有許多基於 JavaScript 的畫布框架可用於遊戲開發。花些時間閱讀相關內容。

作業

為你的程式碼新增註解

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