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建立太空遊戲第三部分：加入移動功能

課前測驗

遊戲中如果沒有外星人在螢幕上移動，那就不太有趣了！在這個遊戲中，我們將使用兩種類型的移動方式：

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。
遊戲驅動的移動：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系統有關：我們改變物件的位置 (x, y)，然後重新繪製螢幕。

通常，您需要以下步驟來實現螢幕上的移動：

設定物件的新位置：這是讓物件看起來像是移動所必需的。
清除螢幕：在每次繪製之間需要清除螢幕。我們可以透過繪製一個填充背景顏色的矩形來清除它。
在新位置重新繪製物件：這樣我們最終實現了將物件從一個位置移動到另一個位置。

以下是程式碼中的示例：

//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繪製多幀會導致效能成本增加嗎？閱讀更多關於此模式的替代方案。

處理鍵盤事件

您可以透過將特定事件附加到程式碼來處理事件。鍵盤事件會在整個視窗上觸發，而滑鼠事件（例如 click）則可以連結到點擊特定元素。我們將在整個專案中使用鍵盤事件。

要處理事件，您需要使用視窗的 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式。

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，您可以使用事件上的兩個屬性來查看按下了哪個鍵：

key：這是一個字串，表示按下的鍵，例如 ArrowUp。
keyCode：這是一個數字表示，例如 37，對應於 ArrowLeft。

✅ 鍵盤事件操作在遊戲開發之外也很有用。您能想到這種技術的其他用途嗎？

特殊鍵：注意事項

有一些特殊鍵會影響視窗。這意味著如果您正在監聽 keyup 事件，並使用這些特殊鍵來移動您的英雄，它也會執行水平滾動。因此，在構建遊戲時，您可能需要關閉這種內建的瀏覽器行為。您需要如下程式碼：

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白鍵的預設行為被關閉。關閉機制發生在我們調用 e.preventDefault() 時。

遊戲驅動的移動

我們可以使用計時器（例如 setTimeout() 或 setInterval() 函式）來讓物件自行移動，這些函式會在每個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，本質上是一個以固定間隔調用的函式。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。遊戲迴圈會使用遊戲中的所有物件，繪製它們，除非某些原因使它們不再是遊戲的一部分。例如，如果一個物件是被雷射擊中的敵人並爆炸，那麼它就不再是當前遊戲迴圈的一部分（您將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 毫秒調用一次以重新繪製畫布。您可以選擇最適合您遊戲的間隔。

繼續太空遊戲

您將使用現有的程式碼並進行擴展。可以從您在第一部分完成的程式碼開始，或者使用第二部分的起始程式碼。

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

建議步驟

找到在 your-work 子資料夾中為您建立的檔案。它應包含以下內容：

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

您可以透過輸入以下指令來啟動專案中的 your_work 資料夾：

cd your-work
npm start

上述指令將在地址 http://localhost:5000 啟動一個 HTTP 伺服器。打開瀏覽器並輸入該地址，目前應該會顯示英雄和所有敵人；但它們尚未移動！

新增程式碼

新增專用物件：為 hero、enemy 和 game object 新增專用物件，它們應該具有 x 和 y 屬性。（記得參考繼承或組合部分）。

提示：game object 應該是具有 x 和 y 屬性並能夠將自身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式，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 來建立 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)
  }
}

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：建立您的 onKeyDown 函式並將其附加到視窗：
```
 let onKeyDown = function (e) {
       console.log(e.keyCode);
         ...add the code from the lesson above to stop default behavior
       }
 };

 window.addEventListener("keydown", onKeyDown);
```
此時檢查您的瀏覽器主控台，觀察按鍵記錄。

實現 Pub-Sub 模式，這將使您的程式碼在後續部分保持乾淨。

要完成這最後一部分，您可以：

在視窗上新增事件監聽器：

 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);
   }
 });

建立一個 EventEmitter 類別來發布和訂閱訊息：

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));
    }
  }
}

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();

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;
  });
}

設置遊戲迴圈

重構 window.onload 函式以初始化遊戲並以適當的間隔設置遊戲迴圈。您還將新增一個雷射光束：

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)

};

新增程式碼：以一定的間隔移動敵人。

重構 createEnemies() 函式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() 函式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() 函式以開始繪製：

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

您的敵人應該開始向您的英雄太空船進攻！

🚀 挑戰

如您所見，當您開始新增函式、變數和類別時，程式碼可能會變得像「義大利麵條」一樣混亂。您如何更好地組織程式碼，使其更具可讀性？即使程式碼仍然位於一個檔案中，也請繪製一個系統來組織程式碼。

課後測驗

複習與自學

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 Canvas 框架可用於遊戲開發。花些時間閱讀這些框架。

作業

為您的程式碼新增註解

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