资源受限环境下IPTV益智程序开发
2013-11-27谢朝海林智华林苏毅
谢朝海，林智华，林苏毅
（深圳职业技术学院 计算机工程学院，广东 深圳 518055）
交互式网络电视IPTV是一种利用宽带有线电视网，向家庭用户提供包括数字电视在内的多种交互式服务的崭新技术，IPTV使用到的技术包括互联网技术、多媒体技术、通讯技术等．国内IPTV服务发展迅速，至2011年已超过1.15亿用户，交互式电视为代表的视讯业务已经越来越成为关注的焦点[1]．目前游戏程序的开发主要集中在PC环境或者手机环境，在J2ME环境进行研发[2]．文献[3]研究了在J2ME中进行手机战棋游戏设计、游戏世界的素材设计与实现以及游戏程序的设计流程等．
用户在家中可以通过网络机顶盒搭配普通电视机、计算机以及移动终端等方式享受 IPTV服务．由于网络机顶盒搭配普通电视机能够很好地利用现有电视机资源，成为享受IPTV服务的首选．基于如此庞大的IPTV用户群体，运用其网络机顶盒这个终端设备来运行游戏程序，实现增值服务，是网络游戏的一种新的表现形式，越来越受到市场的重视，被业界广泛看好．
IPTV游戏具体以下特点：屏幕大、操作简单、实时联网、内容老少皆宜、收费方便等．屏幕大是因为使用电视机做屏幕；操作简单是因为需要使用IPTV机顶盒配备的遥控器，红外遥控器的反应不是特别灵敏，游戏设计中需避免使用快速的操作方式；IPTV游戏适合于全家人一起玩，另外电信运营商提供代收费服务，方便扣费[4]．
随着IPTV的普及，许多省市的IPTV网络电视正在考虑开辟专门的游戏频道，急需大量新游戏程序．由于网络机顶盒不同于普通手机[5]，其内存较小，性能也较差，因此，虽然现在有不少手机游戏公司在观望IPTV游戏这一块市场，但仍然苦于没有合适的、基于IPTV开发规范程序实例来参考学习而迟迟不知如何下手．
鉴于IPTV游戏的发展现状，本文以“快乐娃娃”程序开发为例，从需求分析、环境搭建到代码实现等方面介绍了基于J2ME的IPTV机顶盒游戏开发的一般流程和规范．
1 需求分析
“快乐娃娃”IPTV益智程序的研发目标是：设计并开发一款能够在多数常见网络机顶盒上运行的，老少皆宜并具有一定娱乐效果的居家益智型游戏程序．
1.1 功能需求分析
游戏程序以快速摘取水果为基本背景，玩家通过遥控器控制按键
每次启动游戏都从服务器上读取上一次玩家的未结束的游戏关卡，首次玩家从第一关开始，关卡设有倒计时 60s．游戏时间结束则判定成功通过还是失败．默认每次游戏有3次失败机会．超过3次可以通过购买复活币等相关道具的形式继续游戏，否则重新在第一关开始．
游戏中每次通关将首先切换到商场页面，玩家可以用得分购买道具或者使用运营商虚拟币购买，通过游戏运营商提供收费接口进行收费．
游戏通过结束时对玩家的得分进行排名，提高玩家的成就感，吸引玩家不断尝试，通过合理的关卡设计、道具策划，保持游戏的持续生命力．
1.2 界面需求分析
游戏程序主界面以适宜于儿童娱乐的形式呈现，如图1所示．主界面顶部为玩家积分、时间等提示信息，主体是玩家摘取果实的玩乐场面．
图2为游戏商城界面，在该界面玩家可以方便地进行各种道具的购买．图3为排名界面，玩家可以一目了然地看到自己的排名情况，以及与其他玩家排名的差距．
1.3 运行环境分析
目前国内的机顶盒开发商众多，有华为、中兴、同洲、裕兴等，占市场份额较大的主要有中兴、华为等．大部分机顶盒的特性及功能等都基本相似，主要区别在于硬件设备上，特别是在CPU和内存上．目前国内广泛应用的弱终端机顶盒基本上CPU的处理能力都在533MHz以下，大部分为 300MHz，内存要求游戏运行占用小于1MB．因此，游戏程序使用的图片要求使用占内存较少的png格式，声音文件使用PCM signed 16 bit 单声，22050Hz采样率，格式为wav的声音文件，不支持写文件等RMS存储．
图1 主界面
图2 商城界面
图3 排名界面
2 搭建开发环境
J2ME平台为如移动电话、PDA、电视机顶盒、车载GPS等提供了一个通用的开发平台，满足了消费电子和嵌入设备的需要[6]．“快乐娃娃”就是选用在 J2ME上开发．J2ME为运行在嵌入式消费类电子产品，如移动电话、PDA、车载GPS、游戏终端之上的应用程序提供了一个健壮的、灵活的环境．本文在Eclipse环境下搭建J2ME开发环境，同时借助WTK（Wireless Tool Kit）工具包．WTK工具包是Sun公司针对J2ME推出的用于手机和 Palm等移动设备的开发包，是除手机厂商的专用开发包外唯一的手机仿真器开发包．它通用性高，开发出的应用程序可保证能运行在大部分设备上，兼容性好．因此，本文主要涉及的开发环境工具包括：jdk-7u9-windowsi586、eclipse-java-helios-SR2、Wireless_Toolkit-2.5.2_01和proguard4.8等．
搭建开发环境的过程如下：
步骤一：安装JDK，配置系统环境变量．
步骤二：通过Eclipse官网下载并安装Eclipse–Helios版本．
步骤三：安装Wireless-WTK开发包．
步骤四：解压 proguard4.8.zip到指定目录“test”．
步骤五：在 Eclipse主菜单中选择<窗口>-<首选项>选择
步骤六：在 Eclipse主菜单中选择<窗口>-<首选项>选择
3 程序实现
3.1 程序流程
程序的流程图如图4所示．
主要程序流程：（1）进入程序加载菜单界面，主要菜单有：开始游戏、商城、帮助和退出游戏等；（2）开始游戏，可以通过按键和方向键等控制进行各种水果的抓取获得不同积分，与此同时，进行倒计时，时间计时到零，结束该关卡游戏．通过关卡的，显示排名榜；未达到关卡最低得分要求的，通关失败，显示是否重玩关卡；（3）游戏商城，可以购买各种增加生命或者技能的游戏用品；（4）关闭游戏．任何时候都可以根据需要按键推出游戏．
3.2 代码实现
本文游戏的代码主要通过类来组织实现，图5为代码主要使用到的类．
3.2.1 TargetPool类
该类包含游戏目标物体的基类，以及各种目标物的具体内容参数的初始值，用于实例化不同的目标物，并赋予不同的执行效果．
3.2.2 Hand类
图4 总体流程图
图5 程序类库
该类是手势类，它主要控制着手势和绳子的摆动角度和速度．通过调用不同角度预设的三角函数值来计算角度矢量和速度，由于J2ME设备计算浮点三角函数能力较弱，所以采用预设的多个角度替代传统的计算以提高游戏整体性能．
3.2.3 S_开头的类
这些类应用为不同的场景，主要实现接口类SceneX 的 3个方法，分别为 init()，paint()和advance()方法，这构成了每个场景主要的作用．每个场景也可添加场景内所需的变量．
3.2.4 Selecter类
该类把所有具有选择操作的动作做了统一处理，以实现常规的上下左右选择、跳行选择、已经对话框选择，统一处理有助于代码的简洁及规范．
3.2.5 ImagePool类
该类用作系统的统一读取图片接口，实现了图片读取一次便存在于该类的Vector内，图片将缓存在系统内部，这将加快下次调用同一张图片的速度．
3.2.6 MyCanvas类
该类是游戏画板继承自GameCanvas并实现Runnable接口．使用public void run()语句实现特定帧率的主线循环，该循环内包括主渲染和主逻辑处理．其中有场景变量数组，用来保存不同场景初始化后的实例，主渲染和主逻辑会自动调用当前生效场景的渲染和逻辑函数，该类中的主渲染和主逻辑起到了代理的作用．该类还包含对不同机顶盒按键的兼容处理，通过判断机顶盒型号来决定将要调用的不同机顶盒型号的按键键值．
表1 测试结果一览表
3.3 测试结果
通过搭建测试环境，进行游戏程序测试．仿真测试环境中需要确保测试服务器和机顶盒处在同一网段，本文的扣费程序服务器IP地址192.168.1.50，各种机顶盒IP地址从192.168.1.61开始．利用华为EC1308和华为EC2108，以及中兴B600V3和中兴B600V4四款机顶盒进行测试．测试结果如表1．从测试结果看，本游戏在功能和性能等方面都满足常见机顶盒的运行环境要求．
4 结 论
IPTV用户群体人员数量庞大，为他们提供各种增值服务具有巨大的发展潜力．网络机顶盒加普通电视机能够很好地利用现有电视机资源，成为享受IPTV增值服务的首选．但由于受到网络机顶盒性能、内存等资源的限制，使得IPTV增值服务程序的开发与其他普通程序开发有所不同．本文通过一款“快乐娃娃”开发实例，展示IPTV增值服务程序从需求分析、环境搭建和代码实现等全程实现过程和方法，为在资源受限环境下，基于J2ME进行IPTV网络机顶盒益智类游戏娱乐程序开发积累了经验，为游戏开发爱好者提供参考和引导．
[1] 徐啸涛，俞秀金，胡蕊莉．IPTV业务质量指标研究[J]．计算机与网络，2012，19：65-67．
[2] 龚剑．J2ME手机游戏开发详解:快速入门、难点剖析、商业案例[M]．北京: 电子工业出版社，2008．
[3] 张学习，连爽．一种新的 J2ME平台下的战棋类游戏设计与实现[J]．计算机工程与应用，2011，47（11）：57-59．
[4] 程锦．基于J2ME的IPTV游戏设计与实现[D]．合肥:安徽大学，2012．
[5] 马鹏强．基于 J2ME的手机五子棋游戏设计与实现[D]．成都: 电子科技大学，2012．
[6] Kim Topley. J2ME技术手册[M]．北京: 中国电力出版社，2004：27-34．
