Godot3游戏引擎入门之十：介绍一些常用的节点并开发一个小游戏（上）

2018-11-30 by Liuqingwen | Tags: Godot | Hits

一、前言

时间飞快，我有一段时间没有发表博客了，这段时间并不忙，一方面我自己也在不断学习，另一方面暂时不知写哪方面的内容了，感觉 Godot 中一些基础的部分我都或多或少谈到了，所以我打算使用我们学习过的知识来做一个小游戏吧。

这个游戏非常简单，但是对于完全“门外汉”的初学者来时还算有一定难度，不过别急，我会把我制作这个小游戏的一些思路以及常用的技巧娓娓道来，而且源代码我于上周就已经上传到 Github 啦： https://github.com/spkingr/Godot-Demos ，另外这个游戏来源于一本书：《 Godot Engine Game Development Projects 》，官网也有这个 Demo(Coin Dash) 以及其他示例的代码，我的思路和代码和官方有点不同，也实现了一些其他功能比如游戏暂停、金币数量显示等，强烈建议大家去围观。 smiley

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本文分上下两篇，第一篇，也就是在进入“金币”小游戏的开发制作讲解之前，我先把之前文章里没有遇到过的一些非常重要的节点介绍一下，还有一个提醒：最好的学习方法应该是先尝试一遍或者边思考边把代码浏览一下，然后再来看我的文章，这样效果会比较好。嗯，废话不多说，我们开始吧！

主要内容：认识一些新的节点和代码学习
阅读时间： 10 分钟
永久链接： http://liuqingwen.me/2018/11/30/introduction-of-godot-3-part-10-introduce-some-node-types-and-make-a-new-game-part-1/
系列主页： http://liuqingwen.me/introduction-of-godot-series/

二、正文

本篇目标

  1. 学习使用一些新的 Godot 节点
  2. 最基本的游戏开发规则
  3. 编写代码的规范

Godot 中常用节点

1. Timer 节点

看名字就知道这是一个“计时器”。在 Godot 中一切皆节点，所以看到这种纯功能性的节点不要觉得奇怪，同时，我们完全可以不使用节点，直接使用代码 Timer.new() 动态创建一个计时器也是没任何问题的；甚至我们完全可以通过设置变量，利用 _process(delta) 方法来计算时间，不过显然没有 Timer 节点来得方便简洁！

godot_10_timer_node.png

Timer 时间计时器节点的属性非常简单，根据需求可以设置其等待时间、重复计时以及是否自动开始，这些属性我们也可以在 GDScript 脚本中使用代码修改：

  • wait_time ：等待时间，即计时时长，结束触发 timeout 信号
  • one_shot ：是否是一次性，如果是，只会触发一次 timeout 信号
  • autostart ：自动开始，载入场景后计时，也可以使用 start 方法手动开启

游戏中计时功能使用非常频繁，不过，有部分计时场合我们还可以使用 yield 关键字代替，这样会省去节点的创建和信号的连接等繁琐、重复代码，这是分使用场合的，后面我会详述。 smile

2. Tween 节点

在游戏开发过程中，我们一般使用 AnimationPlayer 节点来实现移动、缩放、颜色渐变等动画效果，但实际上，在有些场景中我们可能会直接使用 AnimatedSprite 节点，再结合一系列图片来实现动画特效，这个时候由于图片的限制（比如我们只做了金币的闪耀图片，并没有做金币的消失图片），我们并不能添加实现其他普通动画，那是不是没有其他办法呢？——办法当然有，这就需要 Tween 节点的隆重登场了！

godot_10_tween_node.png

Tween 即渐进/过渡的意思，从一种状态在一定时间内变化到另一种状态，从而产生一种视觉动画。渐变节点使用非常简单方便，可以对一个物体的任意属性进行动画控制，当然，也可以同时处理多个动画对象。其主要方法有以下几个：

  • repeat ：是否重复
  • start() ：开始渐变，结束后触发 tween_completed 信号
  • interpolate_property() ：设置进行动画的节点属性以及时长等，需要传递属性名称、开始结束值、时长等参数

这里最重要的方法是 interpolate_property() ，可以在 Godot 编辑器中按 F4 搜索 Tween 类进行查看。当然，和 Timer 节点一样，我们完全可以在代码中动态创建 Tween 对象。

3. Path2D 节点

Path2D 是一个路径节点，由很多位置点组成，这个路径可以是曲线，也可以是直线。实际上 Path2D 一般是与 PathFollow2D 配合使用，关于 Path2D 的使用，我推荐去看看官方的一个例子： Your first game 。

Your first game

在我要讲解的这个小 Demo 中，我使用 Path2D 路径节点绘制了一些点来保存需要用到的位置，后续我会详述。 smiley

godot_10_path2d_node.png

GDScript 几个重要关键字

1. export(PackedScene)/export(AudioStream)

在之前的文章中我们使用过 export(int) var speed = 10 来定义一个可以在编辑器中修改设置的整数值，以表示速度，同样地，我们可以使用 export 关键字来定义可以在编辑器中编辑的其他类型变量，比如：子场景、音频流等。

export(AudioStream) 用于定义一个音频流变量， export(PackedScene) 用于定义一个子场景变量，想象一下，游戏中我们制作了 3 种不同颜色的金币，每个关卡使用的金币可能不一样，这里我们就可以在关卡中定义一个 PackedScene 变量，然后直接在编辑器中选择对应的金币进行设置就可以了，非常方便。有点抽象，不过在后面的游戏代码中我们会应用到。

2. preload(‘res://resource.tscn’)

preload 方法可以在代码中动态加载场景、文字、图片、音频等资源，比如我们可以预加载制作好的金币子场景，然后在代码中实例化，生成多个金币节点并添加到舞台中，实现动态添加金币的效果。 preload 是一个常用方法，不过在这个游戏中我并没有使用到，暂时提一下，以后讲 Singleton 单例再详述吧。

3. ProjectSettings.get(‘display/window/size/width’)

在游戏创建的时候，我们都会对项目相关属性进行设置，比如游戏屏幕显示尺寸大小等，那么如何在代码中动态获取这些参数值呢？我们可以直接使用 ProjectSettings 这个单例，通过传入属性的路径，比如窗口大小的高度： display/window/size/height 即可获取相对应的配置值，这样能避免硬编码，即使修改了配置游戏依然能正常运行！

4. rand_range/randomize/randi

很多游戏中都会大量使用随机值，比如金币数量随机、金币品类随机、出现时机随机等等，在 GDScript 脚本中使用随机同样非常简单直接，一个方法 randi() 即可生成一个随机整数，不过这个整数的范围很大，需要生成范围限制的随机数则可以用 rand_range() 方法，接收两个参数，一个最小值，一个最大值。

除了这两个方法，还有一个 randomize() 方法，这个方法有什么用呢？如果你在游戏中使用随机数，你会发现每次运行游戏，这个随机数都是相同的，这是因为生成随机数需要一个 seed 也就是名为种子的整数，因为种子并没有随机，所以根据这颗种子生成的随机数自然也就不会变化了，如何做到真正的随机呢？——在使用随机方法前，调用一下 randomize() 方法就可以啦！

5. get_tree().paused

我在游戏中添加了暂停的功能，相信大部分游戏都有这个功能吧。在 Godot 中暂停功能非常容易实现！直接调用 get_tree().paused = true 这一行代码就可以了，是不是感觉非常轻松直接？哈哈，不过记住：一旦运行这行代码后，我们的游戏会完全处于暂停状态，也就是说不论游戏本身、还有输入、甚至弹出的 UI 界面等都一律等闲视之——后果就是你不能继续游戏了！

当然，解决这个问题是非常简单的，我们只需要把那些不被默认暂停的元素（暂停状态下依然可用）的 Pause Mode 暂停模式设置由 inherit 属性改成 process 就可以了：

godot_10_pause_mode.png

6. yield()

这可以算是 GDScript 脚本的一个高级功能，它和 Python 中的 yield 关键字如出一辙，如果你熟悉协程的概念，像 Unity C# 中的 StartCoroutine() 方法， Kotlin 中的 Coroutine 协程， Dart/JavaScript 语言中的 await/async 关键字，那么 yield 的工作原理是很好理解的。

对于新手来说，我觉得可以把协程简单地理解为：程序运行到该位置（ yield ），暂停挂起在当前位置，继续执行其他代码，当时机到来，回到刚才挂起的位置继续执行。

嗯，听起来有点玄乎，不过在代码中使用起来非常简洁，参考运行下面的代码吧：

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print('开始运行程序……')
yield(get_tree().create_time(1.0), 'timeout') # 挂起 1 秒钟
print('1秒钟后输出：结束运行。')

游戏开发的几个小 Tips

几个实用的小技巧或者说开发规则，也是我自己在开发实践中、他人的书籍里、一些博客文章中学到的，总结的不多，不过对于初学者来说还是比较重要的，可以先按部就班，之后再发展处自己的风格思路吧！ grin

1. 文件夹的管理

在我之前的文章里，对于小项目我都没有做特殊的文件管理，但是当游戏项目越来越大的时候，我们需要引起足够的重视，因为这会影响开发速度、以及团队合作的效率。其实，你完全可以按照自己的风格去管理资源文件，但是更推荐官方的一些做法和建议： Project organization

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/project.godot
/docs/.gdignore
/docs/learning.html
/models/town/house/house.dae
/models/town/house/window.png
/models/town/house/door.png
/characters/player/cubio.dae
/characters/player/cubio.png
/characters/enemies/goblin/goblin.dae
/characters/enemies/goblin/goblin.png
/characters/npcs/suzanne/suzanne.dae
/characters/npcs/suzanne/suzanne.png
/levels/riverdale/riverdale.scn

这里我简单地比较了 Unity 和 Godot 中文件管理的风格样式，我个人更倾向于 Godot 的文件组织方式，因为等会我还会讨论一条重要的开发原则：尽量保持每个子场景的独立性！

file_orgnization_unity_vs_godot.png

2. 保持场景独立

嗯，我认为这是 Godot 中开发游戏最重要的一条原则了！它能明显地提升开发效率，提高团队合作，更利于 Debug 调试。因为 Godot 中一切基于场景，场景中可以包含多个子场景，子场景依然可以由多个其他子场景组成，而且每个子场景是可以单独运行的！打开子场景，按 F6 来单独运行、测试，及早发现问题，提高程序的健壮性。

如何保持场景独立？这就需要我们去仔细思考了，具有独立功能的部分我们都可以抽离出来作为一个单独的子场景，通用、具有类似功能的节点也可以抽离出来以继承关系实现，需要说明的是：独立并不意味着不与其他场景发生任何关系了，独立只是让它能单独运行，能单独测试一部分功能，这是很重要的。

3. 代码编写规范

代码构成了游戏的灵魂，代码编写不规范带来的直接后果就是：

  • 自己看不懂，遇到 BUG 后越改越乱
  • 团队里其他开发者看不懂，很难或者无法 DEBUG
  • 不利于后续功能的开发、重构等

和文件组织管理方式一样，其实代码编写规范也会因人而异，在 Godot 中官方所推荐的方式如下：

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# 枚举、常量等变量命名
enum State{INIT, IDLE, PLAYING, DEAD}
const CONST_GRAVITY = 98

# 普通变量、私有变量命名
var player_sprite = 1
var _walk_speed = 2

# 私有方法命名
func _private_method():
    get_tree().paused = true
    pass

# 公有方法命名
func public_method():
    _private_method()
    pass

注意，在 GDScript 中是没有 private/public/protected 等关键字来规范访问限制的，类似 Python ，这也正是我们需要保持一定的编码规范的原因之一。不过，你会发现我的命名方式会有所不同！我比较习惯 Java/C#/Dart 等语言的命名规则，采用驼峰式，同时利用 _ 下横线来标记私有变量或者方法，而且调用内部方法的时候我都会显式使用 self 关键字：

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# 枚举、常量等变量命名
enum State{INIT, IDLE, PLAYING, DEAD}
const CONST_GRAVITY = 98

var playerSprite = 1 # 公有变量
var _walkSpeed = 2 # 私有变量

# 私有方法命名
func _privateMethod():
    self.get_tree().paused = true
    pass

# 公有方法命名
func publicMethod():
    _private_method()
    pass

至于选哪种，我觉得只要保持规范，符合个人或者团队共识就好啦！ smiley

三、总结

本篇文章算是一个经验小总结吧，也是为了更好地解释我们后面要出场的游戏项目，林林总总地列举了一些不成文的条条列列，不知道大家看后的感受是怎样的呢？

嗯，有两周没有写文章了，因为最近有其他的事情和同学在忙乎，不过我一定会坚持下去的，还是那句话，原创非常不易，希望大家喜欢！ smile

我的博客地址： http://liuqingwen.me ，欢迎关注我的微信公众号：
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