基于JAVA的大型手机网游引擎的研发.docx

基于JAVA的大型手机网游引擎的研发.docx

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基于JAVA的大型手机网游引擎的研发

一．研究开发目的、意义

2010年1月15日消息，中国互联网络信息中心（CNNIC）在京发布了《第25次中国互联网络发展状况统计报告》。

报告数据显示，截至2009年12月，我国网民规模达3.84亿，增长率为28.9%。

我国手机网民一年增加1.2亿，已达到2.33亿人，占整体网民的60.8%，手机上网已成为我国互联网用户的新增长点。

随着3G网络的投入使用，移动通讯业的发展正在越来越强地改变人们的生活和经济，3G应用使得手机产业的发展更是如虎添翼。

另据权威市场调查机构加特纳公司发布的最新报告预测，2007年全球手机游戏行业总收入将达到43亿美元，比2006年增长近50%，到2011年这一数字有望进一步增加到96亿美元。

资本市场流行一种成功商业模式的对照方式：

用国际的对照国内的，无论新浪还是XX基本都能在大洋彼岸找到对应的范本。

在这里不妨把这种思路借用一下：

用PC网游对照手机网游。

所以，我们放眼望去，手机网络游戏一片蠢蠢欲动爆发在即的气势扑面而来。

虽然就目前的情况来说，手机游戏仅仅还是电信移动数据增值业务中的一项业务，但伴随着中国移动GPRS和中国联通CDMA1X数据业务的开展，手机游戏业务将会成为2.5G数据业务的一个重要的应用领域，加上手机越来越成为人们身边必不可少的工具，随时随地使用的可移动性，以及广泛的用户基础，这一切都能够很好的满足未来人们对娱乐游戏的需求。

有需求就有市场，目前，中国有8000多万电脑网络用户，而中国的手机用户却已经超过3亿。

与PC游戏不同，手机游戏摆脱了线缆的束缚，具有随时、随地、随身的特点，更适合人们在移动中休闲和娱乐。

显然，手机游戏产业一旦启动，其能量将不亚于目前的电脑网络游戏。

虽然目前手机游戏用户数只占3亿用户的很小一部分，但随着手机游戏产业发展环境的日益成熟，其发展速度将一日千里。

综上所述，该项目的目的十分明确：

即严格执行项目计划，按时研发出一款通用性强、稳定流畅、业内领先的手机网络游戏制作引擎，并快速推向市场。

其意义简述如下：

◆该项目成果的应用，将大大提升手机网络游戏的研发速度，对提升整个行业的专业水平来说意义重大

◆巨大的市场需求预示着丰厚的经济效益，该项目的成功运作，对整个地方经济将起到一定的促进作用

◆该项目成果的推广，在产生丰厚经济效益的同时，必将同时带来很多实践和就业的机会，对缓解国内目前巨大的就业压力有一定的帮助

二．关键技术内容、技术特点和创新点

2.1关键技术内容

◆J2ME窗口系统构建

J2ME虽然提供了为数不少的基本类和基础控件，这些控件对于开发一般的手机应用和单机游戏来说已经足够，但是对于一个大型的手机网络游戏来说，它的游戏复杂性及其对视觉听觉表现力的巨大要求决定了，如果不在这些基本类和基础空间的基础上，搭建出一套类似Windows窗口系统的开发模板类库，想要搭建一个通用的手机网络游戏开发引擎的任务是无法实现的。

该项目的首要任务，既要搭建一个通用的、稳定的、基于J2ME的窗口系统，为手机网游开发者提供封装好的窗口、菜单、对话框、工具条等模板类库，把游戏开发者从复杂的界面控制和图形绘制中解放出来，以便他们有更多的时间去关心游戏的创意、可玩性、耐玩性以及表现力。

◆地图数据结构确立及地图编辑器构架

无论是PC网游还是手机网游，游戏地图都是整个游戏当中最重要的环节，它是整个游戏呈现的场所和载体。

由于手机在处理速度、内存大小、屏幕分辨率等等方面的限制，手机网络游戏的地图不可能像PC网游那样华丽多彩穷奢极侈，但是基本的诸如NPC、传动点之类的功能又一样不能少，这无疑增加了该项目整体的设计实现难度。

所以，本项目的第二个关键技术内容在于通用紧凑型地图数据结构的确立以及建立在此基础之上的地图编辑器的设计和实现。

◆服务器通用框架搭建

对于网游，一个健壮高效的服务器对于整个游戏呈现及玩家感受非常重要。

试想一下，对于相同的服务器硬件配置，一个同时只能允许500个玩家同时在线又时常掉线且每天都需要重启的服务器和一个同时允许3000个玩家同时在线又实时高效且运行稳定的服务器相比，你作为游戏玩家作何感想？

那么作为游戏的运营商你又作何感想？

该项目的又一个关键技术内容在于搭建一个实时高效稳定可靠的通用服务器框架，必须在框架级解决并发、死锁、感染、备份、安全性等常见的服务器问题，最终降低手机网络游戏的整体研发难度、最大可能的缩短其开发周期。

◆自主知识产权的网络发包算法

虽然3G已经投入使用，但是目前国内无论是3G网路还是3G手机都不具有普及型。

所以对于目前的大型手机网络游戏来说，把目标定位在2.5G，也就是说定位在目前的大多数手机用户，是一个必然也是无奈的选择。

所以，该项目要研发的通用手机网络游戏开发引擎，必然面临着网络带宽的限制，要求在现有的网络通信状况下，尽可能的做到稳定和实时。

我们通过大量的实验和测试，发现了目前网络状况下GPRS通信的一些规律，并在此基础上研发出一套网络发包算法，目前已经能稳定使用。

◆手机屏幕增量绘制算法

该项目所采用的45度斜视角绘制方法（即2.5D），在提高了视觉感受的同时，对手机的屏幕绘制速度提出了极大的挑战。

在实际测试中我们发现，目前市面上的很多中端手机，在不采用增量绘制算法的时候，绘制中都会出现不同程度的滞后现象。

所以，屏幕增量绘制算法，也是该项目的一个关键技术内容，它一方面提高了绘制的速度，一方面对整个系统的通用性上起到了强大的保障作用。

2.2技术特点

◆通用性

该项目不是开发一款特定的手机网络游戏，而是要开发一个通用的手机网络游戏开发引擎。

手机游戏开发的创意五花八门、游戏逻辑不可预知、手机型号形形色色……这些因素共同导致了该项目的一个最大的特点——通用性。

该项目的通用性主要体现在以下两个方面：

第一，实现通用的功能并最大限度的考虑游戏创意可能的发挥程度

第二，实现通用的逻辑并最大限度的考虑实际情况的多变

◆平台无关性

第一，服务器系统无关性，包括硬件无关性和软件无关性两个方面。

硬件无关性是指，服务器软件可运行于绝大多数市面上的服务器，对硬件配置只有档次上的要求。

软件无关性是指，该项目的服务器软件对服务器所装载的操作系统及已经安装的其他软件没有特定要求和排斥现象。

第二，手机平台无关性，即基于该项目成果研发的手机网络游戏客户端，适用于任何支持MIDP2.0的手机，而与手机的硬件、品牌，操作系统、版本都没有任何关联。

2.3项目创新之处

本项目在设计上有以下特色：

1）通过先进的发包算法克服手机网络不稳定的弊端

2）通过先进的增量绘制算法，大大降低了手机硬件的负荷，使游戏更加流畅。

3）采用45度斜视角，游戏画面更加逼真，视觉冲击力大大增强

4）客户端程序体积小，下载安装简便

5）与服务器交互数据流量小，大大降低了玩家和网络的负担

三．国内外相关行业现状、发展趋势、市场需求

3.1国内外相关行业现状及发展趋势

手机已经与现代生活方式紧紧地结合在一起。

他们是最普遍携带的个人用品中仅次于钥匙和钱包的东西。

传统的台式机游戏将目标锁定在低级趣味的人和青少年身上，而手机游戏则每个人都可以访问的到——随时，随地。

尽管每个手机游戏都不贵，但是巨大的使用量将使得这个市场商机无限并且有利可图。

一个成功的手机游戏大多具有以下特征：

1.容易上手:

手机用户比PC用户的层次差距更大，更具有多样性，他们一般不会愿意花费大量的时间去学习一个手机游戏到底该怎么玩。

2.可中断性:

手机游戏的开发者永远也不能忘记，手机的最基本功能在于通讯，这就要求手机游戏能够随时在用户需要中断的时候中断。

3.基于订阅：

同一个游戏引擎，多个标题，基本的故事情节类似。

基于订阅的游戏是不断产生收入的最好方法。

4.丰富的社会交互:

不管一个游戏设计得多好，只要玩家找到了它的根本模式或者玩完了所有的游戏路径很快就会厌烦这个游戏。

对于一个基于订阅的游戏，重要的是与别的玩家合作以增强所玩游戏的智力和随机性。

在今天纷繁复杂的多玩家游戏中具有丰富社会交互的游戏证明是成功的。

虽然开发一款手机游戏的工程量相比PC游戏要相对小一些，但是，由于手机生产厂商众多，且不像PC那样有固定的行业标准，这对手机游戏的可移植性提出了非常高的要求。

往往，开发团队需要花费很长时间不断地将一款成熟的游戏移植到一款又一款的手机上，这无疑大大增加了开发手机游戏的成本和难度。

JAVA的出现令人振奋，它卓越的跨平台性很好地解决了上述问题。

J2ME（JAVA2MICROEDITION）是JAVA的微型版，它被认为是最杰出的手机游戏平台，它为开发者、设备制造商、网络通信公司和消费者广泛接受。

目前，大多数的手机都支持J2ME，它似乎已经成为了一种不成文地业界标准，这为手机游戏地长足发展打下了坚实地基础。

从电脑游戏的发展历史可以看出，从单机游戏到联网游戏的进步既扩大了用户规模，又增加了游戏开发商的收入，甚至形成了一个文化和产业。

手机游戏目前也正在朝这个方向发展，手机本身就具有联网的天然优势，而且3G的发展将使网络质量的制约因素大大降低，手机联网游戏将是整个手机游戏市场的激发点。

制约手机游戏发展的另一个因素是手机终端的硬件条件，如手机芯片的处理能力、手机内存空间的大小、手机电池的续航能力以及操作的简易程度等。

这些因素同手机的成本都存在很大的关系，如何在硬件条件和成本之间进行平衡也是影响手机游戏发展的一个方面。

综上所述，手机游戏目前的发展趋势主要有两个方面：

a．走JAVA路线

b．与互联网融合

3.2市场需求

虽然就目前的情况来说，手机游戏仅仅还是电信移动数据增值业务中的一项业务，但伴随着中国移动GPRS和中国联通CDMA1X数据业务的开展，手机游戏业务将会成为2.5G数据业务的一个重要的应用领域，加上手机越来越成为人们身边必不可少的工具，随时随地使用的可移动性，以及广泛的用户基础，这一切都能够很好的满足未来人们对娱乐游戏的需求。

有需求就有市场，目前，中国有8000多万电脑网络用户，而中国的手机用户却已经超过3亿。

与PC游戏不同，手机游戏摆脱了线缆的束缚，具有随时、随地、随身的特点，更适合人们在移动中休闲和娱乐。

显然，手机游戏产业一旦启动，其能量将不亚于目前的电脑网络游戏。

虽然目前手机游戏用户数只占3亿用户的很小一部分，但随着手机游戏产业发展环境的日益成熟，其发展速度将一日千里。

所以，本项目的市场前景相当广阔。

四．研究方法、技术路线

4.1项目研究方法

本项目实施过程中，先突破了关键技术难点，在这基础上对项目进行总体设计，然后对各个模块一一进行详细设计，最后才进行编码实现。

具体研究方法如下：

1.突破网络发包算法、增量绘制算法、地图文件格式及解析等关键技术

2.确定客户端和服务器之间采用何种通信协议

3.对整个系统进行总体设计，包括：

客户端、服务器及地图编辑器等

4.分别对客户端、服务器及地图编辑器进行详细设计

5.编码实现

6.游戏美工制作等

4.2技术路线

传统网络游戏的核心一般都用C/Delphi等语言做开发工具，手机游戏则一般则用K-Java、Brew等语言编写程序，两者因此难以互联互通。

而现在将Java技术统一应用在两个游戏平台后，两者的融合就成为了可能。

Java与C/C++最大不同点是Java有一个指针模型（PointerModel）来排除内存被覆盖（OverwritingMemory）和毁损数据（CorruptingData）的可能性。

Sun是要Java成为一个简单（Simple）、面向对象的（ObjectOriented）、分布式的（Distributed）、解释的（Interpreted）、健壮的（Robust）、安全的（Secure）、结构中立的（ArchitectureNeutral）、可移植的（Portable）、高效能的（HighPerformance）、多线程的（Multithreaded）、动态的（Dynamic）的程序语言（摘译自TheJavaLanguage:

AWhitePaper,1995）。

解释的（Interpreted）：

Java解释器能直接地在任何机器上执行Java位元码（Bytecodes），因此在进行程序连结时，时间的节省，这对于缩短程序的开发过程，有极大的帮助。

安全的（Secure）：

Java是被设计用于网络及分布式的环境中，安全性自必是一个很重要的考虑。

Java拥有数个阶层的互锁（Interlocking）保护措施，能有效地防止病毒的侵入和破坏行为的发生。

结构中立的（ArchitectureNeutral）：

一般而言，网络是由很多不同机型的机器所组合而成的，CPU和作业系统体系结构均有所不同；因此，如何使一个应用程序可以在每一种机器上执行，是一个难题。

所幸，Java的编译器产生一种结构中立的目标文件格式（ObjectFileFormat）；这使得编译码得以在很多种处理器中执行。

可移植的（Portable）：

原始资料型式的大小是被指定的，例如"float"一直是表示一个32位元IEEE754浮点运算数字，因绝大多数的CPU都具有此共同特征。

程序库属于系统的一部份，它定义了一些可移植的程序接口，Java本身具备有很好的可移植性。

高效能的（HighPerformance）：

Java位元码迅速地能被转换成机器码（MachineCode），从位元码转换到机器码的效能几乎与C与C++没有分别。

多线程的（Multithreaded）：

Java语言具有多线程的功能，这对于交互回应能力及即时执行行为是有帮助的。

动态的（Dynamic）：

Java比C或C++语言更具有动态性，更能适应时刻在变的环境，Java不会因程序库的更新，而必须重新编译程序。

五．项目实施投入、产出及财务分析:

（投入及产出分析、社会效益分析、投资利润率、投资回收期等指标的计算）

投入及产出：

预计总投入100万元，销售收入500万元

社会效益：

新增税收100万元，增加工作岗位如干

投资利润率：

400%

投资回收期：

预计半年到一年时间能收回投资。

六．项目实施风险分析

项目在实施过程中，可能存在以下风险：

1、画质不如传统网络的3D效果,只能在手机有限屏幕上展现.

2、内存有限,操作较复杂不太方便,速度限制.

3、费用与传统网络比偏高.

4、国家政策的限制.

5、价格的波动性,营销策略的多变性等.

6、竞争对手（即传统网络）已经抢占很大的市场,而消费者大多难以马上青睐本产品.

七．项目实施已具备的基础及条件（项目成熟度、进展状况、已取得的阶段性成果情况）

项目成熟度：

虽然就目前的情况来说，手机游戏仅仅还是电信移动数据增值业务中的一项业务，但伴随着中国移动GPRS和中国联通CDMA1X数据业务的开展，手机游戏业务将会成为2.5G数据业务的一个重要的应用领域，加上手机越来越成为人们身边必不可少的工具，随时随地使用的可移动性，以及广泛的用户基础，这一切都能够很好的满足未来人们对娱乐游戏的需求。

有需求就有市场，目前，中国有8000多万电脑网络用户，而中国的手机用户却已经超过3亿。

与PC游戏不同，手机游戏摆脱了线缆的束缚，具有随时、随地、随身的特点，更适合人们在移动中休闲和娱乐。

显然，手机游戏产业一旦启动，其能量将不亚于目前的电脑网络游戏。

虽然目前手机游戏用户数只占3亿用户的很小一部分，但随着手机游戏产业发展环境的日益成熟，其发展速度将一日千里。

所以，本项目的成熟度很好。

进展状况：

人员配备、设备购置安装调试、关键技术点的突破已完成，概要设计进展顺利。

已取得的阶段性成果：

网络发包算法和增量绘制算法已经在k700实验机上得到验证，但还有待于进一步的优化

八．技术指标及经济指标

技术指标：

ⅰ.可用以下开通了WAP上网功能的任意一款手机流畅的玩游戏：

e398/e680I/N7610/N7260/K700/K506/D508

ⅱ.客户端大小不超过100K

ⅲ.游戏流量不超过10K/M

经济指标：

使用本引擎开发手机网游，预估开发成本：

80000元/款

游戏运营后，预估平均月收入：

6000元/月/服

游戏运营后，预计利税：

1000元/月/服

九．阶段目标

2009年9月-2009年11月项目准备期，包括人员配备、设备购置安装调试等

2009年12月-2010年1月突破关键技术点

2010年2月-2010年4月概要设计

2010年5月-2010年7月详细设计、游戏创意、确定美术风格

2010年8月-2010年10月游戏文案、软件编码、美术制作

2010年11月软件测试

2010年12月项目总结