Swift游戏开发实战教程试读第一章.pdf

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1、Swift 游戏开发实战教程大学霸 大学霸 Swift 游戏开发实战教程（内部资料）大学霸 Swift 游戏开发实战教程大学霸 大学霸 前 言 2014 年 9 月，苹果公司推出新一代开发语言 Swift。该语言开发效率更高，受到苹果开发者的广泛欢迎。国内开发领域中，大量的开发人员从 Objective-C 转向 Swift 语言。本教程是国内第一本 Swift 游戏开发专向资料。本教程详细讲解记忆配对、太空侵略者、Simon 记忆、迷你高尔夫、银河大战五个游戏的开发。在项目讲解同时，还着详细介绍了图形绘制、游戏引擎、音频引擎、用户交互、传感器等专向技术。最后，教程讲解苹果专用游戏框架 Spr

2、it Kit 的使用。为了帮助读者充分了解实际开发，教程还详细讲解游戏开发的必备知识，如帐号绑定、发布游戏等内容。1.学习所需的系统和软件学习所需的系统和软件 安装 Mac OS X 10.9.4 操作系统 安装 Xcode 6.0.1 2.学习建议学习建议 大家学习之前，可以致信到 xxxxxxxxxxxx，获取相关的资料和软件。如果大家在学习过程遇到问题，也可以将问题发送到该邮箱。我们尽可能给大家解决。Swift 游戏开发实战教程大学霸 大学霸 目 录 第 1 章 开发环境搭配Xcode 的安装与运行.1 1.1 苹果账号.1 1.1.1 苹果账号的成员分类.1 1.1.2 注册免费的苹果

3、账号.1 1.1.3 注册非免费的苹果账号.4 1.2 Xcode 的下载和安装.6 1.2.1 App Store 中下载和安装 Xcode.6 1.2.2 其他网站下载和安装 Xcode.9 1.3 绑定苹果账号.10 1.4 更新组件和文档.11 1.5 首次打开 Xcode.12 1.6 Xcode 的界面介绍.15 1.6.1 导航窗口.15 1.6.2 工具窗口.16 1.6.3 编辑窗口.17 1.6.4 目标窗口.18 第 2 章 编写第一个 Swift 程序.19 2.1 运行程序.19 2.2 模拟器的操作.20 2.2.1 模拟器与真机的区别.21 2.2.2 退出应用程

4、序.21 2.2.3 应用程序图标的设置.22 2.2.4 语言设置.24 2.2.5 旋转.26 2.2.6 删除应用程序.27 2.3 编辑界面.28 2.3.1 界面介绍.28 2.3.2 设计界面.30 2.3.3 视图对象库的介绍.33 2.4 编写代码.34 2.5 调试.37 2.6 真机测试.39 2.6.1 申请和下载证书.40 2.6.2 实现真机测试.49 2.7 使用帮助文档.49 第 3 章 iPhone 游戏开发基础记忆配对游戏.51 Swift 游戏开发实战教程大学霸 大学霸 3.1 游戏介绍.51 3.2 开发游戏之前的准备工作.52 3.2.1 创建项目.52

5、 3.2.2 添加图像.53 3.3 主菜单模块.54 3.4 配对模块.57 3.4.1 设计界面.57 3.4.2 卡牌的翻转.61 3.5 核心功能卡牌的配对.68 3.5.1 翻转两个卡牌.68 3.5.2 判断卡牌.69 3.5.3 配对成功失败的操作.69 3.5.4 完成所有配对.71 3.6 配对模块的额外功能.73 3.6.1 猜测次数功能.73 3.6.2 提高游戏的难度.74 3.7 分数榜单模块.75 3.7.1 准备工作.75 3.7.2 界面设计.76 3.7.3 实现分数的显示.78 3.8 关于游戏模块.81 3.9 场景切换.82 3.9.1 什么是场景切换.

6、83 3.9.2 实现场景切换.84 3.9.3 过渡动画效果.86 3.9.4 全部的场景切换.87 第 4 章 太空侵略者绘制图像.91 4.1 游戏介绍.91 4.2 开发游戏之前的准备工作.92 4.3 主菜单模板.92 4.4 射击游戏模板.93 4.4.1 准备工作.94 4.4.2 设计界面.94 4.5 添加飞船.95 4.6 移动飞船.96 4.6.1 向左移动.97 4.6.2 向右移动.97 4.7 创建敌人.99 4.7.1 创建单个敌人的创建.99 4.7.2 创建多个敌人.100 4.8 移动敌人.101 Swift 游戏开发实战教程大学霸 大学霸 4.9 发射子弹

7、.103 4.9.1 飞船的子弹.103 4.9.2 敌人的子弹.105 4.10 场景的切换.107 第 5 章 太空侵略者 2游戏引擎.110 5.1 游戏介绍.110 5.2 开发游戏前的准备工作.111 5.3 主菜单模块.112 5.4 射击游戏模块.113 5.5 了解状态机.114 5.6 使用代码添加射击游戏界面元素.115 5.6.1 提示界面.115 5.6.2 飞船.117 5.6.3 敌人.122 5.7 检测碰撞.127 5.7.1 敌人的子弹击中飞船的检测.127 5.7.2 飞船的子弹击中敌人的检测.128 5.8 计分功能.130 5.9 歼灭所有敌人.130

8、5.10 分数榜模块.132 5.10.1 准备工作.132 5.10.2 界面设计.132 5.10.3 实现分数的显示.134 5.11 场景切换.138 第 6 章 Simon 记忆游戏音频引擎.142 6.1 游戏介绍.142 6.2 开发游戏之前的准备工作.143 6.3 主菜单模块.146 6.4 游戏模块.147 6.4.1 准备工作.148 6.4.2 界面设计.148 6.5 添加颜色提示序列.149 6.5.1 添加提示声音.150 6.5.2 添加颜色提示.152 6.6 玩家猜测.153 6.7 添加背景音乐.155 6.8 游戏模块的额外功能.156 6.8.1 显示

9、游戏处于关数.156 6.8.2 提高游戏的难度.157 6.9 游戏介绍模块.159 6.10 场景切换.160 Swift 游戏开发实战教程大学霸 大学霸 第 7 章 迷你高尔夫用户交互.162 7.1 游戏介绍.162 7.2 开发游戏之前的准备工作.163 7.3 主菜单模块.163 7.4 游戏模块.164 7.4.1 准备工作.165 7.4.2 界面设计.165 7.4.3 添加高尔夫球.166 7.4.4 移动高尔夫球.167 7.5 用户交互中的不足.169 7.5.1 边界的限定.169 7.5.2 速度限定.170 7.5.3 进洞的限定.171 7.6 杆数显示.174

10、 7.7 游戏界面模块.175 7.8 场景切换.176 第 8 章 银河大战Sprite Kit 游戏引擎和传感器应用.181 8.1 游戏介绍.181 8.2 创建 Game 类型项目.182 8.2.1 Game 模板类型简介.182 8.2.2 创建项目.183 8.2.3 添加图像和音频文件.185 8.3 主菜单模块.185 8.4 射击游戏模块.187 8.5 为射击游戏界面添加元素.187 8.5.1 准备工作.187 8.5.2 什么是 Sprite Kit.188 8.5.3 使用 SKSpriteNode 添加背景.188 8.5.4 使用 SKSpriteNode 添加

11、飞船.190 8.5.5 使用 SKSpriteNode 添加敌人.191 8.6 发射子弹.192 8.6.1 添加子弹.192 8.6.2 通过触摸发射子弹.192 8.7 使用传感器操控飞船.194 8.7.1 传感器介绍.194 8.7.2 判断传感器是否可用.194 8.7.3 实现移动.195 8.8 碰撞检测.197 8.9 分数显示.198 8.9.1 使用 SKLabelNode 添加显示分数的节点.199 8.9.2 实现分数的显示.199 Swift 游戏开发实战教程大学霸 大学霸 8.10 添加声音.200 8.10.1 进入射击游戏界面的声音.200 8.10.2 子

12、弹击中敌人的声音.201 8.11 游戏介绍模块.201 8.12 场景切换.202 第 9 章 应用程序的发布.205 9.1 创建 App ID.205 9.2 申请发布证书.206 9.2.1 申请证书.206 9.2.1 申请证书对应的配置文件（Provision File）.209 9.3 准备提交提交应用程序.211 9.3.1 创建应用及基本信息.211 9.3.2 项目的相关设置.214 9.4 提交应用程序到 App Store 上.219 9.5 常见审核不通过的原因.226 Swift 游戏开发实战教程大学霸 大学霸 第 1 章 开发环境搭配Xcode 的安装与运行 每一

13、种应用程序的开发都有自己特定的开发环境。所谓开发环境就是为了支持系统软件和应用软件工程化开发和维护的一组软件。它通常简称为 SDE。iPhone 游戏应用程序的开发需要使用到 Xcode。本章将讲解 Xcode 的安装、苹果账号的注册、绑定苹果账号等内容。1.1 苹果账号 苹果公司专门有一个提供软件下载的在线商店，用户如果想要下载软件，就需要注册一个苹果账号才可以进行下载。通常，苹果账号必须是一个邮箱帐号，并在苹果网站上注册、验证通过。1.1.1 苹果账号的成员分类 在苹果公司注册苹果账号，就可以成为开发成员。开发成员一共可以分为四种，如表1-1 所示。表 1-1 iPhone苹果账号的成员

14、成员类型 成本 在线开发成员 免费 标准iPhone开发成员$99/年 企业iPhone开发成员$299/年 大学iPhone开发成员 免费 1.1.2 注册免费的苹果账号 以下是注册一个免费的苹果账号的具体步骤：（1）在 Dock（Dock 一般指的是苹果操作系统中的停靠栏）中，找到 Safari，如图 1.1所示。SafraiDock 图 1.1 操作步骤 1（2）单击打开 Safrai，如图 1.2 所示。Swift 游戏开发实战教程大学霸 大学霸 搜索栏 图 1.2 操作步骤 2（3）在搜索栏中输入网址（https:/ iOS Dev Center-App Developer 网页，如

15、图 1.3 所示。图 1.3 操作步骤 3（4）选择register for free选项，进入Apple Developer Registration-Apple Developer网页，如图 1.4 所示。图 1.4 操作步骤 4（5）单击 Create Apple ID 按钮，进入 Apple-My Apple ID 网页，如图 1.5 所示。Swift 游戏开发实战教程大学霸 大学霸 图 1.5 操作步骤 5（6）在网页中按照要求输入内容后，单击网页最下方的 Create Apple ID 按钮，进入确认邮件地址的网页，如图 1.6 所示。图 1.6 操作步骤 6（7）单击 Conti

16、nue 按钮，进入到确定邮件地址的另一个网页。单击此网页中的 Send Verfication Email 按钮，苹果公司会向作为帐号的邮箱发送一封确认邮件。（8）进入帐号所使用的邮箱，就会看到 Apple 发来的一封确定邮件地址的邮件。打开该邮件，如图 1.7 所示。图 1.7 操作步骤 7 Swift 游戏开发实战教程大学霸 大学霸（9）单击 Verify now 链接，进入 Apple-My Apple ID-Email Verfication 网页，如图 1.8所示。图 1.8 操作步骤 8（10）输入需要验证的邮箱以及地址，单击 Verify Address 按钮，进入到下一个网页，

17、此网页会提示开发者注册的 Apple ID 现在已经可以使用了。1.1.3 注册非免费的苹果账号 由于免费的苹果账号在开发应用程序时受到了很多的限制，如不可以进行真机测试等。所以需要注册一个非免费的苹果账号。以下是注册非免费的苹果账号的具体步骤：（1）在 Safari 中输入网址（https:/ 所示。图 1.9 操作步骤 1（2）选择 iOS Developer Program 选项，进入 iOS Developer Program-Apple Developer网页，如图 1.10 所示。图 1.10 操作步骤 2 Swift 游戏开发实战教程大学霸 大学霸（3）选择 EnrollNow

18、按钮，进入 Enrolling in Apple Developer Programs-Apple Developer网页，如图 1.11 所示。图 1.11 操作步骤 3（4）选择 Continue 按钮，进入 Sign in or create an Apple ID-Apple Developer Program Enrollment 网页，如图 1.12 所示。图 1.12 操作步骤 4（5）选择 Sign In 按钮，进入 Apple Developer Program Enrollment 网页，如图 1.13 所示。图 1.13 操作步骤 5（6）单击 Individual 按钮

19、后，进入 Sign in with your Apple ID-Apple Developer 网页，如图 1.14 所示。Swift 游戏开发实战教程大学霸 大学霸 图 1.14 操作步骤 6（7）输入 Apple ID 以及密码后，单击 Sign In 按钮，Apple Developer Program Enrollment-Update Information 网页，完善自己的信息，单击 Continue 按钮。以上这几步是申请付费开发者账号的重要步骤，剩下的步骤就需要根据开发者的需求就行填写了。这样就不再做介绍了。注意：从申请一个付费的开发者账号开始到激活大概需要 35 天，这段时间

20、需要开发者留心你的与苹果账号关联的邮箱，苹果公司会为此邮箱发一些邮件。1.2 Xcode 的下载和安装 Xcode 是苹果公司为开发开应用程所提供的开发环境。本节将讲解此开发环境的两种下载和安装方式，即在 App Store 中下载和安装 Xcode 和在其他的网站下载和安装 Xcode。1.2.1 App Store 中下载和安装 Xcode App Store 中提供了很多的软件，而 Xcode 也在其中。以下就是在 App Store 中下载和安装 Xcode 的具体步骤：（1）在 Dock 中找到 App Store，如图 1.15 所示。DockApp Store 图 1.15 操作

21、步骤 1（2）单击 App Store 图标，打开 App Store，如图 1.16 所示。Swift 游戏开发实战教程大学霸 大学霸 搜索栏 图 1.16 操作步骤 2（3）在搜索栏中输入要搜索的内容，即 Xcode，按下回车，进行搜索，如图 1.17 所示。图 1.17 操作步骤 3（4）单击 Xcode 右下方的“免费”按钮，此时“免费”按钮变为了“安装 APP”按钮，如图 1.18 所示。图 1.18 操作步骤 4（5）单击“安装 APP”按钮，弹出“登录 App Store 来下载”对话框，如图 1.19 所示。Swift 游戏开发实战教程大学霸 大学霸 图 1.19 操作步骤 5

22、（6）输入 Apple ID 以及密码后，单击“登录”按钮。此时“安装 APP”按钮变为了“安装”按钮，如图 1.20 所示。并且 Xcode 会在 Launchpad 中进行下载和安装，如图 1.21 所示。图 1.20 操作步骤 6 Launchpad 图 1.21 操作步骤 7（7）一般在 Launchpad 中下载的软件，都可以在应用程序中找到。选择“前往|应用程序”打开应用程序，如图 1.22 所示。图 1.22 操作步骤 8（8）双击 Xcode，弹出 Xcode and iOS SDK License Agreement 对话框，如图 1.23 所示。（9）单击 Agree 按钮

23、，弹出“Xcode想要进行更改。键入您的密码以允许执行此操作”，如图 1.24 所示。Swift 游戏开发实战教程大学霸 大学霸 图 1.23 操作步骤 9 图 1.24 操作步骤 10（10）输入密码，单击“好”按钮，进行组件的安装，组件安装完成后，就会弹出 Welcome to Xcode 对话框。此时 Xcode 就被启动了，如图 1.25 所示。图 1.25 操作步骤 11 1.2.2 其他网站下载和安装 Xcode 有时候，应用商店下载较慢，所以用户也可以选择从其他网站下载 Xcode 安装文件。下面讲解这种 Xcode 的安装步骤：（1）双击下载的 Xcode 软件，弹出正在打开此

24、软件的对话框，如图 1.26 所示。Swift 游戏开发实战教程大学霸 大学霸 图 1.26 操作步骤 1（2）打开该软件后，就会弹出 Xcode 对话框，如图 1.27 所示。图 1.27 操作步骤 2（3）将 Xcode 应用软件拖动到 Applications 文件加中。此时该软件就会拷贝到应用程序中。（4）在菜单栏的“前往|应用程序”中找到安装的 Xcode，双击打开，弹出 Xcode and iOS SDK License Agreement 对话框，如图 1.28 所示。（5）单击 Agree 按钮，弹出“键入您的密码以允许执行此操作”，如图 1.29 所示。图 1.28 操作步骤

25、 3 图 1.29 操作步骤 4 Swift 游戏开发实战教程大学霸 大学霸（6）输入密码，单击“好”按钮，进行组件的安装，组件安装完成后，就会弹出 Welcome to Xcode 对话框，此时 Xcode 就被启动了。1.3 绑定苹果账号 有时为了方便 Xcode 中组件以及内容的随时更新，必须要绑定一个苹果账号。以下将讲解了如何绑定一个苹果账号。（1）单击 Xcode 打开，在菜单栏中选择 Xcode|Preferences 命令。（2）在弹出的对话框中选择 Accounts 选项，打开 Accounts 对话框，如图 1.30 所示。（3）选择“+”号，就会出现三个选项分别为 Add

26、Apple ID、Add Repository、Add Server，如图 1.31 所示、图1.30 操作步骤1 图1.31 操作步骤2（4）选择 Add Apple ID命令，弹出一个 Enter an Apple ID associated with an Apple Developer Program:对话框，如图 1.32 所示。（5）输入苹果账号以及密码后，单击 Add 按钮，此时苹果账号就被绑定了，并将相关信息显示在 Accounts 对话框中，如图 1.33 所示。Swift 游戏开发实战教程大学霸 大学霸 图 1.32 操作步骤 3 图 1.33 操作步骤 4 注意：在进行绑

27、定苹果账号的操作时，Xcode 必须处于启动的状态。1.4 更新组件和文档 Xcode 中组件和文档都是经常更新的。为了获得最新的工具和帮助文档，我们需要定时更新组件和文档。操作方式如下：（1）选择 Accounts 对话框中的 Downloads 选择，进入到 Downloads 对话框，如图 1.34所示。下载安装按钮 图 1.34 操作步骤 1（2）选择需要进行更新的文档及组件后面的下载安装按钮，进行组件和文档的下载安装，如图 1.35 所示。Swift 游戏开发实战教程大学霸 大学霸 图 1.35 操作步骤 2 注意：在更新组件和文档的操作时，Xcode 必须处于启动的状态。1.5 首

28、次打开 Xcode 对 Xcode 安装好之后，就可以使用了。以下就讲解如何打开 Xcode，并实现一个应用程序项目的创建。一个 iOS 应用的所有文件都在 Xcode 项目下，项目可以帮助用户管理代码文件和资源文件。以下是打开 Xcode 并创建项目的具体操作步骤：（1）双击 Xcode 启动，进入到 Welcome to Xcode 对话框中，如图 1.36 所示。图 1.36 操作步骤 1（2）选择 Create a new Xcode project 选项，弹出 Choose a template for your new project:对话框，如图 1.37 所示。Swift 游戏

29、开发实战教程大学霸 大学霸 图 1.37 操作步骤 2（3）选择 iOS 下的 Application 下的 Single View Application 模板，单击 Next 按钮，弹出 Choose options for your new project:对话框。在其中填入 Product Name（项目名）、Organization Identifier（标识符）信息以及选择 Language（编程语言）和设备 Devices（设备），如图 1.38 所示。图 1.38 操作步骤 3 注意：Product Name、Organization Identifier 信息是随意的，由开发

30、者决定。由于我们是使用 Swift 语言编写程序，所以在 Language 这一项中选择 Swift。一般对Organization Identifier、Language、Devices 设置一次后，在下一次创建项目时，到了Choose options for your new project:对话框中只输入 Product Name（项目名）就可以了。（4）单击 Next 按钮，弹出保存位置对话框，如图 1.39 所示。Swift 游戏开发实战教程大学霸 大学霸 图 1.39 操作步骤 4（5）选择 Create 按钮，这时一个项目名为 Hello 的项目就创建好了。1.6 Xcode 的

31、界面介绍 一个 Xcode 项目由很多的文件组成，例如代码文件、资源文件等。Xcode 会帮助开发者对这些文件进行管理。所以，Xcode 的界面也比较复杂，如图 1.40 所示。Swift 游戏开发实战教程大学霸 大学霸 图 1.40 Xcode 界面 在图中可以看到 Xcode 的界面大致可以分为 5 大部分。其中，编号为 1 的部分是导航窗口；编号为 2 的部分是代码编辑区域；编号为 3 的部分是工具窗口；编号为 4 的部分是显示程序调试信息的窗口。编号为 5 的部分是工具窗口。本节将对几个重要的区域进行讲解。1.6.1 导航窗口 导航窗口的作用是显示整个项目的树状结构。开发者可以根据自己

32、的喜好对其进行大小调整，以及显示和隐藏（View|Navigators|Show/HideNavigator 来实现显示和隐藏，或通过使用 Hide or show the Navigator 按钮来实现显示和隐藏）。导航窗口可以显示 8 类不同的信息，所以又有了 8 个导航器。这 8 个导航器分别为：项目导航器、符号导航器、搜索导航器、问题导航器、测试导航器、调试导航器、断点导航器和日志导航器。可以通过导航窗口顶部的8 个图标来进行导航之间的切换，如图 1.41 所示。项目导航器项目导航器符号导航器符号导航器搜索导航器搜索导航器问题导航器问题导航器调试导航器调试导航器断点导航器断点导航器日志

33、导航器日志导航器测试导航器测试导航器 图 1.41 导航窗口 1.6.2 工具窗口 工具窗口可以对项目的一些设置信息进行编辑，开发者也是可以进行随时显示和隐藏的（View|Utilities|Show/HideUtilities 来实现显示和隐藏，或通过使用 Hide or show the Utilities按钮来实现显示和隐藏）。工具窗口可以分为上下两个部分。上半部分显示的内容取决于开发者在编辑器上正在编辑的文件类型，其中文件类型有两种如下：当编辑器编辑的是代码文件时，工具窗口上半部分显示的内容分为：文件查看器和快速帮助其中一个的内容，如图 1.42 所示。要想实现两个内容的切换，可以通过

34、使用此窗口上半部分在顶部显示的图标来进行切换。当编辑器编辑的是界面文件时，工具窗口上半部分显示的内容分为：文件查看器、快速帮助、标识查看器、属性查看器、尺寸查看器和连接查看器其中一个的内容，如图 1.43 所示。要想实现 6 个内容的切换，可以通过使用此窗口上半部分在顶部显示的图标来进行切换。Swift 游戏开发实战教程大学霸 大学霸 日志导航器日志导航器尺寸查看器尺寸查看器属性查看器属性查看器标识查看器标识查看器 图 1.42 编辑代码显示的内容 图 1.43 编辑编辑界面显示的内容 上半个工具窗口介绍完后，在来看下半个窗口。下半个工具窗口显示的内容是文件模板库、代码片断库、对象库和媒体库的

35、其中一个内容，如图 1.44 所示。要想实现这 4 个内容的切换，可以通过使用此窗口下半部分在顶部显示的图标来进行切换。文件模板库文件模板库代码片断库代码片断库视图对象库视图对象库媒体库媒体库 Swift 游戏开发实战教程大学霸 大学霸 图 1.44 工具窗口的下半部分 1.6.3 编辑窗口 编辑窗口可以用来编写代码，或在编辑界面设置用户界面。在顶端，有左右箭头和整个项目的层次显示。编辑窗口可以记住已经编辑的文件名，可以使用顶端的左右箭头来选择曾经编辑过的文件。在一个项目的窗口中至少要包含一个编辑窗口。如果项目要同时打开多个编辑窗口该如何实现呢，以下主要讲解了三个方法。1.Assistants

36、 方法方法 单击窗口中的 Show the Assistant editor 按钮后，Xcode 会默认显示两个编辑窗口（后面的窗口叫做 Assistant）。这两个窗口上的内容一般都是关联的。如果需要显示更多的编辑窗口，可以在 Assistant 窗口的顶部选择“+”按钮来实现。2.Tabs 方法方法 Tabs 方法是显示各个文件，和 Safari 显示网页的方法一样。通过选择 File|New|Tab 命令或使用快捷键 Windows+T 来启动这个方法。通过单击标签或者使用 Windows+Shift+在不同的窗口中进行切换。3.新的窗口新的窗口 新的窗口这个方法和 Tab 类似，但是它是用来显示独立的窗口。要创建新的窗口选择File|New|Window 命令来创建新的窗口。1.6.4 目标窗口 目标窗口中包含了项目的程序和配置，这些配置指定了如何构建程序代码，如图 1.45所示。在目标窗口的顶部，可以选择 General、Capabilities、Info、Build Settings、Build Phases、Build Rules 中的内容。Swift 游戏开发实战教程大学霸 大学霸 图 1.45 目标窗口