本节书摘来异步社区《java 2d游戏编程入门》一书中的第8章，第8.1节，作者：【美】timothy wright（莱特），更多章节内容可以访问云栖社区“异步社区”公众号查看。
制作一款2d太空飞船游戏时，首先要解决的大问题是，当飞船到达屏幕边缘时，会发生什么事情。一个解决方案是，将飞船保持在屏幕的中央，而移动其周围的环境。没有对加载文件的任何支持，也没有关卡编辑器的话，要做到这点似乎有点难。另一个选择是，当飞船到达屏幕边界的时候，将其弹回。这样做似乎显得很奇怪。第三种选择是，让飞船从一端到另一端折返。让我们采用第三种方法。
还有很多方法可以解决这一问题。一种方法是，让飞船完全离开屏幕，然后让其在另一端返回，如图8.1所示。
尝试这一想法似乎很简单。我们使用围绕飞船的一个边界框来测试飞船何时离开了屏幕，并且将其移动到另外一端。这种方法有两个问题：一个问题是，可能会使得飞船在飞行中变成只有很小的一块可见，从而很难碰到它；第二个问题是，飞船会持续地处在屏幕之外。这并不经常发生，但是，当多边形的大部分都在屏幕之外的时候，可能很难撞击到该物体。由于存在这些问题，因此与一直等待直到整个物体离开屏幕相比，折返物体似乎是更好的选择。
折返物体以使得离开屏幕一端的任何部分从屏幕的另一端返回，也需要担心风险。当你将一个物体从一端折返到另一端的时候，同一物体可能会有4个副本，如图8.2所示。
这使得不仅需要绘制4个副本，而且所有4个副本都需要进行碰撞检查。如果只对第一个物体进行碰撞检查，位于其对角的两个物体可能就不会记录碰撞，即便它们的绘制物体有重叠，如图8.3所示。
创建一个渲染列表，其中包含了每个物体的副本，这可以解决该问题。物体可以绘制，并且整个列表可用来检查碰撞。物体折返的时候不会遇到问题，因为一旦物体的中心到了游戏世界的边界之外，就会通过游戏世界的宽度和高度来调整其位置以将其折返。应该总是将折返位置放置在边界之中，这样做物体就不会跑到屏幕之外，如图8.4所示。
// polygonwrapper.java
private vector2f getmin( vector2f[] poly ) {
vector2f min = new vector2f( float.max_value, float.max_value );
for( vector2f v : poly ) {
min.x = math.min( v.x, min.x );
min.y = math.min( v.y, min.y );
}
return min;
}
private vector2f getmax( vector2f[] poly ) {
vector2f max = new vector2f( -float.max_value, -float.max_value );
max.x = math.max( v.x, max.x );
max.y = math.max( v.y, max.y );
return max;
}<code>`</code>
wrappolygon()方法计算最小和最大值，并且使用这些值来判断物体是否需要向北、南、东或西折返。如果物体向两个主要方向折返，例如，向南和向东，那么，它也需要向北和向西折返。四个主要方向的每一个都要进行测试。使用变换方法，复制每个折返多边形，并且将其添加到渲染列表：
package javagames.prototype;
import java.util.list;
import javagames.util.matrix3x3f;
import javagames.util.vector2f;
public class polygonwrapper {
private float worldwidth;
private float worldheight;
private vector2f worldmin;
private vector2f worldmax;
public polygonwrapper( float worldwidth, float worldheight ) {
this.worldwidth = worldwidth;
this.worldheight = worldheight;
worldmax = new vector2f( worldwidth / 2.0f, worldheight / 2.0f );
worldmin = worldmax.inv();
public boolean hasleftworld( vector2f position ) {
return position.x < worldmin.x || position.x > worldmax.x ||
position.y < worldmin.y || position.y > worldmax.y;
public vector2f wrapposition( vector2f position ) {
vector2f wrapped = new vector2f( position );
if( position.x < worldmin.x ) {
wrapped.x = position.x + worldwidth;
} else if( position.x > worldmax.x ) {
wrapped.x = position.x - worldwidth;
}
if( position.y < worldmin.y ) {
wrapped.y = position.y + worldheight;
} else if( position.y > worldmax.y ) {
wrapped.y = position.y - worldheight;
return wrapped;
public void wrappolygon( vector2f[] poly, list renderlist ) {
vector2f min = getmin( poly );
vector2f max = getmax( poly );
boolean north = max.y > worldmax.y;
boolean south = min.y < worldmin.y;
boolean west = min.x < worldmin.x;
boolean east = max.x > worldmax.x;
if( west ) renderlist.add( wrapeast( poly ) );
if( east ) renderlist.add( wrapwest( poly ) );
if( north ) renderlist.add( wrapsouth( poly ) );
if( south ) renderlist.add( wrapnorth( poly ) );
if( north && west ) renderlist.add( wrapsoutheast( poly ) );
if( north && east ) renderlist.add( wrapsouthwest( poly ) );
if( south && west ) renderlist.add( wrapnortheast( poly ) );
if( south && east ) renderlist.add( wrapnorthwest( poly ) );
private vector2f getmin( vector2f[] poly ) {
vector2f min = new vector2f( float.max_value, float.max_value );
for( vector2f v : poly ) {
min.x = math.min( v.x, min.x );
min.y = math.min( v.y, min.y );
return min;
private vector2f getmax( vector2f[] poly ) {
vector2f max = new vector2f( -float.max_value, -float.max_value );
max.x = math.max( v.x, max.x );
max.y = math.max( v.y, max.y );
return max;
private vector2f[] wrapnorth( vector2f[] poly ) {
return transform( poly, matrix3x3f.translate( 0.0f, worldheight ) );
private vector2f[] wrapsouth( vector2f[] poly ) {
return transform( poly, matrix3x3f.translate( 0.0f, -worldheight ) );
private vector2f[] wrapeast( vector2f[] poly ) {
return transform( poly, matrix3x3f.translate( worldwidth, 0.0f ) );
private vector2f[] wrapwest( vector2f[] poly ) {
return transform( poly, matrix3x3f.translate( -worldwidth, 0.0f ) );
private vector2f[] wrapnorthwest( vector2f[] poly ) {
return transform(
poly, matrix3x3f.translate( -worldwidth, worldheight )
);
private vector2f[] wrapnortheast( vector2f[] poly ) {
poly, matrix3x3f.translate( worldwidth, worldheight )
private vector2f[] wrapsoutheast( vector2f[] poly ) {
poly, matrix3x3f.translate( worldwidth, -worldheight )
private vector2f[] wrapsouthwest( vector2f[] poly ) {
poly, matrix3x3f.translate( -worldwidth, -worldheight )
private vector2f[] transform( vector2f[] poly, matrix3x3f mat ) {
vector2f[] copy = new vector2f[ poly.length ];
for( int i = 0; i < poly.length; ++i ) {
copy[i] = mat.mul( poly[i] );
return copy;
位于javagames.prototype包中的screenwrapexample，如图8.7所示，使用polygonwrapper类来折返一个屏幕上来回移动的方块。pos向量保存了方块的位置。poly数组保存了方块多边形。renderlist保存了要折返的方块的副本，以及最初的变换多边形。折返变量是前面所介绍的polygonwrapper。
initialize()方法创建了所有的物体并且将鼠标设置为相对移动，从而不需要鼠标离开屏幕物体就可以在屏幕上折返。如果使用绝对位置的话，processinput()方法使用鼠标位置来移动方块；如果使用相对移动的话，它通过将当前位置和相对移动相加来移动方块。该方法还使用空格键来切换相对鼠标移动。
transform()方法创建了对象的一个副本，并且通过给定的矩形来变换它。updateobjects()方法清理了渲染列表，将方块折返并变换，然后使用polygonwrapper将物体的任何副本添加到渲染列表中。render()方法将渲染列表中的所有物体绘制到屏幕上。