Flutter游戏引擎Flame系列笔记 - 1.Flame引擎概述

Flutter游戏引擎Flame系列笔记 1.Flame引擎概述

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- 文章信息 - Author: 李俊才(jcLee95)
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【介绍】：本文介绍Flame引擎安装和该模块的整体信息。

上一节：《 无 》 | 下一节：《 通过Flame创建第一个游戏 》

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1. Flutter游戏开发现状

当前，Flutter 在游戏开发领域的应用正在逐渐增加，尤其是对于简单的2D游戏和一些轻量级的3D游戏。虽然Flutter主要定位于移动应用和UI开发，但其强大的绘图和动画能力使得它也适用于游戏开发。

在2D游戏开发方面，Flutter提供了强大的绘图功能，使得开发者可以轻松创建2D游戏。您可以使用Canvas来绘制自定义的游戏界面，处理用户输入并实现游戏逻辑。

3D游戏上，尽管Flutter的3D图形能力相对较弱，但一些轻量级的3D游戏也可以在Flutter中实现。目前，Flutter的3D游戏开发相对较少，因为专门的3D游戏引擎在这方面更为强大和适用。

Flutter是基于Skia图形引擎构建的，其主要关注点是用户界面和UI动画，而不是高度优化的游戏性能。因此，对于复杂的3D游戏或需要更高性能的游戏，传统的游戏引擎（如Unity、Unreal Engine等）可能更为合适，不过也可以选择将一些传统的游戏引擎嵌入到Flutter应用中来。

在Flutter中，流行的游戏引擎和库包括 Flame、Flare、Unity for Flutter。

其中：
（1）Flame 是一个用于在 Flutter 中创建 2D游戏 的开源游戏引擎。它提供了一系列易于使用的组件，例如精灵、动画、碰撞检测等，有助于开发简单的2D游戏，它是本系列笔记所记录的主体。其官方地址为：https://docs.flame-engine.org/。

（2）Flare 是一个用于创建矢量图形和动画的工具，它的核心引擎是用 C++ 和 SDL2 编写，也可以在Flutter中使用。虽然它不是传统意义上的游戏引擎，但您可以使用Flare创建复杂的角色动画，并将其集成到游戏中。其官方地址为：https://flarerpg.org/

（3）Unity for Flutter 是一款功能强大的3D游戏引擎，支持多平台发布。虽然 不是 Flutter 的原生解决方案，但 Unity 提供了将游戏 嵌入到Flutter应用中 的选项，从而在 Flutter 应用中展示 Unity游戏 内容。
模块 flutter_unity_widget （仓库地址为：https://github.com/juicycleff/flutter-unity-view-widget）用于在 flutter 中嵌入 unity，并且依据其介绍，它在Android, iPad OS, iOS, Web平台上效果都很好。

下面的一篇博客记录了 如何将Unity游戏嵌入到Flutter App中来，图文并茂，感兴趣的读者可以参考：How to embed an Android Unity game in a Flutter app：https://blog.codemagic.io/how-to-embed-an-android-unity-game-in-a-flutter-app/。

2. Flame引擎整体情况介绍

2.1 关于Flame

Flame是一个由Flutter支持的最轻量级、最小化的游戏引擎。它提供了一些简单有用的API，允许开发者在 Flutter 基础上轻松地开发出 2D 游戏。由于 Flame 使用的是 Flutter 平台，因此你可以配合使用 Flutter 的多种功能，包括但不限于 Flutter 丰富的 UI 工具、跨平台的特性等等。

依据其官方的介绍，Flame 是一个模块化的 Flutter 游戏引擎，为游戏提供了一整套偏僻的解决方案。它利用 Flutter 提供的强大基础设施，但简化了构建项目所需的代码。

Flame的官方文档地址为：https://docs.flame-engine.org/。

在 Flmae 中，提供了一个简单而有效的游戏循环实现，以及您在游戏中可能需要的必要功能。包括 输入（Input）、图像（Images）、精灵（Sprites）、精灵表（Sprite Sheets）、动画（Animations）、碰撞检测（Collision Detection）以及“火焰组件系统”（Flame Component System，FCS）。

2.2 Flame的特点

Flame游戏引擎的主要特性特意归纳为以下四点：

1. 首先，Flame可以与Flutter无缝集成 。如果你已经熟悉Flutter的开发环境，使用Flame将会非常轻松。Flame没有引入什么新的构建概念，它完全建立在原生Flutter环境之上；
2. 其次，Flame具有优秀的渲染性能。根据官方的介绍和开发者的反馈，Flame的表现优越，可在大多数设备上达到满格的FPS（每秒帧数）；
3. 支持跨平台开发。Flame游戏可以在 iOS 和 Android 上运行，甚至是Web和桌面（尽管Web和桌面目前还在预览阶段）；
4. Flame 提供了基础但强大的游戏开发组件 。 Flame内置了Sprite（精灵图）、精灵表、瓦片地图以及粒子系统等游戏开发中常用的组件。

2.3 Flame官方提供的独立软件包

模块	描述	主页
flame_audio	它使用Audioplayers包提供音频功能。 如果你想播放背景音乐、环境声音、音效等，请将其作为依赖项添加到您的 Flame 游戏中。	https://pub.dev/packages/flame_audio
flame_forge2d	它使用Flame自己的名为Forge2D的Box2D端口提供物理功能。	https://pub.dev/packages/flame_forge2d
flame_tiled	这提供了与Tiled 模块封装的集成。	https://pub.dev/packages/flame_tiled
flame_svg	该模块提供了与 flutter_svg 模块的集成。	https://pub.dev/packages/flame_svg

3. Flame的安装

安装Flame非常简单，主要需要几个步骤，我们一步步来看。

步骤一：安装Flutter

由于Flame建立在Flutter上，所以在安装Flame之前，需要确保Flutter已经安装并正确配置。

如果还没有安装，请访问官方Flutter安装页面（https://flutter.dev/docs/get-started/install ）并按照安装步骤进行操作。

步骤二：创建Flutter项目

你可以在已经存在的Flutter项目上安装Flame，或者是新建一个Flutter项目，具体的创建命令如下:

flutter create my_game

步骤三：在项目中添加Flame依赖

进入你的Flutter项目，在 pubspec.yaml文件中添加Flame的依赖。具体依赖版本请访问官方文档查看最新版本。下面是一个例子：

dependencies:flutter:sdk: flutterflame: ^1.8.1

并在控制台执行 flutter packages get 来下载和安装依赖。

经过以上步骤，Flame已经成功安装在项目中。接下来就可以开始使用Flame来构建你的游戏了。

4. Flame的基础架构

在深入了解Flame如何开发游戏之前，我们需要先了解一下Flame中的一些基本概念和核心组件。本节总结了Flame框架中的六个概念，分别是 游戏循环、组件、层、输入处理、资源管理、碰撞检测。

4.1 游戏循环 (Game Loop)

游戏循环是游戏开发中非常基础的概念，它实际上就是一个在游戏运行期间不断循环进行的过程。游戏循环中主要包含两个操作：更新（Update）和渲染（Render）。更新处理游戏逻辑，例如角色移动、碰撞检测等；渲染则负责显示游戏的画面。Flame中有一个名为 Game的抽象类，开发者需要继承这个类并实现相应的 update和 render方法。

4.2 组件 (Components)

在Flame中，组件代表了游戏中的所有元素，例如角色、按钮、背景图等。组件的设计遵循"组合优于继承"的原则。这使得在游戏开发过程中，可以通过组合不同的组件来实现复杂的功能。Flame中常见的组件包括：SpriteComponent(精灵图)、TextComponent(文本)、AnimationComponent(动画)等。

4.3 层 (Layers)

Flame支持将组件放置在不同的层上，以实现游戏中的层叠效果。层可以帮助你管理游戏场景的组织结构，并控制组件的绘制顺序。

4.4 输入处理 (Input Handling)

Flame提供了与Flutter平台无缝集成的输入处理功能，例如触摸、拖拽、点击等。你可以很容易地为组件添加事件监听器，实现在Flutter环境中的交互功能。

4.5 资源管理 (Assets Management)

游戏开发过程中，涉及到许多资源，例如图片、音频等。Flame提供了一套资源管理机制，方便你加载、缓存和访问游戏所需的资源。

4.6 碰撞检测 (Collision Detection)

Flame也支持碰撞检测功能，将碰撞检测组件添加到游戏元素中，可以为游戏逻辑增加判断条件，例如角色与敌人发生碰撞等。

现在您应该对Flame的基本架构有了一个大致的了解。在实际开发过程中，还有很多更高级的功能等待着我们去探索。在接下来的章节中，我们将深入学习如何在Flame中创建场景、角色、交互以及其他有趣的功能。

5. 关于Flame的示例项目

你可以在 https://examples.flame-engine.org 页面上找到大量的Flame的示例。该网站页面元素如下：

其中，点击展开左侧的“导航”可以看到一个基于不同知识点主题组织的目录：

右侧的说明按钮可以打开当前游戏项目的介绍或指引：

“查看源码”按钮可以看到当前项目的源代码，这一般回通过浏览器打开当前项目的github页面地址：

“设备预览”按钮可以选择游戏预览的设备和设备的属性：