Xử lý tương tác người dùng trong các trò chơi HTML5 dựa trên Canvas pptx

Xử lý tương tác người dùng trong các trò chơi HTML5 dựa trên Canvas Giới thiệu Các nhà phát triển đã từng làm việc với Flash hay Silverlight thường ngạc nhiên rằng các ứng dụng được viết cho HTML5 Canvas không cung cấp tiện nghi đặc biệt nào về xử lý dữ liệu đầu vào của người dùng. Về cơ bản, đầu vào từ người dùng của HTML liên quan đến việc sử dụng một hệ thống xử lý sự kiện được xây dựng trong các trình duyệt kể từ những ngày đầu tiên mà trình duyệt hỗ trợ JavaScript; không có gì đặc trưng cho HTML5 để phát hiện và xử lý dữ liệu đầu vào từ người dùng. Ví dụ như khả năng cung cấp thông tin phản hồi mức thấp để chỉ ra tọa độ (x, y) mà người dùng đã nhấn chuột vào. Các từ viết tắt thông dụng  CSS: Cascading Style Sheets (Bản định kiểu xếp chồng)  DOM: Document Object Model (Mô hình đối tượng tài liệu)  HTML: HyperText Markup Language (Ngôn ngữ đánh dấu siêu văn bản) Việc xử lý tương tác của người dùng không có gì khác so với những kiến trúc trò chơi khác. Không có những sự trừu tượng hóa dựng sẵn nào để thông báo cho bạn khi người dùng đã tương tác với một đối tượng cụ thể được biểu thị trên Canvas. Điều này tạo ra một phạm vi rất lớn về kiểm soát mức thấp về cách bạn muốn xử lý các sự kiện đó ra sao. Miễn là bạn có thể không chọn hoặc chọn sai khai báo kiểu tài liệu (DOCTYPE) của trình duyệt khác nhau, thì cuối cùng bạn có thể điều chỉnh việc xử lý các sự kiện để đạt được hiệu quả tối đa theo một ứng dụng duy nhất—chứ không bị gắn chặt vào một cách triển khai thực hiện cụ thể. Trong bài này, hãy tìm hiểu các kỹ thuật để xử lý tương tác người dùng trong các trò chơi dựa trên HTML Canvas. Các ví dụ minh họa cách xử lý các sự kiện bàn phím, chuột và cảm ứng chạm. Các chiến lược để gửi sự kiện đến các đối tượng trò chơi và khả năng tương thích với thiết bị di động cũng được trình bày trong bài này. Bạn có thể tải về mã nguồn cho các ví dụ. Về đầu trang Các loại sự kiện Sự tương tác của người dùng được xử lý hoàn toàn bằng mô hình lắng nghe sự kiện truyền thống của trình duyệt. Không có gì mới khi HTML5 phát hành; đó vẫn là mô hình sự kiện tương tự như đã được sử dụng từ những ngày đầu của Netscape Navigator. Về cơ bản, hãy suy nghĩ về một ứng dụng hoặc trò chơi tương tác như là một gắn kết giữa mô hình sự kiện trình duyệt dành cho dữ liệu đầu vào của người dùng và Canvas dành cho đồ họa đầu ra. Không có sự kết nối logic nào giữa hai thứ đó trừ khi bạn tự mình xây dựng nó. Bạn sẽ tận dụng được lợi thế là những trình lắng nghe sự kiện có thể được gắn kèm với chính phần tử <canvas>. Vì phần tử <canvas> chỉ đơn giản là một phần tử mức-khối (block-level), về phần trình duyệt điều này không có gì khác hơn việc gắn kèm các trình nghe sự kiện vào một <div> hoặc bất kỳ phần tử mức-khối nào khác. Về đầu trang Các sự kiện bàn phím Các loại sự kiện đơn giản nhất để nghe và xử lý là các sự kiện bàn phím. Chúng không phụ thuộc vào phần tử Canvas hoặc vị trí con trỏ của người dùng. Các sự kiện bàn phím chỉ yêu cầu bạn nghe các sự kiện phím xuống, phím lên và nhấn phím ở mức tài liệu. Nghe các sự kiện bàn phím Mô hình trình nghe sự kiện có thể khác nhau tùy thuộc vào việc thực hiện của trình duyệt, do đó, cách nhanh nhất để dựng lên và chạy là sử dụng một thư viện để chuẩn hóa việc xử lý các sự kiện. Các ví dụ sau sử dụng jQuery để kết buộc các sự kiện. Đây thường là cách dễ nhất để bắt đầu, nhưng để tương thích với các trình duyệt cũ, hiệu năng có thể bị ảnh hưởng do mức mã dư thừa hoặc mã viết kém có liên quan đến nỗ lực của jQuery. Một thư viện phổ biến khác, được viết riêng để xử lý sự kiện bàn phím nhanh chóng giữa các trình duyệt, là Kibo (xem phần Tài nguyên). Liệt kê 1 minh họa việc nghe các sự kiện nhấn phím và có hành động thích hợp dựa trên việc nhấn phím nào. Liệt kê 1. Xử lý các sự kiện bàn phím $(document.body).on('keydown', function(e) { switch (e.which) { // key code for left arrow case 37: console.log('left arrow key pressed!'); break; // key code for right arrow case 39: console.log('right arrow key pressed!'); break; } }); Nếu ứng dụng của bạn diễn ra trong môi trường của một trình duyệt web, điều quan trọng là luôn để tâm đến các tổ hợp bàn phím nhạy cảm. Trong khi, về kỹ thuật, có thể định nghĩa các hành vi đối với các tổ hợp phím phổ biến nào đó sẽ ghi đè lên các hành vi trình duyệt mặc định của chúng (chẳng hạn như tổ hợp phím CTRL-R), bạn cần tránh điều này. Về đầu trang Các sự kiện chuột Các sự kiện chuột phức tạp hơn nhiều so với các sự kiện bàn phím. Bạn phải nhận biết về vị trí của phần tử Canvas bên trong cửa sổ trình duyệt cũng như vị trí con trỏ của người dùng. Lắng nghe các sự kiện chuột Thật dễ dàng để có được vị trí của chuột tương đối so với toàn bộ cửa sổ trình duyệt bằng cách sử dụng các thuộc tính e.pageX và e.pageY. Trong trường hợp này, gốc (0,0) sẽ được đặt ở góc trên cùng bên trái của toàn bộ cửa sổ trình duyệt. Bạn thường không quan tâm quá nhiều về dữ liệu đầu vào của người dùng khi con trỏ của người dùng không đặt trong vùng Canvas. Vì vậy, sẽ tốt hơn nếu coi gốc (0,0) được đặt ở góc trên bên trái của phần tử Canvas. Lý tưởng nhất là bạn cần hoạt động bên trong hệ tọa độ cục bộ tương đối so với vùng Canvas chứ không phải là một hệ thống tọa độ chung (global) liên quan đến toàn bộ cửa sổ trình duyệt. Các chiến lược về sự kiện chuột Sử dụng các bước sau đây để chuyển đổi các tọa độ cửa sổ chung sang các tọa độ Canvas cục bộ. 1. Tính toán vị trí (x, y) của phần tử DOM của Canvas trên trang web. 2. Xác định vị trí chung của chuột liên quan đến toàn bộ tài liệu. 3. Để xác định vị trí gốc (0,0) ở góc trên bên trái của phần tử Canvas và chuyển đổi hiệu quả các tọa độ chung thành các tọa độ tương đối, hãy lấy hiệu số giữa vị trí chuột chung được tính ở bước 2 và vị trí Canvas được tính ở bước 1. Hình 1 cho thấy một ví dụ về thông tin mà bạn cần nắm bắt về mặt hệ tọa độ chung của trang web. Hình 1. Vị trí chuột, các tọa độ chung Hình 2 cho thấy kết quả sau khi chuyển đổi vị trí chuột sang các tọa độ cục bộ. Hình 2. Vị trí chuột sau khi chuyển đổi sang các tọa độ cục bộ Liệt kê 2 cho thấy phương thức xác định các tọa độ chuột cục bộ. Giả định rằng bạn đã định nghĩa một phần tử Canvas theo cách đánh dấu, như sau: <canvas id="my_canvas"></canvas>. Liệt kê 2. Xử lý các sự kiện chuột var canvas = $('#my_canvas'); // calculate position of the canvas DOM element on the page var canvasPosition = { x: canvas.offset().left, y: canvas.offset().top }; canvas.on('click', function(e) { // use pageX and pageY to get the mouse position // relative to the browser window var mouse = { x: e.pageX - canvasPosition.x, y: e.pageY - canvasPosition.y } // now you have local coordinates, // which consider a (0,0) origin at the // top-left of canvas element }); Về đầu trang Các hành vi trình duyệt không mong muốn Trong một trò chơi máy tính, bạn thường không muốn bất kỳ hành vi trình duyệt mặc định nào can thiệp vào các hành động của mình. Ví dụ, bạn không muốn kéo chuột để thực hiện chọn văn bản, một lần nhấn phím chuột phải để mở trình đơn ngữ cảnh hoặc cuộn bánh xe chuột để di chuyển lên và xuống trang. Hình 3 cho thấy một ví dụ về những gì có thể xảy ra nếu người dùng nhấn phím chuột và kéo một hình ảnh trong trình duyệt. Mặc dù hành vi trình duyệt mặc định hoàn toàn có nghĩa đối với các ứng dụng kéo và thả, những nó không phải là một hành vi mà bạn muốn có trong trò chơi của mình. Hình 3. Hành vi trình duyệt mặc định khi kéo một hình ảnh Trong tất cả các trình xử lý sự kiện, hãy thêm một dòng preventDefault() và trả về false (sai) từ hàm đó. Mã trong Liệt kê 3 sẽ thực hiện thủ thuật theo cách ngăn chặn cả hành động mặc định lẫn sự kiện xảy ra. Liệt kê 3. Ngăn chặn hành vi mặc định canvas.on('click', function(e) { e.preventDefault(); var mouse = { x: e.pageX - canvasPosition.x, y: e.pageY - canvasPosition.y } //do something with mouse position here return false; }); Ngay cả với mã trong Liệt kê 3, bạn vẫn có thể gặp phải một số tác dụng phụ không mong muốn khi người dùng bắt đầu một sự kiện kéo trên một phần tử DOM, chẳng hạn như sự xuất hiện của con trỏ dạng I (I-beam), sự lựa chọn văn bản và v.v. Theo truyền thống, vấn đề sự kiện kéo phổ biến hơn với các hình ảnh, nhưng để áp dụng nó cho phần tử Canvas để ngăn chặn việc kéo và chọn là một ý tưởng tốt. Liệt kê 4 cho thấy một quy tắc CSS để ngăn chặn các tác dụng phụ của thao tác chọn bằng cách thêm một chút CSS. Liệt kê 4. Các kiểu dáng nên dùng để ngăn chặn thao tác chọn image, canvas { user-select: none; -ms-user-select: none; -webkit-user-select: none; -khtml-user-select: none; -moz-user-select: none; -webkit-touch-callout: none; -webkit-user-drag: none; } Ghi đè lên các hành vi máy tính để bàn Nói chung, ghi đè lên các sự kiện kéo và chọn là một ý tưởng tốt để đảm bảo rằng hành vi kéo và chọn mặc định của trình duyệt không ngóc đầu dậy. Mã trong Liệt kê 5 cố ý không sử dụng jQuery để gắn kèm các sự kiện. jQuery không xử lý đúng đắn các sự kiện ondragstart và onselectstart (nếu được gắn kèm bằng cách sử dụng jQuery, thì các trình xử lý sự kiện có thể không bao giờ bắt đầu được). Liệt kê 5. Hủy bỏ các sự kiện kéo và chọn var canvasElement = document.getElementById('my_canvas'); // do nothing in the event handler except canceling the event canvasElement.ondragstart = function(e) { if (e && e.preventDefault) { e.preventDefault(); } if (e && e.stopPropagation) { e.stopPropagation(); } return false; } // do nothing in the event handler except canceling the event canvasElement.onselectstart = function(e) { if (e && e.preventDefault) { e.preventDefault(); } if (e && e.stopPropagation) { e.stopPropagation(); } return false; } Ghi đè lên các hành vi trên thiết bị di động Trên các thiết bị di động, điều rất quan trọng là bạn ngăn chặn người dùng phóng đại và mở rộng cửa sổ trình duyệt (việc phóng đại và mở rộng thường là hành vi mặc định của trình duyệt cho thiết bị di động đối với các cử chỉ cảm ứng chạm). Bạn có thể ngăn chặn hành vi phóng đại bằng cách thêm user-scalable=no vào siêu thẻ viewport. Ví dụ: <meta name="viewport" content="width=device-width, user-scalable=no, initial- scale=1" /> Để vô hiệu hóa tất cả các chuyển động của tài liệu hoặc cửa sổ khi có các cử chỉ chạm, hãy đính kèm các trình nghe sự kiện trong Liệt kê 6 vào tệp document.body. Về cơ bản, điều này sẽ hủy bỏ tất cả các hành vi trình duyệt mặc định nếu người dùng tình cờ chạm nhẹ vào bất cứ chỗ nào bên ngoài vùng Canvas hoặc vùng trò chơi. Liệt kê 6. Hủy chuyển động cửa sổ trên thiết bị di động document.body.ontouchstart = function(e) { if (e && e.preventDefault) { e.preventDefault(); } if (e && e.stopPropagation) { e.stopPropagation(); } return false; } document.body.ontouchmove = function(e) { if (e && e.preventDefault) { e.preventDefault(); } if (e && e.stopPropagation) { e.stopPropagation(); } return false; } Về đầu trang Phát quảng bá tới các đối tượng trò chơi Bạn cần đính kèm chỉ một trình nghe sự kiện vào Canvas cho mỗi kiểu sự kiện mà bạn muốn bắt giữ. Ví dụ, nếu bạn cần bắt giữ các sự kiện nhấn chuột và di chuyển chuột (mousemove), thì chỉ cần đính kèm một trình nghe sự kiện nhấn chuột duy nhất và một trình nghe sự kiện di chuyển chuột duy nhất vào Canvas. Các trình nghe sự kiện chỉ cần được đính kèm một lần, vì thế, thông thường là đính kèm các sự kiện này trong lúc khởi tạo ứng dụng. Nếu bạn cần các trình nghe sự kiện bắt giữ bất kỳ thông tin có ích nào lan truyền xuống tới các đối tượng được biểu hiện trên Canvas, bạn phải xây dựng logic riêng của mình cho hệ thống. Trong ví dụ này, một hệ thống như vậy sẽ chịu trách nhiệm phát quảng bá sự kiện nhấn chuột hoặc di chuyển chuột tới tất cả các đối tượng trò chơi liên quan đến việc xử lý một trong những sự kiện đó. Khi mỗi đối tượng trò chơi học một trong những sự kiện này, đầu tiên đối tượng trò chơi sẽ cần nhận biết xem sự kiện nhấn chuột hoặc di chuyển chuột có liên quan đến chúng không. Nếu có, thì đối tượng trò chơi đó cần xác định xem các tọa độ chuột có vị trí ở bên trong các ranh giới riêng của nó hay không. Các chiến lược phát quảng bá Chiến lược chính xác của bạn sẽ khác nhau dựa trên các kiểu trò chơi. Ví dụ, một bộ các hình ảnh nhỏ hơn dùng trong 2D (2D tileset) có thể có một chiến lược khác so với một thế giới 3D. Các bước sau đây phác thảo một cách triển khai thực hiện đơn giản có thể làm việc tốt với một ứng dụng 2D đơn giản. 1. Phát hiện các tọa độ nhấn chuột của người dùng trong vùng Canvas. 2. Thông báo cho tất cả các đối tượng trò chơi rằng một sự kiện nhấn chuột đã xảy ra tại tập hợp các tọa độ cụ thể. 3. Đối với mỗi đối tượng trò chơi, thực hiện phép kiểm tra nhấn chuột giữa các tọa độ chuột và hộp giới hạn chứa đối tượng trò chơi để xác định xem các tọa độ chuột có va chạm với đối tượng đó không. Ví dụ phát quảng bá đơn giản Trình xử lý sự kiện nhấn chuột có thể trông giống như Liệt kê 7. Ví dụ này giả định rằng bạn đã thiết lập một kiểu cấu trúc nào đó để theo dõi tất cả các đối tượng trò chơi trên thế giới. Vị trí và các chiều của tất cả các đối tượng trò chơi được lưu trữ trong một biến gọi là gameObjectArray. Liệt kê 7. Phát quảng bá trình xử lý sự kiện nhấn chuột cho các đối tượng trò chơi // initialize an array of game objects // at various positions on the screen using // new gameObject(x, y, width, height) var gameObjectArray = [ new gameObject(0, 0, 200, 200), new gameObject(50, 50, 200, 200), new gameObject(500, 50, 100, 100) ]; canvas.on('click', function(e) { var mouse = { x: e.pageX - canvasPosition.x, y: e.pageY - canvasPosition.y } // iterate through all game objects // and call the onclick handler of each for (var i=0; i < gameObjectArray.length; i++) { gameObjectArray[i].handleClick(mouse); } }); Bước tiếp theo là bảo đảm rằng mỗi đối tượng trò chơi có thể thực hiện kiểm tra nhấn chuột để xác định xem tọa độ chuột có va chạm bên trong khu vực hộp giới hạn của các đối tượng trò chơi không. Hình 4 cho thấy một ví dụ về một lần kiểm tra nhấn chuột không thành công. Hình 4. Nhấn chuột ngoài vùng giới hạn - kiểm tra nhấn chuột không thành công Hình 5 cho thấy một kiểm tra nhấn chuột thành công. Hình 5. Nhấn chuột trong vùng giới hạn - kiểm tra nhấn chuột thành công Bạn có thể định nghĩa một lớp cho các đối tượng trò chơi, như trong Liệt kê 8. Một phép kiểm tra nhấn chuột được thực hiện theo hàm onclick(), hàm này kiểm tra sự va chạm giữa hộp giới hạn của đối tượng đó và các tọa độ chuột được chuyển vào làm một tham số. Liệt kê 8. Lớp đối tượng trò chơi và kiểm tra nhấn chuột function gameObject(x, y, width, height) { this.x = x; this.y = y; this.width = width; this.height = height; [...]... phát quảng bá Trong nhiều trường hợp, có thể xây dựng một công cụ hiệu quả hơn Ví dụ, trong một trò chơi với hàng ngàn đối tượng trò chơi, bạn chắc chắn muốn tránh kiểm tra tất cả đối tượng trò chơi đang ở trong hoạt cảnh cứ mỗi lần bắt đầu một sự kiện Ví dụ sau đây sử dụng các sự kiện tùy chỉnh của jQuery để gửi một sự kiện tổng hợp Sự kiện tổng hợp chỉ được xử lý bởi các đối tượng trò chơi nào đang... những gì sẽ xảy ra khi một số đối tượng trò chơi được xếp chồng lên nhau Nếu người dùng nhấn chuột vào một điểm, ở đây một số đối tượng trò chơi được xếp chồng lên nhau, bạn sẽ cần xác định cách xử lý các hành vi như thế nào Ví dụ, bạn thường hy vọng chỉ có trình xử lý sự kiện của đối tượng gần nhất được khởi động còn các đối tượng khác bên dưới nó được bỏ qua Để xử lý việc xếp chồng lên nhau như vậy,... chuột và cách hủy bỏ hành vi trình duyệt không mong muốn Bài này cũng đã thảo luận về các chiến lược để phát quảng bá các sự kiện tới các đối tượng trò chơi và xem xét lại các lý do nâng cao hơn để kiểm tra nhấn chuột và một phương thức đơn giản để giải quyết vấn đề tương thích với di động Mặc dù phạm vi dữ liệu đầu vào người dùng nằm ngoài bài viết này, các kịch bản dữ liệu đầu vào người dùng điển... trong hàm click, hãy thay đổi mọi thứ để lặp qua tất cả các đối tượng trò chơi trong mảng đã sắp xếp Ngay sau khi bạn nhận được một kết quả đúng từ việc kiểm tra nhấn chuột của một đối tượng trò chơi, hãy ngừng ngay lập tức, không cho việc nhấn chuột tiếp tục lan truyền Nếu bạn không dừng ngay việc kiểm tra này, như trong Liệt kê 13, thì hành vi không mong muốn của các đối tượng trò chơi với việc xử. .. chuột trong trình xử lý sự kiện của đối tượng trò chơi bằng hình thức phát hiện nhấn chuột nâng cao Thông thường, bạn cần tham khảo lĩnh vực của vật lý va chạm trò chơi để biết logic phù hợp API Canvas cung cấp một hàm thú vị được gọi IsPointInPath(), có thể thực hiện các bài kiểm tra va chạm trong vùng đa giác Về cơ bản, IsPointInPath(x, y) cho phép bạn kiểm tra xem điểm (x, y) cụ thể có nằm bên trong. .. tượng trò chơi nằm trong chồng đó Canvas không trưng ra bất kỳ biểu diễn logic nào của độ sâu, vì vậy một lần nữa, bạn cần đặt ra các quy tắc và tạo ra logic cần thiết để xử lý tình trạng này Để đưa vào khái niệm về độ sâu, việc gán một chỉ mục-z cho tất cả các đối tượng trò chơi để mô tả độ sâu của chúng là cần thiết Liệt kê 11 cho thấy một ví dụ Liệt kê 11 Thêm một chỉ mục-z cho đối tượng Trò chơi. .. dụ này: 1 Xử lý sự kiện nhấn chuột như trước và thực hiện bất kỳ các phép chuyển đổi cần thiết nào (chẳng hạn như chuyển đổi vị trí con chuột theo các tọa độ cục bộ) 2 Gửi một sự kiện tổng hợp có chứa các tọa độ chuột đã chuyển đổi làm một tham số 3 Bất kỳ đối tượng trò chơi nào liên quan đến việc xử lý một sự kiện nhấn chuột sẽ thiết lập một trình nghe để nghe sự kiện tổng hợp đó Trình xử lý sự kiện... kiện handleClick Bất cứ khi nào khởi động sự kiện handleClick bất kỳ các đối tượng trò chơi nào đang nghe sự kiện đó sẽ bắt đầu các trình xử lý sự kiện tương ứng của chúng Liệt kê 10 Xử lý một sự kiện tùy chỉnh function gameObject(x, y, width, height) { var self = this; this.x = x; this.y = y; this.width = width; this.height = height; $ (canvas) .on('handleClick', function(e, mouse) { // perform hit test... cú chạm nhẹ của ngón tay cũng có thể làm cho các trình duyệt di động hiểu như là một sự kiện nhấn chuột, nói chung dựa vào việc chỉ nghe các sự kiện nhấn chuột trên các trình duyệt di động thường không phải là một cách tiếp cận tốt Một cách tiếp cận tốt hơn là đính kèm các trình nghe các sự kiện cảm ứng chạm cụ thể để bảo đảm đáp ứng tốt nhất Phát hiện các sự kiện cảm ứng chạm Bạn có thể viết một hàm... xem thiết bị có hỗ trợ các sự kiện cảm ứng chạm hay không và sau đó trả về các tọa độ chuột hoặc các tọa độ điểm chạm cho phù hợp Việc này cho phép gọi các hàm xử lý các tọa độ đầu vào, theo cách không cần biết loại thiết bị đó là gì, bất kể cho dù bạn đang ở trên một máy tính để bàn hoặc nền tảng di động Liệt kê 15 cho thấy một ví dụ về một hàm không biết rõ về thiết bị bắt giữ các sự kiện chuột và . này, hãy tìm hiểu các kỹ thuật để xử lý tương tác người dùng trong các trò chơi dựa trên HTML Canvas. Các ví dụ minh họa cách xử lý các sự kiện bàn phím,. Xử lý tương tác người dùng trong các trò chơi HTML5 dựa trên Canvas Giới thiệu Các nhà phát triển đã từng làm việc