Google I/O Extended | Flutter 游戏和全平台正式版支持下 Flutter 的现状

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Hello,大家好,我是《Flutter开发实战详解》的作者,Github GSY 系列项目的负责人郭树煜,本次 Google I/O Extended 我主要是给大家回顾一下本次 I/O 大会关于 Flutter 的一些亮点。

其实本次 I/O 大会对我来说也有特别的意义,因为本次 I/O 大会之后,我参加了 Dart/Flutter GDE 的最后一轮面试,有幸顺利通过了,这对于我个人来说也是一个里程碑。 - 《从台下到台上,我成为 GDE(谷歌开发者专家) 的经验分享》

游戏

如果要说本次 I/O 里 Flutter 有什么亮点,那其中之一必定就是官方的 Flutter 小游戏 pinball

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其实这不是第一次 Flutter 和游戏领域有交集,例如:

  • Unity 就有 Flutter 相关的 UIWidgets ,它是 Unity 编辑器的一个插件包,可帮助开发人员通过 Unity 引擎来创建、调试和部署高效的跨平台应用;
  • 腾讯的 PUBG 吃鸡游戏,其中一些游戏的非游戏 UI 已经开始转向 Flutter ;

因为 Flutter 拥有平台无关的渲染引擎 Skia ,而 Skia 的 2D 渲染能力从手机端、Web 端到 PC 端的支持,经过这么多年的发展已经很成熟,所以在一定程度上,Flutter 本身就是一个 2D 版的“游戏引擎”

Flutter 其实一直有针对游戏引擎有一个关于游戏的 Toolkit ,一般情况下我们可以把游戏分为两类:

  • 射击游戏、赛车游戏等的动作游戏;
  • 棋盘游戏、卡牌游戏、拼图、策略游戏等休闲游戏;

而其实上述这些休闲游戏和 App 十分接近,所以从场景上,它挺更适合使用 Flutter 来进行开发。

甚至在官方的 ToolKit 里,还包含了如google_mobile_ads, in_app_purchase, audioplayers, crashlytics, 和games_services 等工具包,提前为广告和应用内购进行和内置集成支持

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当然,如果你需要实现更复杂的游戏场景,例如 pinball 这样的游戏效果,那么你可能就需要第三方的 Flame 包来完成,这里 GIF 有些掉帧,但是实际使用过程中,如果我不说,你不会发现这是一个 Flutter Web 写的游戏。

TT

Pinball 本身是基于 Flame SDK ,通过 Flutter 和 Firebase 开发的一个具备完成功能的弹珠游戏

其中 Flame 提供了各类游戏相关的开箱即用功能,例如动画、物理、碰撞检测等,同时 Flame 还可以利用了 Flutter framework 的基础内容,所以如果你是 Flutter 的开发者,那么其实你已经具备使用 Flame 构建游戏所需的基础。

其实 Flame 仓库创建于在 2017,并且此之前也有一些使用 Flame 开发的样例子,只是这次 I/O 官方通过 Pinball 游戏,给 Flame 做了一些背书。

在官方的例子就提供了游戏里关于 Camera 的相关示例,在点击屏幕时会添加一个比萨,摄像头会跟随移动,另外在这个例子中还有一些多米诺牌排列在一起,在它会和比萨产生碰撞,从而使瓷砖倾斜,并且引起一些列的物理连锁反应。

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class CameraExample extends DominoExample {
  static const String description = '''
    This example showcases the possibility to follow BodyComponents with the
    camera. When the screen is tapped a pizza is added, which the camera will
    follow. Other than that it is the same as the domino example.
  ''';

  @override
  void onTapDown(TapDownInfo details) {
    final position = details.eventPosition.game;
    final pizza = Pizza(position);
    add(pizza);
    pizza.mounted.whenComplete(() => camera.followBodyComponent(pizza));
  }
}

另外,其实在 2020 年也有一些开发者使用Flutter&Flame在游戏上进行实践,例如掘金上的 吉哈达 在 2020 年就发布过基于 Flame 的坦克大战游戏,本身也是一个比较完整的开源小游戏。

回到 Pinball ,如果你去看 Pinball 游戏的代码,你就会发现它使用的是 Flutter Web 里的 CanvasKit 作为渲染,也就是通过 WebAssembly + Skia 实现的绘制。

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了解过 Flutter 的同学可能知道,Flutter Web 默认在 PC 使用 CanvasKit 渲染 UI ,而在手机端默认会使用 Html 来绘制 UI ,但是如果你使用了 Flame ,那么在手机端也会是 CanvasKit ,因为从设计上考虑,只有 CanvasKit 更符合游戏的设计思想和保持运行效果的一致性

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当然,这也带来了加载太慢的问题,可以看到打开 pinball 大概花费了 3.6 min,这确实是 Flutter Web 在 CanvasKit 下的通病之一。

而 Flutter 开发游戏和在传统 App 中不同的点主要在:

  • 一般传统 App 通常屏幕在视觉上是静态的,直到有来自用户的事件或交互才会发生变化;
  • 对于游戏这一情况正好相反——UI 需要不断更新,游戏状态会不断发生变化;

所以 在 I/O Pinball 中,游戏通过 loop 循环对球在赛场上的位置和状态做出反应,例如球与物体发生碰撞或球脱离比赛,从而做出相应。

@override
void update(double dt) {
  super.update(dt);  final direction = -parent.body.linearVelocity.normalized();
  angle = math.atan2(direction.x, -direction.y);
  size = (_textureSize / 45) * 
    parent.body.fixtures.first.shape.radius;
}

另外还有,在构建 I/O Pinball 下,可以看到界面是有明显的类 3D 效果,那如何仅使用 2D 元素创建 3D 效果?

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其实就是通过对组件进行排序和堆叠资源的层级,以此来以确定它们在屏幕上的呈现位置,例如当球在斜坡上发射时,球的所在的层级顺序增加,因此它看起来在斜坡的顶部。

/// Scales the ball's body and sprite according to its position on the board.
class BallScalingBehavior extends Component with ParentIsA<Ball> {
  @override
  void update(double dt) {
    super.update(dt);
    final boardHeight = BoardDimensions.bounds.height;
    const maxShrinkValue = BoardDimensions.perspectiveShrinkFactor;    final standardizedYPosition = parent.body.position.y +   (boardHeight / 2);
    final scaleFactor = maxShrinkValue +
        ((standardizedYPosition / boardHeight) * (1 - maxShrinkValue));parent.body.fixtures.first.shape.radius = (Ball.size.x / 2) * scaleFactor;final ballSprite = parent.descendants().whereType<SpriteComponent>();
    if (ballSprite.isNotEmpty) {
      ballSprite.single.scale.setValues(
        scaleFactor,
        scaleFactor,
      );
    }
  }
}

另外弹球游戏场上有一些元素,如 Android、Dash、Sparky 和 Chrome Dino,它们都是有动画效果。

对于这些使用的是 sprite sheets,它包含在带有 SpriteAnimationComponent ,对于每个元素都有一个文件,其中包含不同方向的图像、文件中的帧数以及帧之间的时间。

使用这些数据,SpriteAnimationComponent 在 Flame 内将所有图像循环编译在一起,从而使元素看起来具有动画效果。

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final spriteSheet = gameRef.images.fromCache(
  Assets.images.android.spaceship.animatronic.keyName,
);const amountPerRow = 18;
const amountPerColumn = 4;
final textureSize = Vector2(
  spriteSheet.width / amountPerRow,
  spriteSheet.height / amountPerColumn,
);
size = textureSize / 10;animation = SpriteAnimation.fromFrameData(
  spriteSheet,
  SpriteAnimationData.sequenced(
    amount: amountPerRow * amountPerColumn,
    amountPerRow: amountPerRow,
    stepTime: 1 / 24,
    textureSize: textureSize,
  ),
);

最后 Flame 代码库还附带一个组件沙箱,类似于 UI 组件库,可以在开发游戏时,这是一个有用的工具,因为它允许开发者单独开发游戏组件,并确保它们在将它们集成到游戏中之前的外观和行为符合预期。

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全平台

Flutter 3.0 另外一个重点就是增加了对 macOS 和 Linux 应用程序的稳定支持,这是 Flutter 的一个里程碑,现在借助 Flutter 3.0,开发者可以通过一个代码库为六个平台构建应用

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自此 Flutter 终于全平台 stable 支持了,这种支持不是说添加对应平台的UI 渲染致支持就可以:它包括新的输入和交互模型、编译和构建支持、accessibility 和国际化以及特定于平台的集成等等,Flutter 团队的目标是让开发者能够灵活地利用底层操作系统,同时根据开发者的选择尽可能多的共享 UI 和逻辑

例如在 macOS 上,现在支持 Intel 和 Apple Silicon,提供 Universal Binary 支持,允许应用打包支持两种架构上的可执行文件,Flutter 利用了 Dart 对 Apple 芯片的支持 在基于 M1 的设备上更快地编译并支持 macOS 应用程序的 Universal Binary 文件。

本次 I/O 官方就提供了一个 Flutter 合作伙伴的案例:Superlist ,它是 Flutter 如何实现 Desktop 应用的一个很好的例子,它在 I/O 当天发布了测试版。

RR

Superlist 将列表、任务和自由格式内容,组合成全新的待办事项列表和个人计划,提供协作能力,同时 Superlist 也是开源项目 super_editor 的维护组织,所以社区的支持其实对于 Flutter 来说很重要。

每个 Flutter 正式版的发布都包含了大量来自社区的 PR ,例如本次 Flutter 3.0 版本发布就合并了 5248 个 PR

当然,本次在 PC 端还有做了一定的取舍:放弃 Windows 7/8

在 Flutter 3.0 中推荐将 Windows 的版本提升到 Windows 10,虽然目前 Flutter 团队不会阻止在旧版本(Windows 7、Windows 8、Windows 8.1)上进行开发,但 Microsoft 不再支持 这些版本,虽然 Flutter 团队将继续为旧版本提供“尽力而为”的支持,但还是鼓励开发者升级。

注意:目前还会继续为在 Windows 7 和 Windows 8 上能够正常运行 Flutter 提供支持;此更改仅影响开发环境。

另外,Flutter 在 PC 领域虽然目前不像 App 端那么丰富,但是社区也涌向了一批优质的第三方支持,例如 leanflutter.org 目前发布了很多关于 PC 端相关的内容,大家可以在 pub 或者 github 看到相关的内容,其中比如

  • window_manger 就在 PC 领域备受关注,它本身是用于调整窗口的桌面应用的大小和位置,支持 macOS、Linux、WIndows等平台,所以这个包在桌面端领域就相当实用;
  • flutter_distributor 可以帮助你在多个平台上实现自动构建和定制化的发布

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类似 leanflutter 等作者已经在 Pub 发布了很多关于 PC 端能力拓展的插件,所以大家对于 PC 端支持的忧虑可以开始放下,尝试一些 Flutter 的 PC 端开发。

注意是 leanflutter 不是 learnflutter

最后,目前 Flutter PC 端在国内也开始被越来越多的大厂所接纳,比如知名的钉钉、字节、企业微信都在 Flutter PC 端进行投入开发,它们的投入使用也可以反向推动 Flutter PC 端的健康成长。image-20220525135033045

就比如官方的 2022 roadmap 提到:无论一个 SDK 有多么优秀,如果只有少数人在使用它,它都不能反映出它的价值; 而如果 SDK 很普通但是却被大量开发人员使用,它也会有一个健康和有价值的框架,使用这个框架的人才能真正从社区和框架中受益

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