借助近距离通信,实现手机作为游戏控制器掌控大屏游戏


一、前言

随着移动互联网时代的深入发展,人们对电子产品的体验效果要求越来越高,各种游戏体验和效果都得到很大的提升。本文主要介绍使用手机或者平板作为游戏控制器,借助近距离通信(Nearby Service),通过蓝牙和WIFI技术,实现控制大屏游戏的效果。

二、场景描述

在实际使用过程中,可以通过大屏游戏主页提供的二维码链接去下载控制器程序,游戏的所需操作都可以进行数据传输,本文主要演示如何将手机陀螺仪数据进行传输。

通过该方案,可以解决普通游戏控制器功能单一,使用成本高等问题。同时,由于无需Internet连接,不会造成额外流量消耗或者传输效果受到Internet网络质量的影响。此外,允许手机控制器程序轻松地与附近的设备(大屏游戏)进行发现、连接及数据交换,灵活支持多人同时参与同一游戏。

三、整体流程

使用手机或者平板电脑作为游戏控制器,通过集成近距离通信能力,将手机或者平板电脑中的传感器的实时数据,无线传输到显示游戏的大屏设备上,实现对游戏角色的控制。
下图中的发现端对应手机游戏控制器,广播端对应大屏游戏。双方对应的流程总体一致,都要经过:

广播扫描 -> 建立连接 -> 传输数据 -> 断开连接。

下图中广播扫描阶段,进行设备发现,需要基于BLE(低功耗蓝牙)双向广播技术。传输数据阶段,设备之间的高速传输,直接基于传统的P2P协议实现。

四、集成关键步骤说明和代码

您需要按照流程来完成应用的开发工作,完整的开发流程可以参考链接。开发准备完成后,就可以进行编码了,关键步骤及代码如下:

步骤一、开始广播

public void doStartBroadcast(View view) {
     Context context = getApplicationContext();
     mDiscoveryEngine = Nearby.getDiscoveryEngine(context);
     BroadcastOption.Builder advBuilder = new BroadcastOption.Builder();
     advBuilder.setPolicy(Policy.POLICY_STAR);
     mDiscoveryEngine.startBroadcasting(myNameStr, myServiceId, mConnCb, advBuilder.build());
 }

步骤二、开始扫描

public void doStartScan(View view) {
     ScanOption.Builder discBuilder = new ScanOption.Builder();
     discBuilder.setPolicy(Policy.POLICY_STAR);
     mDiscoveryEngine.startScan(myServiceId, mDiscCb, discBuilder.build());

步骤三、请求连接

private void connect(View view) {  
     mDiscoveryEngine.requestConnect(myNameStr, mEndpointId, mConnCb)
     .addOnSuccessListener(new OnSuccessListener<Void>() {
         @Override
         public void onSuccess(Void aVoid) {
             Toast.makeText(SensorActivity.this,"connect Success",Toast.LENGTH_SHORT).show();
             Log.d(TAG, "connect Success:");
         }
     }).addOnFailureListener(new OnFailureListener() {
         @Override
         public void onFailure(Exception e) {
             Toast.makeText(SensorActivity.this,"connect Failure",Toast.LENGTH_SHORT).show();
             Log.d(TAG, "connect Failure");
         }

步骤四、发送数据

控制器:发送陀螺仪获取的实时数据

private void sendData(Data bytesData){    Nearby.getTransferEngine(getApplicationContext()).sendData(mEndpointId, bytesData);}

游戏大屏:接收数据

private DataCallback mDataCb =
     new DataCallback() {
         @Override
         public void onReceived(String string, Data data) {
             Log.d(TAG, "onReceived, Data.Type = " + data.getType());
             Log.d(TAG, "onReceived, string ======== " + string);
             switch (data.getType()) {
                 case Data.Type.BYTES:
                     String str = new String(data.asBytes(), UTF_8);
                     receiveMessage(data);
                     break;
                 default:
                     Log.i(TAG, "the other Unknown data type, please check the uploaded file.");
                     return;
             }
         }
 
         @Override
         public void onTransferUpdate(String string, TransferStateUpdate update) {
                                 Log.d(TAG, "onTransferUpdate.Status=======" + update.getStatus());
                     return;
             }
         }
     };
private void receiveMessage(Data data) {
     msgStr = new String(data.asBytes(), UTF_8);
 
     SimpleDateFormat dateFormat = new SimpleDateFormat("HH:mm:ss.SSS");
     String dateStr = dateFormat.format(new Date());
     tvData.append("\n" + dateStr + msgStr);
 }

步骤五、断开连接

private void disconnect(){
     mDiscoveryEngine.disconnect(mEndpointId);
 }

五、效果展示

由于硬件条件限制,使用两台手机进行效果测试,一台手机用作控制器发送手机陀螺仪的实时数据,另一台设备作为游戏大屏进行数据的接收,在接收数据后,可以根据数据计算得出控制器的姿态等数据,实现对游戏的控制功能。

在两台设备距离三米左右时,发送和接收数据的对比如下:

在设备间距离差距不大时(例如相距3米或4米),数据传输的时延变化不是很大,基本都在1s以内,数据传输依旧具有实时性;即使两台手机都处在移动中,也能够为用户提供良好的使用体验。

注意,当前大部分手机蓝牙在两台设备间无大的障碍物的情况下,距离7米远时也能保证很好的传输质量,超过8米将会出现断点,超过10米会断开连接。

六、注意事项

1、此示例需要填写接收双方的设备名称,进行连接。可以根据您的需要,扫描过程中,您可以向用户展示发现的设备列表,并允许他们选择连接哪些设备。

2、此示例显示了一种扫描和连接方式(1-N或者星型连接拓扑的点到点策略)。根据您的需要,您可以使用其他两种连接方式:M-N或者网状连接拓扑的点到点连接策略,和1-1连接拓扑的点到点连接策略。三种策略适用的场景,可以参考该链接。

3、此示例传输的数据格式是字节序列(BYTES),该类型数据的长度大小不能超过32KB。可以根据您的需要,选择其他另外两种数据类型:文件(FILE)和流(STREAM)。

4、此示例手机控制器应用发送的数据是手机陀螺仪数据,未进行任何处理。可以根据您的需要,计算得出手机姿态等数据,实现对游戏角色的控制。

5、此示例中,接收双方接收数据会存在时延,该时延仅供参考,不作为近距离通信的性能的标准。

原文链接:https://developer.huawei.com/consumer/cn/forum/topic/0204428876579660015?fid=18

原作者:胡椒

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