Electron for鸿蒙PC实战项目之俄罗斯方块游戏

yuegu7772025-12-13 8:48

项目概述

这是一个基于 Electron 开发的高级俄罗斯方块游戏应用，实现了经典俄罗斯方块的所有核心功能，并添加了多种游戏模式、难度设置、成就系统和视觉效果。本项目展示了如何在 Electron 环境中构建功能完整、交互流畅的游戏应用，同时新增鸿蒙 PC 平台适配方案，针对 Canvas 渲染、游戏循环、动画效果进行专项优化，核心玩法（如方块旋转、碰撞检测、行消除）在鸿蒙端完全兼容，可作为高性能 Electron 游戏迁移鸿蒙 PC 的典型案例。

技术架构

项目采用 Electron 主进程 - 渲染进程架构，新增鸿蒙适配层，核心模块包括：

  1. 主进程模块：负责窗口管理、应用生命周期和鸿蒙环境适配（禁用硬件加速、窗口配置优化）
  2. 渲染进程模块：包含游戏核心逻辑、Canvas 渲染（鸿蒙端优化）、物理碰撞和用户交互处理
  3. IPC 通信层：实现主进程和渲染进程之间的安全通信（鸿蒙端兼容）
  4. 状态管理模块：处理游戏状态、设置和数据持久化（适配鸿蒙本地存储）
  5. 特效与音效模块：管理游戏视觉效果和声音反馈（鸿蒙端简化特效提升性能）
  6. 鸿蒙适配层：处理系统能力配置、.so 库依赖管理、硬件兼容和性能优化

核心算法实现（鸿蒙适配优化）

1. 游戏状态管理 - 鸿蒙兼容扩展

javascript

运行

复制代码 
// 游戏状态（鸿蒙兼容优化）
const gameState = {
    board: [],
    currentPiece: null,
    nextPiece: null,
    score: 0,
    level: 1,
    lines: 0,
    combo: 0,
    maxCombo: 0,
    gameStatus: 'ready', // ready, playing, paused, gameOver
    gameMode: 'classic', // classic, marathon, battle, blitz
    difficulty: 'normal', // easy, normal, hard, insane
    startTime: null,
    gameTime: 0,
    lastDropTime: 0,
    dropInterval: 1000,
    // 新增：鸿蒙环境标记与性能配置
    isHarmonyOS: process.env.OHOS_ENV ? true : false,
    renderOptimize: process.env.OHOS_ENV ? true : false, // 启用鸿蒙渲染优化
    effectSimplify: process.env.OHOS_ENV ? true : false, // 简化鸿蒙端特效
    dropIntervalOffset: process.env.OHOS_ENV ? 200 : 0 // 鸿蒙端延长下落间隔，提升操作容错
};

2. 主进程代码（main.js）- 鸿蒙核心适配

javascript

运行

复制代码 
// Electron主进程代码（鸿蒙适配版）
const { app, BrowserWindow, ipcMain, dialog } = require('electron');
const path = require('path');
let mainWindow;

function createWindow() {
    // 鸿蒙PC必须禁用硬件加速（解决Canvas渲染异常、动画卡顿问题）
    app.disableHardwareAcceleration();

    mainWindow = new BrowserWindow({
        width: 800,
        height: 600,
        resizable: true,
        title: '高级俄罗斯方块',
        webPreferences: {
            preload: path.join(__dirname, 'src', 'preload.js'),
            nodeIntegration: false,
            contextIsolation: true,
            enableRemoteModule: false,
            devTools: true
        },
        // 鸿蒙PC窗口适配优化
        fullscreenable: false, // 禁用全屏，避免系统兼容性冲突
        titleBarStyle: 'default', // 适配鸿蒙原生标题栏
        backgroundColor: '#000' // 优化Canvas初始渲染背景
    });

    // 加载应用的index.html
    mainWindow.loadFile(path.join(__dirname, 'src', 'index.html'));

    // 鸿蒙环境检测与额外配置
    if (process.env.OHOS_ENV) {
        console.log('Running on HarmonyOS PC, applying compatibility patches');
        // 鸿蒙端禁用窗口阴影和透明效果，减少性能消耗
        mainWindow.setHasShadow(false);
        mainWindow.setOpacity(1.0);
    }

    // 窗口关闭时触发
    mainWindow.on('closed', () => {
        mainWindow = null;
    });
}

// IPC事件处理（保持原有逻辑，鸿蒙端兼容）
ipcMain.on('update-title', (event, title) => {
    if (mainWindow) {
        mainWindow.setTitle(title);
    }
});

ipcMain.on('show-dialog', (event, options) => {
    dialog.showMessageBox(mainWindow, options)
        .then(result => {
            event.reply('dialog-response', result);
        })
        .catch(err => console.error('对话框错误:', err));
});

ipcMain.on('save-score', (event, score, level, lines) => {
    console.log(`保存得分: ${score}, 等级: ${level}, 消除行数: ${lines}`);
});

// 应用事件处理（保持原有逻辑）
app.whenReady().then(createWindow);
app.on('window-all-closed', () => {
    if (process.platform !== 'darwin') {
        app.quit();
    }
});
app.on('activate', () => {
    if (BrowserWindow.getAllWindows().length === 0) {
        createWindow();
    }
});

3. 游戏循环与时间管理 - 鸿蒙性能优化

针对鸿蒙端渲染特性，优化游戏循环，确保帧率稳定：

javascript

运行

复制代码 
function gameLoop(timestamp) {
    if (!gameState.startTime) {
        gameState.startTime = timestamp;
    }

    gameState.gameTime = Math.floor((timestamp - gameState.startTime) / 1000);

    if (gameState.gameStatus === 'playing') {
        // 鸿蒙端优化：降低按键持续检测频率，减少CPU占用
        if (!gameState.isHarmonyOS || (timestamp % 50 < 16)) {
            handleKeyHolds();
        }

        // 控制方块下落速度（鸿蒙端延长初始间隔，提升流畅度）
        const adjustedDropInterval = gameState.dropInterval + gameState.dropIntervalOffset;
        if (timestamp - gameState.lastDropTime > adjustedDropInterval) {
            movePiece(0, 1);
            gameState.lastDropTime = timestamp;
        }
    }

    // 渲染游戏画面（鸿蒙端启用渲染优化）
    if (gameState.renderOptimize) {
        drawBoardOptimized();
        drawNextPieceOptimized();
    } else {
        drawBoard();
        drawNextPiece();
    }

    // 更新UI显示（鸿蒙端简化更新频率）
    if (!gameState.isHarmonyOS || (timestamp % 100 < 16)) {
        updateScoreDisplay();
        updateLevelDisplay();
        updateLinesDisplay();
        updateComboDisplay();
    }
    updateStatusDisplay();

    // 继续游戏循环
    requestAnimationFrame(gameLoop);
}

// 鸿蒙端专用：Canvas渲染优化（减少重绘区域）
function drawBoardOptimized() {
    const canvas = document.getElementById('gameBoard');
    const ctx = canvas.getContext('2d');
    const cellSize = GAME_CONFIG.cellSize;

    // 鸿蒙端优化：只重绘变化区域，而非整个棋盘
    if (gameState.lastUpdatedCells && gameState.lastUpdatedCells.length > 0) {
        gameState.lastUpdatedCells.forEach(cell => {
            const x = cell.x * cellSize;
            const y = cell.y * cellSize;

            // 清除单元格
            ctx.clearRect(x, y, cellSize, cellSize);

            // 绘制背景
            ctx.fillStyle = '#111';
            ctx.fillRect(x, y, cellSize, cellSize);

            // 绘制边框
            ctx.strokeStyle = '#333';
            ctx.strokeRect(x, y, cellSize, cellSize);

            // 绘制方块（如果有）
            if (gameState.board[cell.y][cell.x] !== 0) {
                const color = getBlockColor(gameState.board[cell.y][cell.x]);
                ctx.fillStyle = color;
                ctx.fillRect(x + 1, y + 1, cellSize - 2, cellSize - 2);
            }
        });

        // 绘制当前下落方块（强制重绘）
        drawCurrentPiece();
        // 重置更新单元格记录
        gameState.lastUpdatedCells = [];
    } else {
        // 无局部更新时，绘制整个棋盘（首次渲染或状态重置）
        drawBoard();
    }
}

// 鸿蒙端专用：简化下一方块渲染
function drawNextPieceOptimized() {
    const canvas = document.getElementById('nextPieceCanvas');
    const ctx = canvas.getContext('2d');
    const cellSize = GAME_CONFIG.cellSize * 0.8; // 缩小尺寸，减少渲染压力

    // 清空画布
    ctx.clearRect(0, 0, canvas.width, canvas.height);

    if (gameState.nextPiece) {
        const shape = gameState.nextPiece.shape;
        const offsetX = (canvas.width - shape[0].length * cellSize) / 2;
        const offsetY = (canvas.height - shape.length * cellSize) / 2;

        // 鸿蒙端简化：使用纯色填充，无渐变和阴影
        for (let y = 0; y < shape.length; y++) {
            for (let x = 0; x < shape[y].length; x++) {
                if (shape[y][x] !== 0) {
                    const color = getBlockColor(shape[y][x]);
                    ctx.fillStyle = color;
                    ctx.fillRect(
                        offsetX + x * cellSize + 1,
                        offsetY + y * cellSize + 1,
                        cellSize - 2,
                        cellSize - 2
                    );
                    ctx.strokeStyle = '#333';
                    ctx.strokeRect(
                        offsetX + x * cellSize,
                        offsetY + y * cellSize,
                        cellSize,
                        cellSize
                    );
                }
            }
        }
    }
}

4. 碰撞检测系统 - 鸿蒙效率优化

简化碰撞检测逻辑，减少鸿蒙端计算量：

javascript

运行

复制代码 
function checkCollision(piece, offsetX = 0, offsetY = 0) {
    const shape = piece.shape;
    const positions = piece.getPositions(offsetX, offsetY);

    // 鸿蒙端优化：快速边界检测，提前返回
    for (let y = 0; y < shape.length; y++) {
        for (let x = 0; x < shape[y].length; x++) {
            if (shape[y][x] !== 0) {
                const boardX = positions[y][x].x;
                const boardY = positions[y][x].y;

                // 优先检查边界碰撞（快速失败）
                if (boardX < 0 || boardX >= GAME_CONFIG.cols || boardY >= GAME_CONFIG.rows) {
                    return true;
                }

                // 鸿蒙端优化：忽略负Y坐标（上方边界），减少无效检查
                if (boardY >= 0 && gameState.board[boardY][boardX] !== 0) {
                    return true;
                }
            }
        }
    }

    return false;
}

5. 行消除与特效系统 - 鸿蒙适配简化

简化行消除动画，减少鸿蒙端渲染压力：

javascript

运行

复制代码 
function checkLines() {
    const linesToClear = [];

    // 从底部向上扫描寻找完整行（原有逻辑保持不变）
    for (let y = GAME_CONFIG.rows - 1; y >= 0; y--) {
        let isFullLine = true;
        for (let x = 0; x < GAME_CONFIG.cols; x++) {
            if (gameState.board[y][x] === 0) {
                isFullLine = false;
                break;
            }
        }

        if (isFullLine) {
            linesToClear.push(y);
        }
    }

    if (linesToClear.length > 0) {
        // 鸿蒙端简化特效：禁用复杂动画，直接消除
        if (gameState.effectSimplify) {
            clearLines(linesToClear);
            updateScore(linesToClear.length);
            checkLevelUp();
            checkAchievements(linesToClear.length);
        } else {
            // 原有特效逻辑
            handleLineClearEffect(linesToClear);
            clearLines(linesToClear);
            updateScore(linesToClear.length);
            checkLevelUp();
            checkAchievements(linesToClear.length);
        }

        // 记录更新区域，用于局部渲染
        gameState.lastUpdatedCells = linesToClear.flatMap(y => 
            Array.from({ length: GAME_CONFIG.cols }, (_, x) => ({ x, y }))
        );
    }

    return linesToClear.length;
}

// 鸿蒙端专用：简化得分更新逻辑
function updateScore(linesCleared) {
    let scoreToAdd = 0;

    // 基础得分（简化计算，减少分支）
    switch (linesCleared) {
        case 1: scoreToAdd = 100; break;
        case 2: scoreToAdd = 300; break;
        case 3: scoreToAdd = 500; break;
        case 4: scoreToAdd = 800; break;
    }

    // 鸿蒙端优化：禁用连击倍数，减少计算
    if (!gameState.effectSimplify && gameState.combo > 1) {
        scoreToAdd *= 1 + (gameState.combo - 1) * 0.2;
    }

    // T旋转奖励（保留核心逻辑）
    if (gameState.currentPiece && gameState.currentPiece.type === 'T' && checkTSpin()) {
        scoreToAdd *= 2;
    }

    gameState.score += Math.floor(scoreToAdd);
    gameState.lines += linesCleared;

    // 更新连击
    gameState.combo = linesCleared > 0 ? gameState.combo + 1 : 0;
    gameState.maxCombo = Math.max(gameState.combo, gameState.maxCombo);
}

6. IPC 通信机制 - 鸿蒙兼容调整

javascript

运行

复制代码 
// 渲染进程preload.js（鸿蒙兼容版）
const { contextBridge, ipcRenderer } = require('electron');

// 安全地暴露API给渲染进程
contextBridge.exposeInMainWorld('tetrisGameAPI', {
    // 游戏控制API（鸿蒙端保持兼容）
    game: {
        send: (channel, data) => {
            const validChannels = ['game-action', 'save-score', 'update-title'];
            if (validChannels.includes(channel)) {
                ipcRenderer.send(channel, data);
            }
        },
        
        on: (channel, callback) => {
            const validChannels = ['game-action', 'show-settings', 'show-sound-settings', 'show-keyboard-settings', 'show-rules', 'show-about'];
            if (validChannels.includes(channel)) {
                const subscription = ipcRenderer.on(channel, (event, ...args) => callback(...args));
                return () => subscription.dispose();
            }
        }
    },
    
    // 新增：鸿蒙环境检测API
    env: {
        isHarmonyOS: process.env.OHOS_ENV ? true : false
    }
});

项目结构

1. 原始 Electron 项目结构（保持不变）

plaintext

复制代码 
58-tetris-advanced/
├── README.md          # 项目说明文档
├── main.js            # Electron主进程代码
├── package.json       # 项目配置和依赖
└── src/               # 渲染进程代码
    ├── index.html     # 应用主页面
    ├── preload.js     # 预加载脚本
    ├── renderer.js    # 游戏核心逻辑
    ├── style.css      # 样式表
    └── config.js      # 游戏配置常量

2. 鸿蒙 PC 适配后项目结构（新增 / 调整）

plaintext

复制代码 
ohos_hap/                # 鸿蒙应用根目录（整合Electron项目）
├── electron/            # Electron鸿蒙核心依赖
│   └── libs/
│       └── arm64-v8a/  # 鸿蒙核心库文件（必须完整）
│           ├── libelectron.so
│           ├── libadapter.so
│           ├── libffmpeg.so
│           └── libc++_shared.so
├── web_engine/
│   └── src/
│       └── main/
│           └── resources/
│               └── resfile/
│                   └── resources/
│                       └── app/  # 原有58-tetris-advanced项目代码迁移至此
│                           ├── main.js          # 已适配鸿蒙的主进程代码
│                           ├── package.json     # 适配后的依赖配置
│                           └── src/             # 原有src目录完整迁移
│                               ├── index.html
│                               ├── preload.js
│                               ├── renderer.js
│                               ├── style.css
│                               └── config.js
└── module.json5        # 鸿蒙应用配置文件（新增）

鸿蒙适配核心配置文件

1. package.json（适配调整）

json

复制代码 
{
  "name": "tetris-advanced-harmonyos",
  "version": "1.0.0",
  "main": "main.js",
  "scripts": {
    "start": "electron .", // 原有Electron运行脚本
    "dev": "electron . --dev", // 原有开发模式脚本
    "harmony:build": "ohos build --mode debug", // 新增鸿蒙编译脚本
    "harmony:run": "ohos run" // 新增鸿蒙运行脚本
  },
  "dependencies": {
    "electron": "^34.0.0" // 升级Electron至34+（鸿蒙适配最低要求）
  },
  // 新增鸿蒙适配配置
  "harmonyos": {
    "apiVersion": 20,
    "sysCapabilities": ["windowManager", "storage", "graphics", "multimedia.audio"]
  }
}

2. module.json5（鸿蒙新增配置文件）

json5

复制代码 
{
  "app": {
    "bundleName": "com.example.tetrisadvanced",
    "bundleVersion": "1.0.0",
    "minAPIVersion": 20
  },
  "module": {
    "name": "tetris_module",
    "type": "application",
    "srcPath": "./",
    "deviceTypes": ["pc"], // 指定为鸿蒙PC设备
    "reqSysCapabilities": [ // 仅保留必要系统能力
      "windowManager", // 窗口管理能力
      "storage", // 本地存储（游戏设置/得分记录）
      "graphics", // 图形渲染（Canvas依赖）
      "multimedia.audio", // 音效播放
      "permission:ohos.permission.READ_USER_STORAGE",
      "permission:ohos.permission.WRITE_USER_STORAGE"
    ],
    "abilities": [
      {
        "name": "MainAbility",
        "srcPath": "./web_engine",
        "description": "高级俄罗斯方块主入口",
        "icon": "$media:icon",
        "label": "Advanced Tetris",
        "visible": true,
        "launchType": "standard"
      }
    ]
  }
}

鸿蒙 PC 适配改造核心步骤

1. 环境准备

  • 系统要求：Windows 10/11、8GB RAM 以上、20GB 可用空间
  • 工具安装 ：
    • DevEco Studio 5.0+（安装鸿蒙 SDK API 20+）
    • Node.js 18.x+
    • Electron 34+（鸿蒙适配最低版本）

2. 项目迁移与依赖配置

  1. 登录Electron 鸿蒙官方仓库
  2. 下载 Electron 34 + 版本的 Release 包（.zip 格式）
  3. 解压后将electron/libs/arm64-v8a/目录复制到ohos_hap/electron/libs/下（确保 4 个核心.so 库完整）
  4. 将原有 58-tetris-advanced 项目的所有文件复制到ohos_hap/web_engine/src/main/resources/resfile/resources/app/目录下

3. 代码改造

  1. 修改 main.js：添加硬件加速禁用代码，优化窗口配置
  2. 调整 package.json：升级 Electron 版本，新增鸿蒙编译 / 运行脚本
  3. 创建 module.json5：配置应用信息、系统能力和设备类型
  4. 优化 renderer.js：
    • 新增鸿蒙环境判断逻辑
    • 实现 Canvas 局部渲染优化（drawBoardOptimized）
    • 简化行消除特效和得分计算
    • 优化游戏循环，降低无效计算频率
    • 记录更新区域，减少重绘压力

4. 编译与运行

  1. 在 DevEco Studio 中打开 ohos_hap 目录
  2. 配置签名：进入 File → Project Structure → Signing Configs，自动生成调试签名
  3. 连接鸿蒙 PC 设备：启用开发者模式和 USB 调试，通过 USB Type-C 连接电脑
  4. 编译运行：点击 Run 按钮或执行npm run harmony:run

5. 验证检查项

  • ✅ 应用窗口正常显示，无黑屏 / 闪退
  • ✅ 方块生成、旋转、移动逻辑正常
  • ✅ 碰撞检测准确，无穿墙 / 重叠问题
  • ✅ 行消除功能正常，得分计算准确
  • ✅ 游戏模式（经典 / 马拉松 / 对战 / 闪电）切换正常
  • ✅ 难度调整生效，下落速度随等级提升
  • ✅ 控制台无 "SysCap 不匹配" 或 "找不到.so 文件" 错误
  • ✅ 响应式布局生效，窗口大小可调整
  • ✅ 音效正常播放（若启用）

跨平台兼容性

平台 适配策略 特殊处理
Windows 标准 Electron 运行 无特殊配置
macOS 标准 Electron 运行 保留 dock 图标激活逻辑
Linux 标准 Electron 运行 确保系统依赖库完整
鸿蒙 PC 通过 Electron 鸿蒙适配层运行 1. 禁用硬件加速2. 使用特定目录结构3. Canvas 局部渲染优化4. 简化特效和得分计算5. 降低游戏循环无效计算6. 配置必要系统能力（windowManager、storage、graphics）

鸿蒙端调试技巧与常见问题解决

1. 调试技巧

  • 日志查看：在 DevEco Studio 的 Log 面板中过滤 "Electron" 或 "Tetris" 关键词，定位渲染和逻辑错误
  • 性能分析：使用 DevEco Studio 的 Performance 工具，重点监控 Canvas 渲染耗时和游戏循环帧率
  • Canvas 调试：启用鸿蒙端专用的渲染标记，可视化局部更新区域，验证优化效果

2. 常见问题解决

问题现象 解决方案
"SysCap 不匹配" 错误 检查 module.json5 中的 reqSysCapabilities，仅保留必要系统能力
"找不到.so 文件" 错误 确认 arm64-v8a 目录下 4 个核心库文件完整
窗口不显示 / 黑屏 在 main.js 中添加 app.disableHardwareAcceleration ()，检查窗口尺寸配置
Canvas 渲染错位 禁用硬件加速，确保 Canvas 尺寸计算基于实际窗口大小
游戏循环卡顿 启用局部渲染优化，简化特效，延长下落间隔
方块移动延迟 降低按键检测频率，优化碰撞检测逻辑
存储失败 确认 module.json5 中已申请存储权限，使用 try-catch 包裹 localStorage 操作

性能优化建议（鸿蒙端专属）

  1. 渲染优化：

    • 坚持 Canvas 局部渲染，仅重绘变化区域
    • 简化方块样式，禁用渐变、阴影等耗性能效果
    • 缩小下一方块预览尺寸，减少渲染压力

  2. 逻辑优化：

    • 减少游戏循环中的分支判断，简化计算逻辑
    • 禁用非核心特效（如连击动画、等级提升特效）
    • 降低按键持续检测频率，避免 CPU 空转

  3. 资源优化：

    • 压缩音效文件，避免同时播放多个音效
    • 延迟加载非核心资源（如帮助文档、规则说明）
    • 及时清理事件监听和临时对象，避免内存泄漏

  4. 交互优化：

    • 延长鸿蒙端初始下落间隔，提升操作容错
    • 优化触摸板按键响应，避免误操作
    • 窗口失去焦点时自动暂停游戏，减少资源占用

如何运行

1. 原有 Electron 环境（Windows/macOS/Linux）

bash

运行

复制代码 
# 安装依赖
npm install

# 启动应用
npm start

# 开发模式（带热重载）
npm run dev

2. 鸿蒙 PC 环境

bash

运行

复制代码 
# 进入鸿蒙应用根目录
cd ohos_hap

# 安装依赖
npm install

# 编译项目
npm run harmony:build

# 连接设备后运行
npm run harmony:run

总结

本项目提供了高级俄罗斯方块游戏的完整实现和 Electron 迁移鸿蒙 PC 的专项优化方案，重点解决了高性能游戏在鸿蒙端的渲染效率和帧率稳定性问题。通过学习本项目，您可以掌握 Electron 游戏开发、Canvas 优化、鸿蒙 PC 平台适配等核心技术，适合 Electron 开发者和鸿蒙生态开发者深入实践。

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