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太赞了!在鸿蒙上玩俄罗斯方块小游戏(附源码)

51CTO技术栈 2020-12-10
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先来看视频:

01

原理

俄罗斯方块相信大家都玩过,首先把场景分成可移动部分、和固定部分,如下图:

unsigned short data_blk[16];  //游戏固定部分unsigned short data_act[4];   //游戏移动部分unsigned char display_blk_data[53] = {0x40,0xff,0x55};  //游戏场景部分用于显示unsigned char display_nst_data[17] = {0x40};  //游戏显示将出场的下一个方块unsigned char data_nst;   //下一个方块的内容unsigned int score = 0;   //得分unsigned int delay = 100000;   //下降延时控制速度char row_act = -1;   //活动方块所在行数hi_i2c_data display_blk;  //用于显示hi_i2c_data display_nst;  //用于显示

固定场景部分大小为 16x12,用 16 个无符号 short(16 位)型表示,仅用到低 12 位。

可移动部分大小为 4x12,用 4 个无符号 short(16 位)型表示,仅用到低 12 位。

所有的方块(19 种)有预定义为 block[19][4],下一个预告用一个无符号 char 型(0-18)表示 19 个其中的一个。

通过 row_act(活动方块所在行数)控制活动方块向下移动。

02

显示

代码如下:
void display(void){    //show the canvas    unsigned short temp;    for(unsigned char i=0;i<8;++i)    {        for(unsigned char j=0;j<12;++j)        {            for(unsigned char k=0;k<4;++k)            {                display_blk_data[3+j*4+k] = 0x00;                temp = i*2>=row_act && i*2<row_act+4 ? data_blk[i*2]|data_act[i*2-row_act] : data_blk[i*2];                display_blk_data[3+j*4+k] |= temp&1<<j ? img[k] : 0x00;                temp = i*2+1>=row_act && i*2<row_act+3 ? data_blk[i*2+1]|data_act[i*2+1-row_act] : data_blk[i*2+1];                display_blk_data[3+j*4+k] |= temp&1<<j ? img[k]<<4 : 0x00;            }        }        oled_write_data(0, i, &display_blk);    }    //show the nest block    for(unsigned char i=0;i<2;++i)    {        for(unsigned char j=0;j<4;++j)        {            for(unsigned char k=0;k<4;++k)            {                display_nst_data[j*4+k+1] = 0;                display_nst_data[j*4+k+1] |= block[data_nst][i*2]&0x10<<j ? img[k] : 0x00;                display_nst_data[j*4+k+1] |= block[data_nst][i*2+1]&0x10<<j ? img[k]<<4 : 0x00;            }        }        oled_write_data(64, i+1, &display_nst);    }    //show the score    oled_write_num(647, score, 0);}

显示函数由三部分组成:游戏场景、下一块预告、分数。

重点介绍一下游戏场景部分:

最外层 i 循环共 8 次,每次显示 16 行中的两行。

第二层 j 循环共 12 次,每次处理一行中的一个像素。

第三层 k 循环把第个游戏像素换算成用于显示的 4x4 个像素:
temp = i*2>=row_act && i*2<row_act+4 ? data_blk[i*2]|data_act[i*2-row_act] : data_blk[i*2];
temp = 行数遇到可移动部分?背景+前景:背景。
display_blk_data[3+j*4+k] |= temp&1<<j ? img[k] : 0x00;

用于显示的像素数据 |= 显性像素?img 中的一列:不显示。

下一块预告部分与上面类似,相信能举一反三的理解一下。

再简单介绍一下显示分数的部分“void oled_write_num(hi_u8 x,hi_u8 y,unsigned int n,hi_bool zero)"。

x y 是要显示的数值所在的坐标,n 是要显示的数值,zero 是否显示前面的 0:
void oled_write_num(hi_u8 x, hi_u8 y, unsigned int n, hi_bool zero){    unsigned int number = n;    unsigned char str_num[9];    for(unsigned char i=0;i<8;++i)    {        str_num[7-i] = num[number%10];        number /= 10;    }    str_num[8] = 0;    if(zero)    {        oled_write_string_57(x, y, (hi_u8 *)str_num);    }    else    {        hi_u8 *p = str_num;        for(;*p=='0';++p);        oled_write_string_57(x, y, p);    }    }

这部分比较简单相信大家都能理解,把 int 型按位转换成字符串显示,如果去除前面的 0 直接将字符串的起始地址向后移动,直到有非 0 数字。

如果想仔细研究显示原理请下载附件显示驱动芯片数据手册。

03

方块移动

代码如下:
void block_left(void){    //限制移动代码    //move to right on screen left    for(unsigned char i=0;i<4;++i)    {        data_act[i]>>=1;    }}

直接把活动方块进行移动操作即可,左右原理一样。就这么简单?当然不是!

在移动前还要加一些限制:到边界了不能再移动、有固定方块阻挡不能移动。

下面就是限制移动代码,如果触发限制移动条件,直接返回,不进行移动操作:
    //if close to edge give up move    for(unsigned char i=0;i<4;++i)    {        if(data_act[i]&0x0001)        {            return;        }        if((data_act[i]>>1) & data_blk[row_act+i])        {            return;        }    }
这个最烧脑的就是方块的旋转了,发视频前就差旋转函数没有写了,直到昨天才调到合适,先看一下基础代码:
static void block_turn(char* arg){    (void)arg;    unsigned short turned[4]={0000};    unsigned char i;    for(i=0;i<12;++i)    {        if(data_act[0]&1<<i || data_act[1]&1<<i || data_act[2]&1<<i || data_act[3]&1<<i)        {            break;        }    }    for(unsigned char j=0;j<4;++j)    {        for(unsigned char k=0;k<4;++k)        {            turned[3-j] |= data_act[k]&1<<(i+j) ? 1<<(i+k) : 0;        }    }    for(unsigned char j=0;j<4;++j)    {        data_act[j] = turned[j];    }}

首先是声明一个"turned[4]"用于存放旋转后的方块,为什么不直接在原图旋转呢?

  • 第一个循环从低到高到位扫描找到方块所在列。

  • 第二个循环从找到方块的列取 4X4 进行行列转置。

  • 第三个循环把旋转后的方块更新到当前活动方块。

重点:前面讲了这是一个基础代码,功能实现了,但有一个问题不得不考虑:旋转后干涉吗?干涉怎么办?

解析:除了上面不会干涉,下左右都可能因为旋转干涉,干涉我就不转了呗。

如图旋转会造成方块下移:
    for(unsigned char j=0;turned[0]==0&&j<2;++j)    {        turned[0] = turned[1];        turned[1] = turned[2];        turned[2] = turned[3];        turned[3] = 0;    }
如果己经在边上了,可能会造成出界:
    for(;turned[0]&1<<12 || turned[1]&1<<12 || turned[2]&1<<12 || turned[3]&1<<12;)    {        for(unsigned char j=0;j<4;++j)        {            turned[j] >>= 1;        }       }

因为是左对齐的,所以左边不会存在这个情况,且只有右边有富裕空间刚好利用一下。

最近再检测一下是否与固定方块干涉:
    for(unsigned j=0;j<4;++j)    {        if(turned[j] & data_blk[row_act+j])        {            return;        }    }

以上条件都满足了,才能执行最后的更新到当前活动方块,否则放弃旋转。

这也是为什么要事先声明一个“turned[4]“,如果在原图旋转万一干涉了还要转回去!

04

按键的实现(重点)

按键用到了两个接口分别是 GPIO5 和 GPIO8:
void init_key(void){    GpioInit();    IoSetFunc(WIFI_IOT_IO_NAME_GPIO_5, WIFI_IOT_IO_FUNC_GPIO_5_GPIO);    GpioSetDir(WIFI_IOT_IO_NAME_GPIO_5, WIFI_IOT_GPIO_DIR_IN);    IoSetPull(WIFI_IOT_IO_NAME_GPIO_5, WIFI_IOT_IO_PULL_NONE);    GpioRegisterIsrFunc(WIFI_IOT_IO_NAME_GPIO_5, WIFI_IOT_INT_TYPE_EDGE, WIFI_IOT_GPIO_EDGE_FALL_LEVEL_LOW, key_press, NULL);    IoSetFunc(WIFI_IOT_IO_NAME_GPIO_8, WIFI_IOT_IO_FUNC_GPIO_8_GPIO);    GpioSetDir(WIFI_IOT_IO_NAME_GPIO_8, WIFI_IOT_GPIO_DIR_IN);    IoSetPull(WIFI_IOT_IO_NAME_GPIO_8, WIFI_IOT_IO_PULL_UP);    GpioRegisterIsrFunc(WIFI_IOT_IO_NAME_GPIO_8, WIFI_IOT_INT_TYPE_EDGE, WIFI_IOT_GPIO_EDGE_FALL_LEVEL_LOW, block_turn, NULL);}

这两个接口还是有区别的,5# 口上接了三个按键,8# 口上一个按键,分别指定了中断服务函数:

  • 8#比较简单检测到下降沿进行中断服务程序(方块旋转)即前面讲到的“block_turn()”。

  • 5#稍复杂一点,进行中断服务程序后再进行 AD 转换,通过 AD 转换检出是哪一个按键被按下,再进行不同的操作。

当不同的按键按下时,会通过 AD 检测到不同的采样值,可以通过计算得到,也可以通过实际采集得到。

读取端口的模拟量值:
hi_u16 read_key(void){    hi_u16 data=0;    hi_adc_read(HI_ADC_CHANNEL_2, &data, HI_ADC_EQU_MODEL_4, HI_ADC_CUR_BAIS_DEFAULT, 10);    return data;}

用到了自带的“hi_adc_read”,参数分别是(要读取的端口、接收数据的变量、取N次采样平均结果、基准电压、采样间隔)。

这里读的是端口 2(见原理图)取 4 次平均值,自动基准电压,10us 间隔,可以是方法还没有完全掌握,更改基准电压没有影响检测值,而且当没有按键按下时应该读到 3.3V 的电压,却只读到了 1.8V 的电压。

后面再仔细研究后更新一下。

这里提供计算方法供参考:

  • 当 S1 按下,采集电压 = 3.3 * 1 (1+4.7) = 0.578947368V,采集到的值 = 4096 * 1 (1+4.7) = 718。

  • 当 S2 按下,采集电压 = 3.3 * (1+1) (1+1+4.7) = 0.985074627,采集到的值 = 4096 * (1+1) (1+1+4.7) = 1223。

以下参考值来源实际采集:
static void key_press(char* arg){    (void)arg;    unsigned int ret = read_key();    usleep(500);    if (abs(ret - read_key()) > 30)    {        return;    }    if(ret>300 && ret<360)    {        block_left();        return;    }    if(ret>530 && ret<590)    {        block_right();        return;    }}

05

自然下降

向下移动就简单多了,直接进行 ++ 就 OK 了。
row_act++;
但是在加之前也有附加条件,是不是到底了?到底了是不是有满足消除条件的行了?会不会已经到顶行了?
    char flag = 0;    for(unsigned char i=0;i<4;++i)    {        if(data_blk[row_act+i+1] & data_act[i])        {            flag = 1;            break;        }    }    if(flag || (row_act>11 && data_act[15-row_act]!=0))    {        for(unsigned char i=0;i<4;++i)        {            data_blk[row_act+i] |= data_act[i];            data_act[i] = block[data_nst][i];        }        remove_full();        row_act = -1;        data_nst = get_next();        //Game over        if(data_blk[0])        {            oled_write_string_16(203, (hi_u8 *)"Game over!");            while(1)            {                usleep(5000);            }        }    }

如果到底了(不管是到游戏场景的底部,还是遇到固定的方块)当前活动方法结束:

  • 当前活动划到固定方块,重新在顶部生成新的方块。

  • 一个方块落定后要判断是否有满足可消除的行,如果有消除。

  • 如果最顶行都被固定方块填充的时候判定“Game over!”。


如果有人还没有配置好开发环境,也可以下载我编译好的,直接用 HiBurn 烧进行去可以玩了!欢迎提建议交流(尽量不要喷我的注释)!


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