HarmonyOS 基于LYEVK-3861开发童年游戏之贪吃蛇 原创 精华

发布于 2021-8-25 10:19
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介绍

       在LYEVK-3861开发板套件中,有1个OLED屏幕扩展板,带按键的照明板,本次我们用这2个扩展板实现一个简易的贪吃蛇小游戏。由于现有的板子资源有限,综合考虑,计划用OLED屏幕显示游戏运行界面,OLED扩展板和照明板上的按键复用为游戏选择和游戏控制方向键。

HarmonyOS 基于LYEVK-3861开发童年游戏之贪吃蛇-开源基础软件社区

​ OLED屏幕为128*64的点阵,使用I2C接口

​ OLED扩展板上的按键 用于游戏难度的选择和游戏开始的方向控制(向左)

照明板主要是使用板子上的按键,按键用于整个游戏中的确认操作和游戏运行过程中的方向控制(向右)

效果演示

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环境准备

1、开发环境、编译环境搭建,参考官方文档,此处不在赘述。参考链接如下:

Window开发环境
Ubuntu编译环境

2、OpenHarmony 2.0 Canary源码 源码获取,参考:

源码获取说明
镜像全量下载

3、LYEVK-3861 IoT物联网开发板套件

LYEVK-3861开发板

OLED模块与SSD1306

显示原理

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​ 板子上的OLED屏幕约为0.96寸,显存大小128*64,分8个页,PAGE0~PAGE7,128列。

OLED与方块

方块点阵定义

       贪吃蛇的蛇身采用■方块表示,现有的板子的OLED的驱动库里是没有■的点阵定义的,使用PCtoLCD2002这个工具可以生成■的字符点阵定义,可以按照自己的需要生成指定大小的点阵,我们这里使用8*8的点阵,取模结果如下:

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按照如图所示的步骤,实现对方块的取模。实际测试过程中,发现使用原始的取模结果,组成完整蛇的身体的过程中,每个方块之间的间隙比较大,显示效果不是很好。我们对取模结果做了修改,最后的方块的8*8点阵表示如下:

/*---8*8 点阵*/
static const unsigned char F8X8[]=
{
   //0x00,0x7E,0x7E,0x7E,0x7E,0x7E,0x7E,0x00,
   0x7E,0x7E,0x7E,0x7E,0x7E,0x7E,0x7E,0x00, //■
};

OLED显示方块

关于方块的显示和消除,我们使用自己定义的函数来显示整个方块,这函数需要指定方块的起始位置,整个方块的处理不影响屏幕其他区域的显示

/*打印1个方块或者消除方块*/
void Bar(uint8 x0, uint8 y0, DisOnOff onOff)

贪吃蛇

有了以上的一些基础,我们就可以根据我们LYEVK-3861的开发板来设计一个简短贪吃蛇小游戏了。

贪吃蛇游戏基本定义

按键复用

  1. OLED扩展板上的按键功能:

​   ①游戏主界面,点击按钮,可选择不同的难度;

​   ② 游戏界面,功能为控制蛇头左转;

​ 2. 照明板上的按键功能:

​   ①游戏主界面、游戏结束界面、游戏通过界面,确认操作,界面跳转

​   ②游戏界面,功能为控制蛇头右转。

主界面

​ 显示游戏的名字、游戏的可选难度(1、2、3,数字越大难度越大),按键功能选择

游戏界面

​ 使用整个屏幕128x64作为游戏可运行的界面,蛇由方块(8x8的点阵)组成,方块充满整个界面需要16*8个方块。

游戏规则定义

  1. 每次移动1个长度单位(匀速,不同难度移动速度不同)
  2. 通过按键,方向可以改变为蛇前进方向的左边或右边
  3. 随机生成食物
  4. 吃到食物长度+1
  5. 碰到墙壁或身体结束游戏(失败)
  6. 长度达到最长长度结束游戏(成功)

贪吃蛇基本算法设计

蛇的定义

typedef struct {
    int8 X[SNAKE_MAX_LONG];
    int8 Y[SNAKE_MAX_LONG];
    uint8 Long;           //蛇的长度
    gameLevel Level;          // 1-简单 2- 正常 3- 困难
    snakeDirection Direction; //蛇的前进方向 默认向右
} snakeType;                      //蛇结构体

蛇的移动

  • 蛇的局部刷新

由于开发板的CPU Hi3861性能和0.96寸的处理性能都很有限,在贪吃蛇游戏的运行过程中,不能每次都刷新整个屏幕,更新蛇的身体。这里,我们采用局部刷新的方法,避免一次刷新整个屏幕,影响游戏的性能。具体处理方法如下: 蛇每移动一个长度单位(1个方块),不管有没有吃到食物,蛇头方块的位置都会被打印到屏幕上,蛇的尾部方块在未吃到食物的情况下,会被消除,吃到食物,则本次不消除尾部方块。这样做的好处时,蛇每一次的位置变化,除了判断是否吃到食物,只需要对头尾部的方块做打印处理,不需要重复打印蛇身的所有方块。

  • 蛇的移动规则

基于开发板的现有资源,想要实现贪吃蛇的4个方向直接控制是不现实的,为了合理利用开发板的配套资源,我们使用OLED扩展板和照明板上的2个按键来控制蛇的移动。设计方法简要说明如下:

1、 8x8的点阵分割整个屏幕后,每个方块的坐标范围在横向(0-15),纵向(0-7),蛇每次移动一个方块的位置,蛇头的变化范围都是在-1,0,1这个3个数字之间变化,按照蛇的4个行进方向和是否左右转,定义以下的参数:

typedef enum {
    DIREC_STRAIGHT = -1,
    DIREC_RIGHT,  //右
    DIREC_TOP,    //上
    DIREC_LEFT,   //左
    DIREC_BOTTOM, //底
    DIREC_MAX
} snakeDirection;

/*1-2 直行  3-4 左转 5-6 右转*/
static int8 snakeDirectonInfo[4][6] = {
    {1, 0, 0, -1, 0, 1},  //DIREC_RIGHT
    {0, -1, -1, 0, 1, 0}, //DIREC_TOP
    {-1, 0, 0, 1, 0, -1}, //DIREC_LEFT
    {0, 1, 1, 0, -1, 0}   //DIREC_BOTTOM
};

说明:每个方向有6个元素定义, 按照两位一组,分别为直行、左转、右转,这样在处理蛇的移动的时候,可以直接套用定义好的数组,来优化蛇身移动的逻辑处理。

2、没有按键时,蛇按照一定的频率(刷新频率)向前移动,每次移动一个方块;有按键时,根据不同的按键选择不同的处理方式:

if (direc == DIREC_LEFT)
    { //左转
        newPos[0] = snakeDirectonInfo[Snake.Direction][2];
        newPos[1] = snakeDirectonInfo[Snake.Direction][3];
        Snake.Direction = (Snake.Direction + 1) > DIREC_BOTTOM ? (DIREC_RIGHT) : (Snake.Direction + 1);//新的方向
    }
    else if (direc == DIREC_RIGHT)
    { //右转
        newPos[0] = snakeDirectonInfo[Snake.Direction][4];
        newPos[1] = snakeDirectonInfo[Snake.Direction][5];
        Snake.Direction = (Snake.Direction - 1) < DIREC_RIGHT ? (DIREC_BOTTOM) : (Snake.Direction - 1);//新的方向
    }
    else
    { //前进
        newPos[0] = snakeDirectonInfo[Snake.Direction][0];
        newPos[1] = snakeDirectonInfo[Snake.Direction][1];
    }

说明: 当前蛇的行进方向在有偏转的情况下,需要更新蛇的行进方向,这样设计的好处是,便于计算蛇下次的运行位置,让蛇在我们设计的正确的路径上行进。

  • 蛇是否撞墙,是否吃到自己

​ 撞墙和吃到自己的算法也简单,撞墙就判断蛇头坐标是否和墙重合,吃自己函数就遍历所有身体坐标,看是否与头重合。是这一部分是否吃到自己的判断可能会影响到一些游戏的性能

食物

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  • 食物生成/更新

    游戏开始或者食物被吃,重新生成食物坐标,取系统的时钟计数取模来生成一个随机的坐标,若坐标和蛇身重合,则重新生成。

  • 食物是否被吃

    算法也很简单,先判断蛇头坐标是否和食物坐标重合。如果重合则蛇变长一节,把之前储存的蛇尾后面一节坐标赋给最新一节身体。然后重新生成一次食物。

按鍵检测

​ 本程序使用到2个按键,相关代码如下:

    IoTGpioInit(IOT_IO_NAME_GPIO_8); //button  按键B
    IoTGpioSetDir(IOT_IO_NAME_GPIO_8, IOT_GPIO_DIR_IN);

    IoTGpioRegisterIsrFunc(IOT_IO_NAME_GPIO_8, IOT_INT_TYPE_EDGE, IOT_GPIO_EDGE_FALL_LEVEL_LOW, OnButtonBPressed, NULL);

    IoTGpioInit(IOT_IO_NAME_GPIO_5); // oled button  按键A
    IoTGpioSetDir(IOT_IO_NAME_GPIO_5, IOT_GPIO_DIR_IN);

    IoTGpioRegisterIsrFunc(IOT_IO_NAME_GPIO_5, IOT_INT_TYPE_EDGE, IOT_GPIO_EDGE_FALL_LEVEL_LOW, OnButtonAPressed, NULL);

按键响应函数独立检测按键:①游戏主界面,按键选择难度和开始游戏,②游戏运行中,未按键时,蛇身在当前方向移动,直至蛇撞墙;有按键时,根据不同的按程序调整蛇的移动方向,并做其他的逻辑处理。

说明:只是简单的对按键进行响应,并未做复杂的优先级和锁的控制,这一部分有待后续完善。

总结

以上,完成一个基于LVEVK-3861开发板的贪吃蛇小游戏的开发, 限于篇幅,只列出了部分代码。 由于本人业务水平不够,整个开发的过程还是有不少的问题出现,解决了部分,也有很多没有解决。部分功能也没有做完善,留待后续再去补充吧,毕竟没有十全十美。
 
作者:张金苑
 

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已于2021-8-26 16:02:26修改
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