2023-12-14 09:19:37 [显示全部楼层]
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[项目] 用树莓派RP2040做的拼图游戏

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本帖最后由 aramy 于 2023-12-14 09:19 编辑

2021年1月底的时候,树莓派基金会推出了树莓派Pico。功能强劲,价格便宜。 手头这块开发板,核心使用RP2040,在这里就假装是块树莓派来做个拼图游戏。
用树莓派RP2040做的拼图游戏图1


用树莓派RP2040做的拼图游戏图2



  • 采用树莓派Pico核心芯片RP2040:
    • 双核Arm Cortex M0+内核,可以运行到133MHz
    • 264KB内存
    • 性能强大、高度灵活的可编程IO可用于高速数字接口
    • 片内温度传感器、并支持外部4路模拟信号输入,内部ADC采样率高达500Ksps、12位精度
    • 支持MicroPython、C、C++编程
  • 板上功能:
    • 240*240分辨率的彩色IPS LCD,SPI接口,控制器为ST7789
    • 四向摇杆 + 2个轻触按键 + 一个三轴姿态传感器MMA7660用做输入控制
    • 板上外扩2MB Flash,预刷MicroPython的UF2固件
    • 一个红外接收管 + 一个红外发射管
    • 一个三轴姿态传感器MMA7660
    • 一个蜂鸣器
    • 双排16Pin连接器,有SPI、I2C以及2路模拟信号输入
    • 可以使用MicroPython、C、C++编程
    • USB Type C连接器用于供电、程序下载

用树莓派RP2040做的拼图游戏图3



游戏实现过程
拼图游戏,就是对一幅图片进行切割,隐藏其中一个切片,剩下的进行打乱处理,然后将打乱的图片进行还原的过程。
板子的显示屏为240X240的屏幕;从网上寻找图片,图片不能有大面积的留白,尽可能保证切割后,每一小片都不相同。网上的图片缩小尺寸到240X240,然后将图片格式转换为RGB565格式,因为在mpy的库中,使用的是RGB565的图片格式。
图片被分割,需要保证分割的份数是240的因子,这样才保证图片的完整。游戏开始时,在屏幕上显示被分割的行数和列数,分割越多,难度越大。每个被分割后的图片,都需要被记录当前的位置,和应该处的位置。这里我使用一个队列来存放每个切割后的色块信息。队列的长度,就是纵横被切割的块数。队列每个节点的序列,就是该节点在图片中正确的位置;节点的内容,为节点当前所处图片的位置。队列最后一个元素显示做隐藏,作为可以移动的隐藏色块。

  1. class ImgSplit:# 图片分割的块
  2.         maxX=2
  3.         maxY=2
  4.         
  5.         
  6. width = 240
  7. height = 240
  8. res = 0
  9. dc = 1
  10. spi_sck = machine.Pin(2)
  11. spi_tx = machine.Pin(3)
  12. keyA=machine.Pin(5,machine.Pin.IN)
  13. class ImgIterm():
  14.     def __init__(self, pos):
  15.         self.pos = pos  # 当前位置
  16.         self.disp = True  # 是否显示
  17. class HRDGame():
  18.     # 初始化
  19.     def __init__(self):
  20.         spi0 = machine.SPI(0, baudrate=4000000, phase=1, polarity=1, sck=spi_sck, mosi=spi_tx)
  21.         self.disp = st7789.ST7789(spi0, width, height, reset=machine.Pin(res, machine.Pin.OUT),
  22.                                   dc=machine.Pin(dc, machine.Pin.OUT), xstart=0, ystart=0, rotation=0)
  23.         self.disp.fill(st7789.RED)
  24.         self.step = 0  # 移动了的步骤
  25.         self.image = open('bdd.bmp', 'rb')
  26.         self.imagesplit_X = int(240 / ImgSplit.maxX)
  27.         self.imagesplit_Y = int(240 / ImgSplit.maxY)
  28.         self.imglist = []  # 图片列表
  29.         for i in range(0, ImgSplit.maxX * ImgSplit.maxY):
  30.             node = ImgIterm(i)
  31.             self.imglist.append(node)
  32.         node.disp = False
  33.         self.disp.text(font2,str(ImgSplit.maxX)+' X '+str(ImgSplit.maxY),80,70,color=st7789.GREEN, background=st7789.RED)
  34.         self.disp.text(font2,"Pass B key ",40,110,color=st7789.GREEN, background=st7789.RED)
  35.         self.disp.text(font2,"TO START ",60,150,color=st7789.GREEN, background=st7789.RED)
  36.         while keyA.value():
  37.             pass
  38.     def readImgAndDraw(self, nodepos):  # 绘制指定节点 输入为 队列的号
  39.         # 读取指定位置图像,然后在指定位置绘制图像
  40.         x = int(nodepos % ImgSplit.maxX)
  41.         y = int(nodepos / ImgSplit.maxX)
  42.         node = self.imglist[nodepos]
  43.         t_x = int(node.pos % ImgSplit.maxX)
  44.         t_y = int(node.pos / ImgSplit.maxX)
  45.         if node.disp:
  46.             offset = y * self.imagesplit_Y * 480
  47.             self.image.seek(offset)
  48.             for column in range(0, self.imagesplit_Y):
  49.                 buf = self.image.read(480)
  50.                 buf = buf[x * self.imagesplit_X * 2:(x + 1) * self.imagesplit_X * 2]
  51.                 self.disp.blit_buffer(buf, t_x * self.imagesplit_X, t_y * self.imagesplit_Y + column, self.imagesplit_X,
  52.                                       1)
  53.         else:
  54.             self.disp.fill_rect(t_x * self.imagesplit_X, t_y * self.imagesplit_Y, self.imagesplit_X, self.imagesplit_Y,
  55.                                 st7789.CYAN)
  56.     def reset(self):
  57.         self._messimg()
  58.         self.step = 0
  59.         self.imglist[-1].disp = False
  60.         self.rander()
  61.     def rander(self, changeblock=None):  # 绘制图片
  62.         if self.step == 0:
  63.             for i in range(ImgSplit.maxX * ImgSplit.maxY):
  64.                 self.readImgAndDraw(i)
  65.         else:
  66.             self.readImgAndDraw(ImgSplit.maxX * ImgSplit.maxY - 1)
  67.             self.readImgAndDraw(changeblock)
复制代码

因为单片机内存容量的限制,每次移动都需要从原图中切割出各个色块,然后在对应位置进行绘制。每次移动仅仅为两个色块图片的交换,为保障速度,除开首次绘制,每次移动都仅仅绘制交换的两个色块。
游戏中移动依赖摇杆实现。摇杆是两个电位器,分别连接两个AD,用来接收横向、纵向两个方向的摇杆信号。通过AD读取摇杆位置,控制游戏中隐藏色块上下左右移动,当隐藏色块在边缘时,对应移除屏幕的动作就无效,会有蜂鸣器“滴”提示动作无效。

  1. controlH = machine.ADC(3)  # 横向控制
  2. controlV = machine.ADC(2)  # 纵向控制
  3. def keyaction():  # 通过摇杆判断动作
  4.     adc = controlH.read_u16()
  5.     if adc < 12000:  # 左
  6.         return 2
  7.     if adc > 50000:  # 右
  8.         return 3
  9.     adc = controlV.read_u16()
  10.     if adc < 12000:  # 上
  11.         return 0
  12.     if adc > 50000:  # 下
  13.         return 1
  14.     return 5
复制代码
  1.     def action(self, deal):  # 移动 入口:0,1,2,3 代表上下左右
  2.         '''
  3.          单步移动步骤,1 找到不显示的色块
  4.          2 按动作寻找 相邻的色块
  5.          3 如果能找到 则进行移动,返回True,否则返回False
  6.          4 返回值为 是否允许移动,移动的色块
  7.         '''
  8.         self.step += 1  # 移动步骤增加
  9.         cave = self.imglist[-1]
  10.         tpos = cave.pos  # 黑洞坐标
  11.         hx = int(tpos % ImgSplit.maxX)
  12.         hy = int(tpos / ImgSplit.maxX)
  13.         newtpos = None
  14.         if deal == 0:  # 上移
  15.             if hy == 0:  # 禁止上移
  16.                 return False, None, False
  17.             else:  # 允许移动
  18.                 hy = hy - 1
  19.                 newtpos = hy * ImgSplit.maxX + hx
  20.         if deal == 1:  # 下移
  21.             if hy + 1 == ImgSplit.maxY:  # 禁止下移
  22.                 return False, None, False
  23.             else:  # 允许移动
  24.                 hy = hy + 1
  25.                 newtpos = hy * ImgSplit.maxX + hx
  26.         if deal == 2:  # 左移
  27.             if hx == 0:  # 禁止左移
  28.                 return False, None, False
  29.             else:  # 允许移动
  30.                 hx = hx - 1
  31.                 newtpos = hy * ImgSplit.maxX + hx
  32.         if deal == 3:  # 右移
  33.             if hx + 1 == ImgSplit.maxX:  # 禁止右移
  34.                 return False, None, False
  35.             else:  # 允许移动
  36.                 hx = hx + 1
  37.                 newtpos = hy * ImgSplit.maxX + hx
  38.         # 允许移动,交换坐标
  39.         offset = 0
  40.         for iterm in self.imglist:
  41.             if iterm.pos == newtpos:
  42.                 break
  43.             offset += 1
  44.         cave.pos = newtpos
  45.         iterm.pos = tpos
  46.         done = self.checkover()
  47.         return True, offset, done
复制代码

当所有的色块都移动到正确的位置时,游戏结束。将隐藏色块进行显示,显示出完整的图片来。
  1. def checkover(self):  # 检查是否拼完
  2.         i = 0
  3.         for node in self.imglist:
  4.             if node.pos != i:
  5.                 return False
  6.             i += 1
  7.         #拼图完成
  8.         self.imglist[-1].disp=True
  9.         return True
复制代码

为了防止题目无解,图片打乱的顺序是使用随机数按规则进行移动。这样既保证了一定有解,又保障了图片的混乱性。
  1. def _messimg(self):  # 游戏开始时,对图像进行打乱
  2.         maxstep=ImgSplit.maxX*ImgSplit.maxY*8
  3.         for i in range(maxstep):
  4.         #for i in range(10):
  5.             act = random.randint(0, 3)
  6.             self.action(act)
复制代码

最后写一个main.py文件,用来调用游戏。这样就可以脱离电脑,只需要供电即可启动游戏啦!可是发现自己搞不定这个游戏了,连3X3都拼不出来了,记得小时候拼的挺溜:(。上一幅8x8的图片,看看混乱程度!

下载附件华容道.zip

R2D2  NPC

发表于 2023-12-15 23:30:18

有点意思。。图片做华容道。
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