Table of Contents

Jocul "2048"

Proiect PM - 2023

Student: Adrian-Valeriu Croitoru
Grupa: 332CA
Asistent: Victor Stoica

Introducere

Proiectul reprezinta o implementare a celebrului joc de smartphone - “2048”. Scopul jocului este, in primul rand, de a atinge milestone-ul de 2048 (pe un tile), dar dupa aceea, un high score cat mai mare poate reprezenta un scop la fel de placut.

A fost ales acest proiect datorita faptului ca acest joc este, dupa multi ani, la fel de jucat si cunoscut, fiind una dintre aplicatiile de smartphone pe care o accesez zilnic.

Utilitatea proiectului este, in primul rand, data de factorul de invatare. Cu siguranta vor fi multe dificultati software & hardware pe parcurs.

Totodata, este demn de amintit faptul ca ecranul telefoanelor mobile poate deveni daunator pentru ochi, motiv pentru care acest proiect vine in ajutorul utilizatorului, livrand aceeasi functionalitate a jocului 2048, dar pe un ecran mult mai prietenos cu ochiul.

Descriere generală

Utilizatorul se va putea juca folosind joystick-ul. Exista 4 directii posibile - N, S, E, V, orice mutare intre acestea a joystick-ului fiind aproximata la cea mai apropiata directie.
Va exista si un buton de restart, iar fiecare mutare a jucatorului va fi marcata printr-un sunet specific produs de buzzer.
Interactiunea efectiva cu UI-ul va fi realizata prin afisajul grafic LCD.

Schema bloc

Hardware Design

Lista componentelor hardware:

  • 1 x Groundstudio Jade Uno+
  • 1 x Display LCD 128*64 (5V iluminat, ST7920 controller)
  • 1 x Modul Buzzer
  • 1 x Modul joystick cu push-button
  • 1 x Placa de prototipare cablaj PCB 9×15 cm
  • fire Dupont mama-tata & tata-tata

Schema electrica



Software Design

  1. Mediu de dezvoltare: Arduino IDE
  2. Biblioteci utilizate: u8glib (pentru interfatarea modulului LCD ST7920)

Implementarea software este, ca structura, foarte asemanatoare cu cea in care se realizeaza jocurile video, in OpenGL. Astfel, de fiecare data, se “re-randeaza” cadrul curent, tinand cont de parametri precum:

  1. gameState (in ce stadiu se afla jocul: neinceput, in desfasurare, VICTORY sau GAME OVER)
  2. pozitia fiecarui tile pe ecran

Se foloseste Timer1 de pe placuta pentru a contoriza timpul total trecut de la inceperea jocului curent.

Butonul este setat sa produca o intrerupere pe falling edge, aceasta fiind concretizata in oprirea imediata a jocului curent si intoarcerea in meniul principal.

Se foloseste ADC (Analog digital conversion) pentru a traduce inputul dat de joystick intr-o miscare propriu-zisa UP, DOWN, LEFT sau RIGHT.

Se folosesc multiple variabile de debounce pentru a evita situatia in care aceeasi comanda este efectuata de N ori. (e.g. atunci cand tinem joystick-ul blocat in pozitia RIGHT)

Game Flow

1. getCurrentCommand() → se obtin valorile celor doua axe OX si OY de la joystick si, in functie de niste threshold-uri, se intoarce comanda curenta (UP, DOWN, LEFT, RIGHT, NOTHING)

2. executeCommand() → se executa comanda obtinuta anterior, doar daca este diferita de cea care a fost executata ultima data (deoarece logica se afla intr-o bucla infinita, daca am tine, spre exemplu, joystick-ul in pozitia LEFT, s-ar executa in continuu mutarea LEFT, ceea ce nu este de dorit). Tot la acest pas, se trigger-uieste un semnal catre buzzer (doar cand comanda este valida si posibila), cu o durata de 15ms.

3. evaluateGame() → se evalueaza starea jocului. In functie de marimea grid-ului, se verifica daca pe tabla exista tile-ul castigator. In caz pozitiv, este vorba de un VICTORY. Altfel, se verifica sa mai existe cel putin o mutare posibila. In caz negativ, este GAME OVER. Daca niciuna dintre conditii nu s-a implinit, starea jocului ramane IN_PROGRESS si se continua flow-ul curent.

4. render() → se randeaza cadrul curent. Se tine cont de gameState, de marimea grid-ului si se randeaza cadrul corespunzator.

5. move(moveType);
createTile(); → se efectueaza urmatoarea mutare si se creeaza si adauga un nou tile pe tabela (desigur, in mod random).

Flow-ul prezentat mai sus se repeta la infinit, pana jocul se termina, sau pana cand utilizatorul foloseste intreruperea generata de apasarea butonului, caz in care se face intoarcerea la meniul principal.

RESET BUTTON → opreste imediat instanta curenta a jocului si face revenirea la meniul principal. Se opreste si reseteaza timer-ul folosit pentru 'elapsedTime'. In meniul principal, acest buton are functia de a selecta dimensiunea dorita a grid-ului si a porni efectiv jocul.

Rezultate Obţinute

Concluzii

Proiectul este unul reusit, functionalitatea promisa fiind integral oferita.

Pe plan personal, am apreciat ca a fost un prilej bun de a lua un prim contact cu acest domeniu. Mi-a placut sa descopar si exploatez capabilitatile chip-ului Atmega328PB si sa invat mai multe despre timerele built-in de pe placuta (folosite pentru calcularea timpului scurs de la inceperea jocului), despre conversia analog-digital (joystick-ul), dar si despre modul in care se configureaza si functioneaza intreruperile (butonul de reset game).

Mi-a facut placere sa lucrez cu modulul LCD ST7920 128×64, lucru in urma caruia am generat alte cateva idei personale pe care sa le dezvolt cu ajutorul acestuia.

Download

2048_sources.zip

Bibliografie/Resurse

Active Buzzer Tutorial
ST7920 128x64 LCD Tutorial
Arduino Analog Joystick Tutorial
Original 2048
2048 Game Logic - 1
2048 Game Logic - 2

Export to PDF