C 库使用 - 俄罗斯方块

C 库使用 - 俄罗斯方块

俄罗斯方块

以 tetris 游戏为例，介绍一下在 C 语言运行环境下，如何实现一个多 stage 的 tetris 游戏

效果图

启动界面
难度选择
挑战级别
游戏界面

参考数据

参考数据
		-Os 优化	-Oz 优化	备注
配置	主频	80MHz	80MHz	——
	优化等级	-Os -lto	-Oz -lto	——
	屏幕尺寸	240 * 240	240 * 240	——
	PFB 尺寸	240 * 4	240 * 4	——
	堆	0x600	0x600	——
	栈	0x200	0x200	——
	rt heap	0x2400	0x2400	——
性能	启动界面 FPS	21：46ms	19：51ms	固定刷新区域：160 * 90
	难度选择 FPS	24：41ms	21：46ms	固定刷新区域：160 * 90
	挑战级别 FPS	71：14ms	62：16ms	固定刷新区域：30 * 66
	游戏界面 FPS	62：15ms	59：16ms	——
程序大小	Code	44484	39248	——
	RO-data	138220	138224	240x240 的背景图片(115200)、16x24 字库文件、6x8 字库文件、A4_DIGITS_ONLY 字库文件
	RW-data	308	312	——
	ZI-data	18908	18896	包括 LCD buffer、PFB pool、rt heap、rt stack、stack、heap、tetris resource 等

代码分析

tetris 案例分为两个 C 文件，分别是：tnsq_tetris_draw.c 用于绘制游戏图层，tnsq_tetris_logic.c 处理游戏逻辑，以下讨论仅限于绘制游戏图层，不涉及游戏机制

TinySquare 提供了七个基础图层，分别是：背景颜色图层、背景图层、基本单元图层、用户单元图层、文本图层、菜单图层、数字列表图层
在进行图层绘制前，需要先进行显示适配器的初始化
```
disp_adapter0_init();
```

同时，为界面申请一个 stage

tnsq_gfx_stage_cfg_t tGameStageCFG = {
    .ptDispAdapter = {
        .ptPlayer = &DISP0_ADAPTER,
        .ptPlayerTask = disp_adapter0_task,
    },
};
    
tnsq_gfx_stage_t *ptGameStage = tnsq_gfx_stage_init(&tGameStageCFG);
if (ptGameStage == NULL)
{
    /* error handle */
    printf("game stage init failed\n");
    return NULL;
}
else
{
    return ptGameStage;
}

接下来绘制开始界面，这里需要用到两个图层，一个是背景颜色图层、一个是菜单图层

arm_2d_size_t tScreenSize = tnsq_gfx_get_screen_size(&DISP0_ADAPTER);
        
arm_2d_size_t tItemSize = {
    .iWidth = 160,
    .iHeight = 30,
};

rt_uint8_t chShowItemNum = 3;

do {
    tnsq_gfx_layer_bg_cl_cfg_t tGameBGCLCFG = {
        .tType = TNSQ_GFX_BG_CL_NORMAL,
        .chOpacity = 255,
        .tRegion = {
            .tSize = tScreenSize,
        },
        .tColor = __RGB(0x6d, 0x54, 0x84),
    };
    tnsq_gfx_layer_bg_cl_t *ptGameBGCL = tnsq_gfx_layer_bg_cl_init(&tGameBGCLCFG);
    if (ptGameBGCL == NULL)
    {
        printf("menu layer init failed\n");
    }
        
    tnsq_gfx_register_layer_to_stage(ptStage, ptGameBGCL);
} while (0);

do {
     static const char *pchStringTable[] = {
        "start",
        "difficulty",
        "challenge"
    };
    tnsq_gfx_layer_menu_cfg_t tMenuCFG = {
        .tItemGeneral = {
            .chStringCount = sizeof(pchStringTable) >> 2,
            .pchStringTable = pchStringTable,
            .tItemSize = tItemSize,
            .chShowItemNum = chShowItemNum,
            .nFinishInMs = 150,
            .ptFont = (struct arm_2d_font_t *)&ARM_2D_FONT_16x24,
        },
        .tItemNormal = {
            .tColor = {
                .box = __RGB(0x6d, 0x54, 0x84),
                .font = __RGB(0x94, 0xd2, 0x52),
            },
            .chOpacity = 255,
        },
        .tItemSelected = {
            .tColor = {
                .box = __RGB(0xff, 0xff, 0xff),
                .font = __RGB(0x6d, 0x54, 0x84),
            },
            .chOpacity = 255,
        },
    };
        
    tnsq_gfx_layer_menu_t *ptMenuLayer = tnsq_gfx_layer_menu_init(&tMenuCFG);
    if (ptMenuLayer == NULL)
    {
        printf("menu layer init failed\n");
    }
        
    tnsq_gfx_register_layer_to_stage(ptStage, ptMenuLayer);
} while (0);

对于背景颜色图层，通过 tGameBGCLCFG 指定了它的区域、颜色、不透明度。在初始化图层之后，将其注册到指定的 stage 中去
对于菜单图层，通过 tMenuCFG 指定菜单项的内容（这是通过一个 const char **）来实现的。其次，需要指定每一个 item 的大小，上下的 padding，切换间隔、字体等，被选中与不被选中时，也可以自定义其表现形式
当用户事件触发之后，调用相关的函数就能获取对应被选中的 item 了
```
chItemIdx = tnsq_gfx_layer_menu_get_item_idx(menuLayerSelectPtr);
```

对于数字列表图层，则如下进行初始化

do {
    tnsq_gfx_layer_num_cfg_t tNumCFG = {
        .chNum = 10,
        .chShowItemNum = 3,
        .nFinishInMs = 100,
        .tColor = {
            .background = __RGB(0x6d, 0x54, 0x84),
            .font = __RGB(0x94, 0xd2, 0x52),
        },
        .tPadding = {
            .pre = 3,
            .next = 3,
        },
        .ptFont = (arm_2d_font_t *)&ARM_2D_FONT_A4_DIGITS_ONLY,
    };
        
    tnsq_gfx_layer_num_t *ptNumLayer = tnsq_gfx_layer_num_init(&tNumCFG);
    if (ptNumLayer == NULL)
    {
        printf("num layer init failed\n");
    }
        
    tnsq_gfx_register_layer_to_stage(ptStage, ptNumLayer);
} while (0);

相对于菜单图层来说，数字图层仅需要指定数字的个数即可，使用非常方便。当然，起始数字和数字之间的间隔也是可以通过 tnsq_gfx_layer_num_cfg_t 配置项指定的，这些就留给用户自己尝试了

当需要进行 stage 切换时，需要先初始化一个stage，在进行切换，切换完成后，可以申请刷新查看效果

ptStage = tetris_game_stage_init();
        
arm_2d_scene_player_switch_to_next_scene(&DISP0_ADAPTER);

tnsq_gfx_apply_for_refresh();

对于背景图层的初始化，仅需要指定对应的资源和对应的 Region 即可。关于如何将图片转化为引擎可用的资源，可以参考 Arm-2D 的相关介绍文档

tnsq_gfx_layer_bg_cfg_t tGameBGCFG = {
    .ptBackGround = &c_tilebg_tetrisRGB565,
    .ptBackGroundMask = NULL,
    .tRegion = {
        .tSize = c_tilebg_tetrisRGB565.tRegion.tSize,
    },
};

tnsq_gfx_layer_bg_t *ptGameBG = tnsq_gfx_layer_bg_init(&tGameBGCFG);
if (ptGameBG == NULL)
{
    printf("bg layer init failed\n");
}

tnsq_gfx_register_layer_to_stage(ptStage, ptGameBG);

当需要显示游戏分数时，就需要引入文本图层。文本图层需要指定字体、颜色、不透明度，以及对应的 Region

arm_2d_size_t tScreenSize = tnsq_gfx_get_screen_size(&DISP0_ADAPTER);
        
tnsq_gfx_layer_text_cfg_t tTextCFG = {
    .chOpacity = 255,
    .ptFont = &ARM_2D_FONT_6x8.use_as__arm_2d_font_t,
    .tColour = {
        .tForeground = GLCD_COLOR_GREEN,
    },
    .tRegion = {
        .tLocation = {
            .iX = TETRIS_SCORE_Y * (tScreenSize.iWidth / TETRIS_X_COUNT),
            .iY = TETRIS_SCORE_X * (tScreenSize.iHeight / TETRIS_Y_COUNT),
        },
        .tSize = {
            .iWidth = (tScreenSize.iWidth / TETRIS_X_COUNT) * 4,
            .iHeight = (tScreenSize.iHeight / TETRIS_Y_COUNT) * 2,
        },
    }
};

tnsq_gfx_layer_text_t *ptGameTextLayer = tnsq_gfx_layer_text_init(&tTextCFG);
if (ptGameTextLayer == NULL)
{
    printf("text layer init failed\n");
}

tnsq_gfx_register_layer_to_stage(ptStage, ptGameTextLayer);

文本图层的使用也非常简单，只需要使用类似 printf 的格式化输出即可
```
tnsq_gfx_layer_text_printf(textLayerPtr, "%d", score);
```

最后看一下用户单元图层。用户单元图层与基本单元图层类似，只不过用户单元图层有非常灵活的自定义空间，因为用户单元图层需要自己指定绘制函数，如下所示，只需要根据不同的 idx，即可绘制对应的内容

static void _tetris_user_map_func(rt_uint8_t idx, arm_2d_tile_t const *ptTile, const rt_bool_t bIsNewFrame)
{
    arm_2d_canvas(ptTile, __user_map_canvas)
    {
        switch (idx) {
        case 0:
            arm_2dp_fill_colour_with_opacity
            (
                NULL,
                ptTile,
                &__user_map_canvas,
                (__arm_2d_color_t){GLCD_COLOR_DARK_GREY},
                128
            );
            break;
        case 1:
            draw_round_corner_box(ptTile, &__user_map_canvas, GLCD_COLOR_BLUE, 255, bIsNewFrame);
            break;
        case 2:
            draw_round_corner_box(ptTile, &__user_map_canvas, GLCD_COLOR_GREEN, 255, bIsNewFrame);
            break;
        case 3:
            draw_round_corner_box(ptTile, &__user_map_canvas, GLCD_COLOR_CYAN, 255, bIsNewFrame);
            break;
        case 4:
            draw_round_corner_box(ptTile, &__user_map_canvas, GLCD_COLOR_RED, 255, bIsNewFrame);
            break;
        case 5:
            draw_round_corner_box(ptTile, &__user_map_canvas, GLCD_COLOR_YELLOW, 255, bIsNewFrame);
            break;
        case 6:
            draw_round_corner_box(ptTile, &__user_map_canvas, GLCD_COLOR_OLIVE, 255, bIsNewFrame);
            break;
        case 7:
            draw_round_corner_box(ptTile, &__user_map_canvas, GLCD_COLOR_PURPLE, 255, bIsNewFrame);
            break;
        default:
            draw_round_corner_box(ptTile, &__user_map_canvas, GLCD_COLOR_WHITE, 0, bIsNewFrame);
            break;
        }
    }
}

tnsq_gfx_layer_user_cfg_t tInterfaceCFG = {
    .hwXCount = TETRIS_X_COUNT,
    .hwYCount = TETRIS_Y_COUNT,
    .pchUserMap = ptUserMap,
    .ptFunc = _tetris_user_map_func,
};

tnsq_gfx_layer_user_t *ptGameInterfaceLayer = tnsq_gfx_layer_user_init(&tInterfaceCFG);
if (ptGameInterfaceLayer == NULL)
{
    printf("interface layer init failed\n");
}

return tnsq_gfx_register_layer_to_stage(ptStage, ptGameInterfaceLayer);

在实际的使用过程中，只需要调用对应 API，操作相应的 cell，引擎就会主动去刷新该区域啦
```
tnsq_gfx_layer_user_draw(ptUserLayer, hwX, hwY, idx);
```
以上就是各个图层最基本的使用方法啦，更多的配置项的功能，可以结合头文件和相关注释进行进一步探索

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