Cách tôi phát triển trò chơi Pong cổ điển trên bảng Arduino

Tôi đã tìm ra cách để phát triển trò chơi pong phổ biến trên bảng Arduino.

Trò chơi không phức tạp nhưng thú vị để phát triển và chơi.

Ở đây, màn hình OLED 0,96 inch và hai nút đã được sử dụng. Màn hình hiển thị nhỏ nhưng đủ cho dự án của chúng tôi. Hai nút sẽ được sử dụng để di chuyển vợt của chúng ta lên và xuống.

Kích thước màn hình là 128x64 pixel. 16 pixel đầu tiên và cuối cùng sẽ được sử dụng để hiển thị điểm số.

Điểm số sẽ được hiển thị theo chiều dọc.

Một vợt sẽ được điều khiển bởi người chơi, và vợt thứ hai, đối thủ sẽ được điều khiển bởi Arduino. Chúng tôi sẽ viết mã để nó cố gắng di chuyển về phía quả bóng. Vào đầu trò chơi, nó sẽ di chuyển chậm, và sau đó, nó sẽ dần dần tăng tốc.

Chúng ta sẽ kiểm soát hướng bóng thông qua các biến ball_direction_X và ball_direction_Y. Quả bóng sẽ di chuyển theo một hướng xác định trong mỗi thời điểm. Nếu bóng chạm tường, ball_direction_Y sẽ được đảo ngược và logic tương tự cho ball_direction_X và vợt.

Mã dự án được xuất bản trên trang dự án GitHub 'Arduino Ping Pong Game' của tôi .

Sự liên quan

Một chân của các nút sẽ được kết nối với GND. Chân thứ hai sẽ được kết nối với chân 6 và 5 của Arduino.

Màn hình sẽ được kết nối bằng các chân I2C: V - 5V, GND - GND, SCL - A5, SDA - A4.

Phát triển Pong trên Arduino

Hãy bao gồm các thư viện và khởi tạo tất cả các biến chúng ta cần. Ở đây chúng ta có các nút, điểm số, cầu thủ, đối thủ và các biến liên quan đến bóng.

 //oled libraries: #include <SPI.h> #include <Wire.h> #include <Adafruit_GFX.h> #include <Adafruit_SSD1306.h> //oled vars: #define SCREEN_WIDTH 128 // OLED display width, in pixels #define SCREEN_HEIGHT 64 // OLED display height, in pixels #define OLED_RESET 4 // Reset pin # (or -1 if sharing Arduino reset pin) #define SCREEN_ADDRESS 0x3C ///< See datasheet for Address; 0x3D for 128x64, 0x3C for 128x32 Adafruit_SSD1306 display(SCREEN_WIDTH, SCREEN_HEIGHT, &Wire, OLED_RESET); //Button pins: const int buttonUP = 6; const int buttonDOWN = 5; //button vars: int lastButtonStateUP = LOW; // the previous reading from the input pin int lastButtonStateDOWN = LOW; // the previous reading from the input pin unsigned long debounceDelay = 10; // the debounce time; increase if the output flickers //GAME vars: //scores: int player_score = 0; int enemy_score = 0; //player: int player_position_X = 19; // static int player_position_Y = 0; int player_width = 16; int player_thickness = 4; //enemy: int enemy_position_X = 104; // static int enemy_position_Y = 47; int enemy_width = 16; int enemy_thickness = 4; long enemy_last_move_time = 0; long enemy_speed_of_moving = 2000;//update time in ms //ball: //void fillCircle(uint16_t x0, uint16_t y0, uint16_t r, uint16_t color); int ball_position_X = 63; int ball_position_Y = 31; int ball_radius = 1; int ball_direction_X = 3; int ball_direction_Y = 3; int ball_speed = 8;//9,8,7...1 long ball_last_move_time = 0;

Trong quá trình thiết lập , chúng tôi sẽ khởi tạo các nút, Serial, randomSeed và hiển thị. Sau đó, chúng tôi sẽ hiển thị màn hình bắt đầu và bắt đầu trò chơi:

 void setup() { pinMode(buttonUP, INPUT_PULLUP); pinMode(buttonDOWN, INPUT_PULLUP); Serial.begin(9600); Serial.println("Start"); //initiate random randomSeed(analogRead(0)); ball_direction_X = -3; ball_direction_Y = random(-5, 5); //ball_direction_Y = -5;//test // SSD1306_SWITCHCAPVCC = generate display voltage from 3.3V internally if(!display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, SCREEN_ADDRESS)) { Serial.println(F("SSD1306 allocation failed")); for(;;); // Don't proceed, loop forever } // Show initial display buffer contents on the screen -- // the library initializes this with an Adafruit splash screen. display.display(); // Clear the buffer display.clearDisplay(); //draw lines: display.drawLine(16, 0, 16, 63, SSD1306_WHITE); display.drawLine(111, 0, 111, 63, SSD1306_WHITE); display.display(); //scores field init: display.setTextSize(2); display.setTextColor(SSD1306_WHITE); // Draw white text player_score = 8888; // test enemy_score = 8888; // test print_score(player_score, 0); print_score(enemy_score, 115); display.setTextSize(3); display.setCursor(28, 0); display.write("Ping"); display.setCursor(28, 31); display.write("Pong"); display.display(); display.setTextSize(2); delay(2000); // Pause for 2 seconds //NEW GAME: // Clear the buffer display.clearDisplay(); //draw lines: display.drawLine(16, 0, 16, 63, SSD1306_WHITE); display.drawLine(111, 0, 111, 63, SSD1306_WHITE); display.display(); //Write scores: player_score = 0; //reset player_score enemy_score = 0; //reset enemy_score print_score(player_score, 0); print_score(enemy_score, 115); //Display players: //void fillRect(uint16_t x0, uint16_t y0, uint16_t w, uint16_t h, uint16_t color); display.fillRect(player_position_X, player_position_Y, player_thickness, player_width, SSD1306_WHITE); display.fillRect(enemy_position_X, enemy_position_Y, enemy_thickness, enemy_width, SSD1306_WHITE); display.display(); // Update screen with each newly-drawn rectangle //Display the ball: display.fillCircle(ball_position_X, ball_position_Y, ball_radius, SSD1306_WHITE); display.display(); delay(500); // Pause for 0.5 second } 

Trong vòng lặp , chúng ta có ba hàm chính sẽ được giải thích chi tiết bên dưới.

 void loop() { buttons_check(); move_the_ball_and_check_for_collisions(); move_enemy(); }

Trong chức năng button_check , chúng ta sẽ kiểm tra xem nút UP hay DOWN được nhấn và cập nhật vị trí vợt của người chơi cho phù hợp. Việc thay đổi vị trí vợt được thực hiện theo ba bước chính: Vẽ hình chữ nhật màu đen ở vị trí cũ, thay đổi biến vị trí và vẽ hình chữ nhật màu trắng ở vị trí mới.

 void buttons_check(){ if (!digitalRead(buttonUP) && !lastButtonStateUP) { lastButtonStateUP = true; // Serial.println("UP pressed"); if(player_position_Y > 0){ display.fillRect(player_position_X, player_position_Y, player_thickness, player_width, SSD1306_BLACK); player_position_Y = player_position_Y-3; display.fillRect(player_position_X, player_position_Y, player_thickness, player_width, SSD1306_WHITE); display.display(); // Update screen with each newly-drawn rectangle } } if (digitalRead(buttonUP) && lastButtonStateUP) { lastButtonStateUP = false; } if (!digitalRead(buttonDOWN) && !lastButtonStateDOWN) { lastButtonStateDOWN = true; // Serial.println("DOWN pressed"); if(player_position_Y < 64-player_width){ display.fillRect(player_position_X, player_position_Y, player_thickness, player_width, SSD1306_BLACK); player_position_Y = player_position_Y+3; display.fillRect(player_position_X, player_position_Y, player_thickness, player_width, SSD1306_WHITE); display.display(); // Update screen with each newly-drawn rectangle } } if (digitalRead(buttonDOWN) && lastButtonStateDOWN) { lastButtonStateDOWN = false; } }

Trong hàm move_the_ball_and_check_for_collisions , chúng ta sẽ di chuyển bóng và kiểm tra các va chạm với tường ngang, vợt và tường dọc (người chơi thắng hay thua). Trước khi di chuyển bức tường, chúng tôi sẽ kiểm tra thời gian cần thiết đã trôi qua từ lần di chuyển cuối cùng của quả bóng. Tôi đã đặt thời gian cần thiết là tốc độ bóng nhân với hai mươi. Để hiển thị quả bóng, chúng tôi sẽ vẽ một vòng tròn đầy. Nói chung, cập nhật vị trí bóng sẽ được thực hiện giống như cập nhật vị trí vợt.

Để kiểm tra va chạm của bóng với một trong các bức tường ngang, chúng ta cần đảm bảo rằng tổng của ball_position_Y và ball_direction_Y nằm trong khoảng từ 0 đến 63 (không nhỏ hơn -1 và không lớn hơn 64). Nếu vậy, ball_direction_Y sẽ được đảo ngược.

Để kiểm tra xem vợt của người chơi có trượt bóng hay không, chúng ta cần kiểm tra xem ball_position_X có nhỏ hơn player_position_X hay không và bắt đầu một hiệp mới của trò chơi. Logic tương tự đối với vợt của đối phương, chỉ vì nó được đặt ở phía bên kia của sân, séc sẽ có giá trị hơn. Nếu vậy, ball_direction_X sẽ được đảo ngược và một giá trị ngẫu nhiên cho ball_direction_Y sẽ được đưa ra.

Như mọi khi, cùng một logic để đánh bóng bằng vợt của đối phương.

 void move_the_ball_and_check_for_collisions(){ //move th ball: if(millis() > ball_speed*20+ball_last_move_time){ //erase ball on old position: display.fillCircle(ball_position_X, ball_position_Y, ball_radius, SSD1306_BLACK); display.display(); //set new posion of the ball: ball_position_X = ball_position_X + ball_direction_X; if(ball_position_Y + ball_direction_Y < -1) ball_direction_Y = ball_direction_Y * -1; if(ball_position_Y + ball_direction_Y > 64) ball_direction_Y = ball_direction_Y * -1; ball_position_Y = ball_position_Y + ball_direction_Y; //draw ball on new position: display.fillCircle(ball_position_X, ball_position_Y, ball_radius, SSD1306_WHITE); display.display(); // Serial.print("ball_position_Y: "); Serial.println(ball_position_Y); ball_last_move_time = millis(); //Check for player loose: if(ball_position_X < player_position_X){ Serial.println("Player lose!"); newRound("enemy");//player } //check for collision of the ball and the player: if(player_position_X <= ball_position_X && player_position_X+player_thickness >= ball_position_X && player_position_Y <= ball_position_Y && player_position_Y+player_width >= ball_position_Y){ Serial.println("Collision of the ball and the player"); //send the ball to enemy with random values: ball_direction_X = 3; ball_direction_Y = random(-5, 5); display.fillRect(player_position_X, player_position_Y, player_thickness, player_width, SSD1306_WHITE); display.display(); // Update screen with each newly-drawn rectangle } //check for enemy loose: if(ball_position_X > enemy_position_X+enemy_thickness){ Serial.println("Enemy lose!"); newRound("player");//enemy } //check for collision of the ball and the enemy: if(enemy_position_X <= ball_position_X && enemy_position_X+enemy_thickness >= ball_position_X && enemy_position_Y <= ball_position_Y && enemy_position_Y+enemy_width >= ball_position_Y){ Serial.println("Collision of the ball and the enemy"); //send the ball to player with random values: ball_direction_X = -3; ball_direction_Y = random(-5, 5); display.fillRect(enemy_position_X, enemy_position_Y, enemy_thickness, enemy_width, SSD1306_WHITE); display.display(); // Update screen with each newly-drawn rectangle } } }

Như bạn đã nhận thấy ở trên, hàm newRound coi như người chiến thắng đầu vào (người chơi / kẻ thù). Đầu vào là bắt buộc để tăng điểm phù hợp. Trong chức năng, chúng tôi sẽ thiết lập lại tất cả các biến cần thiết liên quan đến trò chơi, in điểm số cập nhật, hiển thị tất cả các đối tượng trong trò chơi, và nếu có yêu cầu cập nhật tốc độ của kẻ thù và bóng. Trò chơi sẽ trở nên khó khăn hơn khi bạn tiến bộ qua nó.

 void newRound(String winner){ // Clear the buffer display.clearDisplay(); //draw lines: display.drawLine(16, 0, 16, 63, SSD1306_WHITE); display.drawLine(111, 0, 111, 63, SSD1306_WHITE); display.display(); //Update scores: if(winner == "enemy"){ enemy_score++; }else{ player_score++; } print_score(player_score, 0); print_score(enemy_score, 115); //reset gaming vars: //player: player_position_X = 19; // static player_position_Y = 0; player_width = 16; player_thickness = 4; //ball: ball_position_X = 63; ball_position_Y = 31; ball_radius = 1; //set random direction for th ball: ball_direction_X = -3; ball_direction_Y = random(-5, 5); //ball_direction_Y = -5;//test ball_last_move_time = 0; //Display players: //void fillRect(uint16_t x0, uint16_t y0, uint16_t w, uint16_t h, uint16_t color); display.fillRect(player_position_X, player_position_Y, player_thickness, player_width, SSD1306_WHITE); display.display(); // Update screen with each newly-drawn rectangle //enemy: enemy_position_X = 104; // static enemy_position_Y = 47; enemy_width = 16; enemy_thickness = 4; enemy_last_move_time = 0; //checking for if we need to update enemy_speed_of_moving and ball_speed if((player_score+enemy_score)%5 == 0){ //5,10,15 and so on if(ball_speed > 3) ball_speed = ball_speed - 1; //10,9,8... Serial.print("ball_speed: ");Serial.println(ball_speed); } if((player_score+enemy_score)%10 == 0){ //10,20,30 and so on if(enemy_speed_of_moving > 1) enemy_speed_of_moving = enemy_speed_of_moving * 0.9; //2000,1800,1620,1458... Serial.print("enemy_speed_of_moving: ");Serial.println(enemy_speed_of_moving); } delay(500); // Pause for 0.5 seconds }

In điểm theo chiều dọc là một chút khó khăn. Vì vậy, tôi quyết định tách nó thành một chức năng riêng biệt. Từng chữ số của điểm sẽ được hiển thị lần lượt và con trỏ cần được cập nhật tương ứng.

 void print_score(int temp_num, int X){ //0/115 for(int i=48; i>=0; i-=16){ int num = temp_num % 10; char cstr[16]; itoa(num, cstr, 10); display.setCursor(X, i); display.write(cstr); display.display(); // Serial.println(cstr); temp_num = temp_num/10; if(temp_num==0){ break; } } }

Và người cuối cùng là di chuyển vợt đối phương . Nó sẽ cố gắng đánh bóng. Và đối với điều này, nó sẽ cố gắng cân bằng tâm của nó với tâm của quả bóng. Ở đây chúng tôi có một số kiểm tra bổ sung để giữ vợt bên trong màn hình. Để chiến thắng một kẻ thù như vậy, tốc độ di chuyển của nó sẽ chậm trong thời gian đầu và sẽ tăng tốc khi trò chơi diễn ra.

 void move_enemy(){ //enemy: if(millis() > enemy_speed_of_moving+enemy_last_move_time){ display.fillRect(enemy_position_X, enemy_position_Y, enemy_thickness, enemy_width, SSD1306_BLACK); if(ball_position_Y < enemy_position_Y+enemy_width/2){ enemy_position_Y = enemy_position_Y - 3; }else{ enemy_position_Y = enemy_position_Y + 3; } //checking if enemy is within the wall: if(enemy_position_Y > 64-player_width) enemy_position_Y = 64-player_width; if(enemy_position_Y < 0) enemy_position_Y = 0; // Serial.print("enemy_position_Y: "); Serial.println(enemy_position_Y); display.fillRect(enemy_position_X, enemy_position_Y, enemy_thickness, enemy_width, SSD1306_WHITE); display.display(); // Update screen with each newly-drawn rectangle enemy_last_move_time = millis(); } }

Sự kết luận

Tôi hy vọng bạn thích cả sự phát triển của trò chơi và chơi trò chơi. Trò chơi quen thuộc với nhiều người từ thời thơ ấu và cảm giác nhớ nhung khi chơi. Các nhà phát triển có một cơ hội duy nhất để tìm hiểu trò chơi không chỉ từ bên ngoài mà còn để xem mọi thứ hoạt động như thế nào từ bên trong.

Dưới đây là một số ý tưởng về những cải tiến cho dự án:

• Hiện tại, trò chơi là vô tận. Sẽ thật tuyệt nếu thực hiện các Quy tắc chính thức của môn Bóng bàn để xác định người chiến thắng.
• Khi tốc độ của quả bóng tăng lên, hãy tạo hiệu ứng hình ảnh để quả bóng có đuôi.
• Góc bay của bóng trong quá trình bật lại phải được thực hiện phụ thuộc vào vị trí bóng chạm vào vợt.