曾经想知道编写自己的复古游戏需要多少工作? Pong为Arduino编写代码有多容易?和我一起,向我展示如何构建Arduino供电的迷你复古游戏机,以及如何从头开始编写Pong。最终结果如下:
构建计划
这是一个相当简单的电路。 电位器(电位器)将控制游戏,而Arduino将会驱动OLED显示屏。这将在面包板上生产,但是您可能希望将其制成永久性电路并将其安装在箱子中。之前我们已经写过有关重新创建Pong的文章,但是今天我将向您展示如何从头开始编写代码,并分解每个部分。
您需要的内容
这是您需要的:
1 x Arduino(任何型号)
1 x 10k电位器
1 x 0.96英寸I2C OLED显示屏
1 x面包板
各种公头》公连接线
任何Arduino都应该工作,请查看我们的购买指南如果您不确定要购买哪种型号。
这些OLED显示器非常酷。通常可以购买白色,蓝色,黄色或这三种的混合物。它们确实是全彩色的,但是它们又增加了该项目的复杂性和成本。
电路
这是一个非常简单的电路。如果您对Arduino没有太多的经验,请先查看这些初学者项目。
在这里是:
在锅的前面,将左引脚连接到 + 5V ,将右引脚连接到接地。将中间引脚连接到模拟引脚0 (A0)。
使用I2C协议连接OLED显示器。将 VCC 和 GND 连接到Arduino + 5V 和接地。将 SCL 连接到模拟五( A5 )。将 SDA 连接到模拟4 ( A4 )。它连接到模拟引脚的原因很简单。这些引脚包含I2C协议所需的电路。确保它们正确连接,并且没有交叉。确切的引脚会因型号而异,但是Nano和Uno会使用A4和A5。如果您未使用Arduino或Nano,请查看模型的Wire库文档。
电位器测试
上传此测试代码(请确保从中选择正确的电路板和端口工具》 面板和工具》 端口菜单):
void setup() {
// put your setup code here, to run once:
Serial.begin(9600); // setup serial
}
void loop() {
// put your main code here, to run repeatedly:
Serial.println(analogRead(A0)); // print the value from the pot
delay(500);
}
现在打开串行监视器(右上》 串行监视器)并转动锅。您应该看到在串行监视器上显示的值。完全逆时针应为零,完全逆时针应为 1023 :
您稍后会对此进行调整,但现在就可以了。如果什么也没有发生,或者您不做任何事情就改变了值,请断开并仔细检查电路。
OLED测试
OLED显示的配置稍微复杂一些。您需要安装两个库才能首先驱动显示。从Github下载Adafruit_SSD1306和Adafruit-GFX库。将文件复制到您的库文件夹中。这取决于您的操作系统:
Mac OS:/用户/用户名/Documents/Arduino/libraries
Linux:/home/Username/Sketchbook
Windows:/Users/Arduino/libraries
现在上传测试草图。转到文件》 示例》 Adafruit SSD1306 》 ssd1306_128x64_i2c 。这应该给您一个包含大量图形的大草图:
如果上传后没有任何反应,请断开连接并再次检查您的连接。如果示例不在菜单中,则可能需要重新启动Arduino IDE。
代码
现在是时候编写代码了。我将解释每个步骤,所以如果您只想使其运行,请跳到最后。这是相当数量的代码,因此,如果您不确定,请查看以下10个免费资源以学习编码。
首先包括必要的库:
#include
#include
#include
#include
SPI 和 WIRE 是用于处理I2C通信的两个Arduino库。 Adafruit_GFX 和 Adafruit_SSD1306 是您先前安装的库。
下一步,配置显示:
Adafruit_SSD1306 display(4);
然后设置运行游戏所需的所有变量:
int resolution[2] = {128, 64}, ball[2] = {20, (resolution[1] / 2)};
const int PIXEL_SIZE = 8, WALL_WIDTH = 4, PADDLE_WIDTH = 4, BALL_SIZE = 4, SPEED = 3;
int playerScore = 0, aiScore = 0, playerPos = 0, aiPos = 0;
char ballDirectionHori = ‘R’, ballDirectionVerti = ‘S’;
boolean inProgress = true;
这些变量存储运行游戏所需的所有数据。其中一些存储球的位置,屏幕的大小,球员的位置等。请注意其中的一些是 const 的意思,它们是恒定的,并且永远不会改变。
屏幕分辨率和焊球位置存储在数组中。数组是相似事物的集合,对于球,存储坐标( X 和 Y )。访问数组中的元素很容易(不要在文件中包含此代码):
resolution[1];
由于数组从零开始,因此将返回分辨率数组中的第二个元素( 64 )。更新元素甚至更容易(同样,不包含此代码):
ball[1] = 15;
在 void setup()内,配置显示:/p》 void setup() {
display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C);
display.display();
}
第一行告诉Adafruit库,您的显示器正在使用什么尺寸和通讯协议(在这种情况下,为 128 x 64 和 I2C )。第二行( display.display())告诉屏幕显示缓冲区中存储的内容(无内容)。
创建两个名为 drawBall 和 eraseBall :
void drawBall(int x, int y) {
display.drawCircle(x, y, BALL_SIZE, WHITE);
}
void eraseBall(int x, int y) {
display.drawCircle(x, y, BALL_SIZE, BLACK);
}
这些采用 x 和 y 坐标并使用显示库中的 drawCircle 方法将其绘制在屏幕上。这使用了前面定义的常量 BALL_SIZE 。尝试更改此设置,看看会发生什么。此drawCircle方法接受像素颜色-黑色或白色。因为这是单色显示(一种颜色),所以白色表示像素处于打开状态,黑色表示像素处于关闭状态。
现在创建一种称为 moveAi 的方法:
void moveAi() {
eraseAiPaddle(aiPos);
if (ball[1] 》 aiPos) {
++aiPos;
}
else if (ball[1] 《 aiPos) {
--aiPos;
}
drawAiPaddle(aiPos);
}
此方法处理移动人工智能或 AI 播放器。这是一个非常简单的计算机对手-如果球在桨上方,请向上移动。它在桨下面,向下移动。很简单,但是效果很好。增量和减量符号( ++ aiPos 和 –aiPos )用于从aiPosition中添加或减去一个。您可以添加或减去更大的数字以使AI更快地移动,因此更难以克服。这样做的方法如下:
aiPos += 2;
并且:
aiPos -= 2;
加号等于和负号符号是aiPos当前值加/减两个的简写。这是另一种方法:
aiPos = aiPos + 2;
和
aiPos = aiPos - 1;
注意此方法如何首先擦除桨,并且然后再次绘制。必须这样做。如果绘制了新的桨叶位置,则屏幕上将有两个重叠的桨叶。
drawNet 方法使用两个循环绘制球网:
void drawNet() {
for (int i = 0; i 《 (resolution[1] / WALL_WIDTH); ++i) {
drawPixel(((resolution[0] / 2) - 1), i * (WALL_WIDTH) + (WALL_WIDTH * i), WALL_WIDTH);
}
}
这将使用 WALL_WIDTH 变量来设置其大小。
创建名为 drawPixels 和的方法擦除像素。就像球形方法一样,两者之间的唯一区别是像素的颜色:
void drawPixel(int posX, int posY, int dimensions) {
for (int x = 0; x 《 dimensions; ++x) {
for (int y = 0; y 《 dimensions; ++y) {
display.drawPixel((posX + x), (posY + y), WHITE);
}
}
}
void erasePixel(int posX, int posY, int dimensions) {
for (int x = 0; x 《 dimensions; ++x) {
for (int y = 0; y 《 dimensions; ++y) {
display.drawPixel((posX + x), (posY + y), BLACK);
}
}
}
再次,这两种方法都使用两个 》循环绘制一组像素。循环不必使用库 drawPixel 方法绘制每个像素,而是根据给定的尺寸绘制一组像素。
drawScore 方法使用库的文本功能将播放器和AI得分写入屏幕。这些存储在 playerScore 和 aiScore 中:
void drawScore() {
display.setTextSize(2);
display.setTextColor(WHITE);
display.setCursor(45, 0);
display.println(playerScore);
display.setCursor(75, 0);
display.println(aiScore);
}
此方法还具有 eraseScore 对应,将像素设置为黑色或关闭。
最后四种方法非常相似。他们绘制并擦除了玩家和AI球拍:
void erasePlayerPaddle(int row) {
erasePixel(0, row - (PADDLE_WIDTH * 2), PADDLE_WIDTH);
erasePixel(0, row - PADDLE_WIDTH, PADDLE_WIDTH);
erasePixel(0, row, PADDLE_WIDTH);
erasePixel(0, row + PADDLE_WIDTH, PADDLE_WIDTH);
erasePixel(0, row + (PADDLE_WIDTH + 2), PADDLE_WIDTH);
}
注意他们如何调用之前创建的 erasePixel 方法。这些方法会绘制并擦除适当的桨。
主循环中还有更多逻辑。这是完整的代码:
#include
#include
#include
#include
Adafruit_SSD1306 display(4);
int resolution[2] = {128, 64}, ball[2] = {20, (resolution[1] / 2)};
const int PIXEL_SIZE = 8, WALL_WIDTH = 4, PADDLE_WIDTH = 4, BALL_SIZE = 4, SPEED = 3;
int playerScore = 0, aiScore = 0, playerPos = 0, aiPos = 0;
char ballDirectionHori = ‘R’, ballDirectionVerti = ‘S’;
boolean inProgress = true;
void setup() {
display.begin(SSD1306_SWITCHCAPVCC, 0x3C);
display.display();
}
void loop() {
if (aiScore 》 9 || playerScore 》 9) {
// check game state
inProgress = false;
}
if (inProgress) {
eraseScore();
eraseBall(ball[0], ball[1]);
if (ballDirectionVerti == ‘U’) {
// move ball up diagonally
ball[1] = ball[1] - SPEED;
}
if (ballDirectionVerti == ‘D’) {
// move ball down diagonally
ball[1] = ball[1] + SPEED;
}
if (ball[1] 《= 0) { // bounce the ball off the top ballDirectionVerti = ‘D’; } if (ball[1] 》= resolution[1]) {
// bounce the ball off the bottom
ballDirectionVerti = ‘U’;
}
if (ballDirectionHori == ‘R’) {
ball[0] = ball[0] + SPEED; // move ball
if (ball[0] 》= (resolution[0] - 6)) {
// ball is at the AI edge of the screen
if ((aiPos + 12) 》= ball[1] && (aiPos - 12) 《= ball[1]) { // ball hits AI paddle if (ball[1] 》 (aiPos + 4)) {
// deflect ball down
ballDirectionVerti = ‘D’;
}
else if (ball[1] 《 (aiPos - 4)) {
// deflect ball up
ballDirectionVerti = ‘U’;
}
else {
// deflect ball straight
ballDirectionVerti = ‘S’;
}
// change ball direction
ballDirectionHori = ‘L’;
}
else {
// GOAL!
ball[0] = 6; // move ball to other side of screen
ballDirectionVerti = ‘S’; // reset ball to straight travel
ball[1] = resolution[1] / 2; // move ball to middle of screen
++playerScore; // increase player score
}
}
}
if (ballDirectionHori == ‘L’) {
ball[0] = ball[0] - SPEED; // move ball
if (ball[0] 《= 6) { // ball is at the player edge of the screen if ((playerPos + 12) 》= ball[1] && (playerPos - 12) 《= ball[1]) { // ball hits player paddle if (ball[1] 》 (playerPos + 4)) {
// deflect ball down
ballDirectionVerti = ‘D’;
}
else if (ball[1] 《 (playerPos - 4)) { // deflect ball up ballDirectionVerti = ‘U’; } else { // deflect ball straight ballDirectionVerti = ‘S’; } // change ball direction ballDirectionHori = ‘R’; } else { ball[0] = resolution[0] - 6; // move ball to other side of screen ballDirectionVerti = ‘S’; // reset ball to straight travel ball[1] = resolution[1] / 2; // move ball to middle of screen ++aiScore; // increase AI score } } } drawBall(ball[0], ball[1]); erasePlayerPaddle(playerPos); playerPos = analogRead(A2); // read player potentiometer playerPos = map(playerPos, 0, 1023, 8, 54); // convert value from 0 - 1023 to 8 - 54 drawPlayerPaddle(playerPos); moveAi(); drawNet(); drawScore(); } else { // somebody has won display.clearDisplay(); display.setTextSize(4); display.setTextColor(WHITE); display.setCursor(0, 0); // figure out who if (aiScore 》 playerScore) {
display.println(“YOU LOSE!”);
}
else if (playerScore 》 aiScore) {
display.println(“YOU WIN!”);
}
}
display.display();
}
void moveAi() {
// move the AI paddle
eraseAiPaddle(aiPos);
if (ball[1] 》 aiPos) {
++aiPos;
}
else if (ball[1] 《 aiPos) {
--aiPos;
}
drawAiPaddle(aiPos);
}
void drawScore() {
// draw AI and player scores
display.setTextSize(2);
display.setTextColor(WHITE);
display.setCursor(45, 0);
display.println(playerScore);
display.setCursor(75, 0);
display.println(aiScore);
}
void eraseScore() {
// erase AI and player scores
display.setTextSize(2);
display.setTextColor(BLACK);
display.setCursor(45, 0);
display.println(playerScore);
display.setCursor(75, 0);
display.println(aiScore);
}
void drawNet() {
for (int i = 0; i 《 (resolution[1] / WALL_WIDTH); ++i) {
drawPixel(((resolution[0] / 2) - 1), i * (WALL_WIDTH) + (WALL_WIDTH * i), WALL_WIDTH);
}
}
void drawPixel(int posX, int posY, int dimensions) {
// draw group of pixels
for (int x = 0; x 《 dimensions; ++x) {
for (int y = 0; y 《 dimensions; ++y) {
display.drawPixel((posX + x), (posY + y), WHITE);
}
}
}
void erasePixel(int posX, int posY, int dimensions) {
// erase group of pixels
for (int x = 0; x 《 dimensions; ++x) {
for (int y = 0; y 《 dimensions; ++y) {
display.drawPixel((posX + x), (posY + y), BLACK);
}
}
}
void erasePlayerPaddle(int row) {
erasePixel(0, row - (PADDLE_WIDTH * 2), PADDLE_WIDTH);
erasePixel(0, row - PADDLE_WIDTH, PADDLE_WIDTH);
erasePixel(0, row, PADDLE_WIDTH);
erasePixel(0, row + PADDLE_WIDTH, PADDLE_WIDTH);
erasePixel(0, row + (PADDLE_WIDTH + 2), PADDLE_WIDTH);
}
void drawPlayerPaddle(int row) {
drawPixel(0, row - (PADDLE_WIDTH * 2), PADDLE_WIDTH);
drawPixel(0, row - PADDLE_WIDTH, PADDLE_WIDTH);
drawPixel(0, row, PADDLE_WIDTH);
drawPixel(0, row + PADDLE_WIDTH, PADDLE_WIDTH);
drawPixel(0, row + (PADDLE_WIDTH + 2), PADDLE_WIDTH);
}
void drawAiPaddle(int row) {
int column = resolution[0] - PADDLE_WIDTH;
drawPixel(column, row - (PADDLE_WIDTH * 2), PADDLE_WIDTH);
drawPixel(column, row - PADDLE_WIDTH, PADDLE_WIDTH);
drawPixel(column, row, PADDLE_WIDTH);
drawPixel(column, row + PADDLE_WIDTH, PADDLE_WIDTH);
drawPixel(column, row + (PADDLE_WIDTH * 2), PADDLE_WIDTH);
}
void eraseAiPaddle(int row) {
int column = resolution[0] - PADDLE_WIDTH;
erasePixel(column, row - (PADDLE_WIDTH * 2), PADDLE_WIDTH);
erasePixel(column, row - PADDLE_WIDTH, PADDLE_WIDTH);
erasePixel(column, row, PADDLE_WIDTH);
erasePixel(column, row + PADDLE_WIDTH, PADDLE_WIDTH);
erasePixel(column, row + (PADDLE_WIDTH * 2), PADDLE_WIDTH);
}
void drawBall(int x, int y) {
display.drawCircle(x, y, BALL_SIZE, WHITE);
}
void eraseBall(int x, int y) {
display.drawCircle(x, y, BALL_SIZE, BLACK);
}
这是您最终得到的结果:
对代码很有信心,您可以进行许多修改:
添加难度级别菜单(更改AI和球速)。
向其中添加一些随机移动
为两个玩家添加另一个底池。
添加一个暂停按钮。
现在看看这些复古游戏Pi Zero项目。
责任编辑:wv
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