166 lines
No EOL
19 KiB
Markdown
166 lines
No EOL
19 KiB
Markdown
# BrickGame Тетрис
|
||
Резюме: в данном проекте тебе предстоит реализовать игру «Тетрис» на языке программирования С с использованием структурного подхода.
|
||
|
||
💡 [Нажми сюда](https://new.oprosso.net/p/4cb31ec3f47a4596bc758ea1861fb624), **чтобы поделиться с нами обратной связью на этот проект**. Это анонимно и поможет нашей команде сделать обучение лучше. Рекомендуем заполнить опрос сразу после выполнения проекта.
|
||
|
||
## Содержание
|
||
|
||
- [BrickGame Тетрис](#brickgame-тетрис)
|
||
- [Содержание](#содержание)
|
||
- [Введение](#введение)
|
||
- [Chapter I](#chapter-i)
|
||
- [Общая информация](#общая-информация)
|
||
- [BrickGame](#brickgame)
|
||
- [История тетриса](#история-тетриса)
|
||
- [Конечные автоматы](#конечные-автоматы)
|
||
- [Фроггер](#фроггер)
|
||
- [Тетрис](#тетрис)
|
||
- [Chapter II](#chapter-ii)
|
||
- [Требования к проекту](#требования-к-проекту)
|
||
- [Часть 1. Основное задание](#часть-1-основное-задание)
|
||
- [Часть 2. Дополнительно. Подсчет очков и рекорд в игре](#часть-2-дополнительно-подсчет-очков-и-рекорд-в-игре)
|
||
- [Часть 3. Дополнительно. Механика уровней](#часть-3-дополнительно-механика-уровней)
|
||
|
||
## Введение
|
||
|
||
Для реализации игры «Тетрис» проект должен состоять из двух частей: библиотеки, реализующей логику работы игры, которую можно в будущем подключать к различным GUI, и терминального интерфейса. Логика работы библиотеки должна быть реализована с использованием конечных автоматов, одно из возможных описаний которого будет дано ниже.
|
||
|
||
## Chapter I <div id="chapter-i"></div>
|
||
## Общая информация
|
||
### BrickGame
|
||
|
||
BrickGame — популярная портативная консоль 90-ых годов с несколькими ~~тысячами~~ встроенными играми, разработана она была в Китае. Изначально эта игра была копией, разработанной в СССР и выпущенной Nintendo в рамках платформы GameBoy игры «Тетрис», но включала в себя также и множество других игр, которые добавлялись с течением времени. Консоль имела небольшой экранчик с игровым полем размера 10 х 20, представляющим из себя матрицу «пикселей». Справа от поля находилось табло с цифровой индикацией состояния текущей игры, рекордами и прочей дополнительной информацией. Самыми распространенными играми на BrickGame были: тетрис, танки, гонки, фроггер и змейка.
|
||
|
||
|
||
|
||
### История тетриса
|
||
|
||
«Тетрис» был написан Алексеем Пажитновым 6 июня 1984 года на компьютере Электроника-60. Игра представляла собой головоломку, построенную на использовании геометрических фигур «тетрамино», состоящих из четырех квадратов. Первая коммерческая версия игры была выпущена в Америке в 1987 году. В последующие годы «Тетрис» был портирован на множество различных устройств, в том числе на мобильные телефоны, калькуляторы и карманные персональные компьютеры.
|
||
|
||
Наибольшую популярность приобрела реализация «Тетриса» для игровой консоли Game Boy и видеоприставки NES. Но кроме нее существуют различные версии игры. Например, есть версия с трехмерными фигурами или дуэльная версия, в которой два игрока получают одинаковые фигуры и пытаются обойти друг друга по очкам.
|
||
|
||
### Конечные автоматы
|
||
|
||
Конечный автомат (КА) в теории алгоритмов — математическая абстракция, модель дискретного устройства, имеющего один вход, один выход и в каждый момент времени находящегося в одном состоянии из множества возможных.
|
||
|
||
При работе КА на вход последовательно поступают входные воздействия, а на выходе КА формирует выходные сигналы. Переход из одного внутреннего состояния КА в другое может происходить не только от внешнего воздействия, но и самопроизвольно.
|
||
|
||
КА можно использовать для описания алгоритмов, позволяющих решать те или иные задачи, а также для моделирования практически любого процесса. Несколько примеров:
|
||
|
||
- Логика искусственного интеллекта для игр;
|
||
- Синтаксический и лексический анализ;
|
||
- Сложные прикладные сетевые протоколы;
|
||
- Потоковая обработка данных.
|
||
|
||
Ниже представлены примеры использования КА для формализации игровой логики нескольких игр из BrickGame.
|
||
|
||
### Фроггер
|
||
|
||
|
||
|
||
«Фроггер» — одна из поздних игр, выходящих на консолях Brickgame. Игра представляет собой игровое поле, по которому движутся бревна, и, перепрыгивая по ним, игроку необходимо перевести лягушку с одного берега на другой. Если игрок попадает в воду или лягушка уходит за пределы игрового поля, то лягушка погибает. Игра завершается, когда игрок доводит лягушку до другого берега или погибает последняя лягушка.
|
||
|
||
Для формализации логики данной игры можно представить следующий вариант конечного автомата:
|
||
|
||
|
||
|
||
Данный КА имеет следующие состояния:
|
||
|
||
- Старт — состояние, в котором игра ждет, пока игрок нажмет кнопку готовности к игре.
|
||
- Спавн — состояние, в котором создается очередная лягушка.
|
||
- Перемещение — основное игровое состояние с обработкой ввода от пользователя: движение лягушки по полосе влево/право или прыжки вперед/назад.
|
||
- Сдвиг — состояние, которое наступает после истечения таймера, при котором все объекты на полосах сдвигаются вправо вместе с лягушкой.
|
||
- Столкновение — состояние, которое наступает, если после прыжка лягушка попадает в воду, или если после смещения бревен лягушка оказывается за пределами игрового поля.
|
||
- Достигнут другой берег — состояние, которое наступает при достижении лягушкой верхней другого берега.
|
||
- Игра окончена — состояние, которое наступает после достижения другого берега или смерти последней лягушки.
|
||
|
||
Пример реализации фроггера с использованием КА ты можешь найти в папке `code-samples`.
|
||
|
||
### Тетрис
|
||
|
||
|
||
|
||
«Тетрис», наверное, одна из самых популярных игр для консоли Brickgame. Нередко и саму консоль называют тетрисом. Цель игры — в наборе очков за построение линий из генерируемых игрой блоков. Очередной блок, сгенерированный игрой, начинает опускаться вниз по игровому полю, пока не достигнет нижней границы или не столкнется с другим блоком. Пользователь может поворачивать фигуры и перемещать их по горизонтали, стараясь составлять ряды. После заполнения ряд уничтожается, игрок получает очки, а блоки, находящиеся выше заполненного ряда, опускаются вниз. Игра заканчивается, когда очередная фигура останавливается в самом верхнем ряду.
|
||
|
||
Для формализации логики данной игры можно представить следующий вариант конечного автомата:
|
||
|
||
|
||
|
||
Данный КА состоит из следующих состояний:
|
||
|
||
- Старт — состояние, в котором игра ждет, пока игрок нажмет кнопку готовности к игре.
|
||
- Спавн — состояние, в которое переходит игра при создании очередного блока и выбора следующего блока для спавна.
|
||
- Перемещение — основное игровое состояние с обработкой ввода от пользователя: поворот блоков/перемещение блоков по горизонтали.
|
||
- Сдвиг — состояние, в которое переходит игра после истечения таймера. В нем текущий блок перемещается вниз на один уровень.
|
||
- Соединение — состояние, в которое переходит игра после «соприкосновения» текущего блока с уже упавшими или с землей. Если образуются заполненные линии, то она уничтожается, и остальные блоки смещаются вниз. Если блок останавливается в самом верхнем ряду, то игра переходит в состояние «игра окончена».
|
||
- Игра окончена — игра окончена.
|
||
|
||
## Chapter II <div id="chapter-ii"></div>
|
||
## Требования к проекту
|
||
|
||
### Часть 1. Основное задание
|
||
|
||
Тебе необходимо реализовать программу BrickGame v1.0 aka Tetris:
|
||
|
||
- Программа должна быть разработана на языке С стандарта C11 с использованием компилятора gcc.
|
||
- Программа должна состоять из двух частей: библиотеки, реализующей логику игры тетрис, и терминального интерфейса с использованием библиотеки `ncurses`.
|
||
- Для формализации логики игры должен быть использован конечный автомат.
|
||
- Библиотека должна иметь функцию, принимающую на вход ввод пользователя, и функцию, выдающую матрицу, которая описывает текущее состояние игрового поля при каждом ее изменении.
|
||
- Код библиотеки программы должен находиться в папке `src/brick_game/tetris`.
|
||
- Код с интерфейсом программы должен находиться в папке `src/gui/cli`.
|
||
- Сборка программы должна быть настроена с помощью Makefile со стандартным набором целей для GNU-программ: all, install, uninstall, clean, dvi, dist, test, gcov_report. Установка должна вестись в любой другой произвольный каталог.
|
||
- Программа должна быть разработана в соответствии с принципами структурного программирования.
|
||
- При написании кода придерживайся Google Style.
|
||
- Должно быть обеспечено покрытие библиотеки unit-тестами с помощью библиотеки `check` (тесты должны проходить на ОС Darwin/Ubuntu). Покрытие библиотеки с логикой игры тестами должно составлять не меньше 80 процентов.
|
||
- В игре должны присутствовать следующие механики:
|
||
- Вращение фигур;
|
||
- Перемещение фигуры по горизонтали;
|
||
- Ускорение падения фигуры (при нажатии кнопки фигура перемещается до конца вниз);
|
||
- Показ следующей фигуры;
|
||
- Уничтожение заполненных линий;
|
||
- Завершение игры при достижении верхней границы игрового поля;
|
||
- В игре должны присутствовать все виды фигур, показанные на картинке ниже.
|
||
- Для управления добавь поддержку всех кнопок, предусмотренных на физической консоли:
|
||
- Начало игры,
|
||
- Пауза,
|
||
- Завершение игры,
|
||
- Стрелка влево — движение фигуры влево,
|
||
- Стрелка вправо — движение фигуры вправо,
|
||
- Стрелка вниз — падение фигуры,
|
||
- Стрелка вверх — не используется в данной игре,
|
||
- Действие (вращение фигуры).
|
||
- Игровое поле должно соответствовать размерам игрового поля консоли: десять «пикселей» в ширину и двадцать «пикселей» в высоту.
|
||
- Фигура после достижения нижней границы поля или соприкосновения с другой фигурой должна остановиться. Вслед за этим происходит генерация следующей фигуры, показанной на превью.
|
||
- Интерфейс библиотеки должен соответствовать описанию, которое находится в materials/library-specification_RUS.md.
|
||
- Пользовательский интерфейс должен поддерживать отрисовку игрового поля и дополнительной информации.
|
||
- Подготовь в любом формате диаграмму, описывающую используемый КА (его состояния и все возможные переходы).
|
||
|
||
Используемые фигуры:
|
||
|
||
|
||
|
||
### Часть 2. Дополнительно. Подсчет очков и рекорд в игре
|
||
|
||
Добавь в игру следующие механики:
|
||
|
||
- подсчет очков;
|
||
- хранение максимального количества очков.
|
||
|
||
Данная информация должна передаваться и выводиться пользовательским интерфейсом в боковой панели. Максимальное количество очков должно храниться в файле или встраиваемой СУБД и сохраняться между запусками программы.
|
||
|
||
Максимальное количество очков должно изменяться во время игры, если пользователь превышает текущий показатель максимального количества очков во время игры.
|
||
|
||
Начисление очков будет происходить следующим образом:
|
||
|
||
- 1 линия — 100 очков;
|
||
- 2 линии — 300 очков;
|
||
- 3 линии — 700 очков;
|
||
- 4 линии — 1500 очков.
|
||
|
||
### Часть 3. Дополнительно. Механика уровней
|
||
|
||
Добавь в игру механику уровней. Каждый раз, когда игрок набирает 600 очков, уровень увеличивается на 1. Повышение уровня увеличивает скорость движения фигур. Максимальное количество уровней — 10.
|
||
|
||
___
|
||
|
||
На проекте тебе предстоит пройти код-ревью проверку — не забудь изучить инструкцию для прохождения и проведения код-ревью по [ссылке](https://applicant.21-school.ru/code_review). |