Archivos para agosto, 2017

Arduino es una plataforma prácticamente infinita para todo tipo de aplicaciones como lo hemos visto en este humilde blog de entre millones que existen en la web. En este espacio comenzamos con aplicaciones de Hacking, luego incursionamos en la fascinante disciplina de la Robótica y últimamente avanzamos sobre el increíble universo de los Videojuegos.

Anteriormente publicamos juegos (basados en la librería VGAx desarrollada por Sandro Maffiodo) como, por ejemplo:

También construimos juegos más sencillos basados simplemente en LEDs y pulsadores como

Y no hace mucho tiempo atrás comenzamos con la construcción de videojuegos utilizando matrices de LEDs

En esta ocasión construiremos un juego muy sencillo orientado a quienes recién se inician en este maravilloso mundo de los microcontroladores, particularmente en Arduino, y desean obtener resultados satisfactorios a corto plazo ya que no creo que haya alguna emoción más intensa para un inventor, que ver alguna de sus creaciones funcionando. Utilizaremos solamente un display LCD de 16 columnas 2 filas, y un pulsador.

El juego que crearemos pertenece al género “Endless Runner“, del inglés corredor infinito cuya definición es la siguiente:

Género donde el jugador debe avanzar de manera irremediable en una misma dirección, generalmente escapando de algún enemigo o peligro, y cuyo objetivo es avanzar lo máximo posible antes de morir.

Generalmente las acciones principales son saltar y esquivar obstáculos, pero muchos juegos de este tipo incluyen también algún tipo de ataque, tanto cuerpo a cuerpo como con armas.

Desde la decáda de los 80’s con juegos como “Jump Bug” o “Moon Patrol” hasta el día de hoy se encuentran de manera casi omnipresente en nuestras vidas. Como ejemplo inmediato tenemos el mundialmente conocido navegador web del gigante Google, “Chrome“, que a partir de “Chrome Canary” incluye un divertido juego “endless runner” en el cual controlamos a un simpático T-Rex. Aunque parezca increíble existen en la web competencias de mayor puntaje obtenido en el juego. Meses atrás un gigante del entretenimiento, Netflix, ha incluido un juego “endless runner” en el cual podemos seleccionar personajes como Pablo Escobar o Marco Polo.

El diagrama esquemático de nuestro divertido y sencillo juego se observa en la siguiente imagen:

(click para ampliar)

Lista de Componentes
1 Display LCD 16×2 con controlador Hitachi HD44780 o compatible
1 Resistencia 3K3Ω 0.25W
1 Resistencia 220Ω 0.25W
1 Pulsador N.A. o Push-Button N.A.

#include <LiquidCrystal.h>

#define PIN_BUTTON 2

#define SPRITE_RUN1 1
#define SPRITE_RUN2 2
#define SPRITE_JUMP 3
#define SPRITE_JUMP_UPPER '.'         // Use the '.' character for the head
#define SPRITE_JUMP_LOWER 4
#define SPRITE_TERRAIN_EMPTY ' '      // User the ' ' character
#define SPRITE_TERRAIN_SOLID 5
#define SPRITE_TERRAIN_SOLID_RIGHT 6
#define SPRITE_TERRAIN_SOLID_LEFT 7

#define HERO_HORIZONTAL_POSITION 1    // Horizontal position of hero on screen

#define TERRAIN_WIDTH 16
#define TERRAIN_EMPTY 0
#define TERRAIN_LOWER_BLOCK 1
#define TERRAIN_UPPER_BLOCK 2

#define HERO_POSITION_OFF 0          // Hero is invisible
#define HERO_POSITION_RUN_LOWER_1 1  // Hero is running on lower row (pose 1)
#define HERO_POSITION_RUN_LOWER_2 2  //                              (pose 2)

#define HERO_POSITION_JUMP_1 3       // Starting a jump
#define HERO_POSITION_JUMP_2 4       // Half-way up
#define HERO_POSITION_JUMP_3 5       // Jump is on upper row
#define HERO_POSITION_JUMP_4 6       // Jump is on upper row
#define HERO_POSITION_JUMP_5 7       // Jump is on upper row
#define HERO_POSITION_JUMP_6 8       // Jump is on upper row
#define HERO_POSITION_JUMP_7 9       // Half-way down
#define HERO_POSITION_JUMP_8 10      // About to land

#define HERO_POSITION_RUN_UPPER_1 11 // Hero is running on upper row (pose 1)
#define HERO_POSITION_RUN_UPPER_2 12 //                              (pose 2)

LiquidCrystal lcd(7,  //RS
                  8,  //E
                  3,  //DB4
                  4,  //DB5
                  5,  //DB6
                  6   //DB7
                  );

char terrainUpper[TERRAIN_WIDTH + 1];
char terrainLower[TERRAIN_WIDTH + 1];
volatile boolean buttonPushed = false;

void initializeGraphics() {
	byte graphics[] = {
        // Run position 1
        B01100,
        B01100,
        B00000,
        B01110,
        B11100,
        B01100,
        B11010,
        B10011,
        // Run position 2
        B01100,
        B01100,
        B00000,
        B01100,
        B01100,
        B01100,
        B01100,
        B01110,
        // Jump
        B01100,
        B01100,
        B00000,
        B11110,
        B01101,
        B11111,
        B10000,
        B00000,
        // Jump lower
        B11110,
        B01101,
        B11111,
        B10000,
        B00000,
        B00000,
        B00000,
        B00000,
        // Ground
        B11111,
        B11111,
        B11111,
        B11111,
        B11111,
        B11111,
        B11111,
        B11111,
        // Ground right
        B00011,
        B00011,
        B00011,
        B00011,
        B00011,
        B00011,
        B00011,
        B00011,
        // Ground left
        B11000,
        B11000,
        B11000,
        B11000,
        B11000,
        B11000,
        B11000,
        B11000,
    };

    int i;

    // Skip using character 0, this allows lcd.print() to be used to
    // quickly draw multiple characters
    for (i = 0; i < 7; ++i) {
        lcd.createChar(i + 1, &graphics[i * 8]);
    }

    for (i = 0; i < TERRAIN_WIDTH; ++i) {
        terrainUpper[i] = SPRITE_TERRAIN_EMPTY;
        terrainLower[i] = SPRITE_TERRAIN_EMPTY;
    }
}

// Slide the terrain to the left in half-character increments
void advanceTerrain(char* terrain, byte newTerrain) {
    for (int i = 0; i < TERRAIN_WIDTH; ++i) {
        char current = terrain[i];
        char next = (i == TERRAIN_WIDTH-1) ? newTerrain : terrain[i+1];

        switch (current) {
            case SPRITE_TERRAIN_EMPTY:
                terrain[i] = (next == SPRITE_TERRAIN_SOLID) ? SPRITE_TERRAIN_SOLID_RIGHT : SPRITE_TERRAIN_EMPTY;
            break;

            case SPRITE_TERRAIN_SOLID:
                terrain[i] = (next == SPRITE_TERRAIN_EMPTY) ? SPRITE_TERRAIN_SOLID_LEFT : SPRITE_TERRAIN_SOLID;
            break;

            case SPRITE_TERRAIN_SOLID_RIGHT:
                terrain[i] = SPRITE_TERRAIN_SOLID;
            break;

            case SPRITE_TERRAIN_SOLID_LEFT:
                terrain[i] = SPRITE_TERRAIN_EMPTY;
            break;
        }
    }
}

boolean drawHero(byte position, char* terrainUpper, char* terrainLower, unsigned int score) {
    boolean collide = false;
    char upperSave = terrainUpper[HERO_HORIZONTAL_POSITION];
    char lowerSave = terrainLower[HERO_HORIZONTAL_POSITION];
    byte upper, lower;

    switch (position) {
        case HERO_POSITION_OFF:
            upper = lower = SPRITE_TERRAIN_EMPTY;
        break;

        case HERO_POSITION_RUN_LOWER_1:
            upper = SPRITE_TERRAIN_EMPTY;
            lower = SPRITE_RUN1;
        break;

        case HERO_POSITION_RUN_LOWER_2:
            upper = SPRITE_TERRAIN_EMPTY;
            lower = SPRITE_RUN2;
        break;

        case HERO_POSITION_JUMP_1:

        case HERO_POSITION_JUMP_8:
            upper = SPRITE_TERRAIN_EMPTY;
            lower = SPRITE_JUMP;
        break;

        case HERO_POSITION_JUMP_2:

        case HERO_POSITION_JUMP_7:
            upper = SPRITE_JUMP_UPPER;
            lower = SPRITE_JUMP_LOWER;
        break;

        case HERO_POSITION_JUMP_3:

        case HERO_POSITION_JUMP_4:

        case HERO_POSITION_JUMP_5:

        case HERO_POSITION_JUMP_6:
            upper = SPRITE_JUMP;
            lower = SPRITE_TERRAIN_EMPTY;
        break;

        case HERO_POSITION_RUN_UPPER_1:
            upper = SPRITE_RUN1;
            lower = SPRITE_TERRAIN_EMPTY;
        break;

        case HERO_POSITION_RUN_UPPER_2:
            upper = SPRITE_RUN2;
            lower = SPRITE_TERRAIN_EMPTY;
        break;
    }

    if (upper != ' ') {
        terrainUpper[HERO_HORIZONTAL_POSITION] = upper;
        collide = (upperSave == SPRITE_TERRAIN_EMPTY) ? false : true;
    }

    if (lower != ' ') {
        terrainLower[HERO_HORIZONTAL_POSITION] = lower;
        collide |= (lowerSave == SPRITE_TERRAIN_EMPTY) ? false : true;
    }

    byte digits = (score > 9999) ? 5 : (score > 999) ? 4 : (score > 99) ? 3 : (score > 9) ? 2 : 1;

    // Draw the scene
    terrainUpper[TERRAIN_WIDTH] = '\0';
    terrainLower[TERRAIN_WIDTH] = '\0';
    char temp = terrainUpper[16-digits];
    terrainUpper[16-digits] = '\0';
    lcd.setCursor(0,0);
    lcd.print(terrainUpper);
    terrainUpper[16-digits] = temp;
    lcd.setCursor(0,1);
    lcd.print(terrainLower);

    lcd.setCursor(16 - digits,0);
    lcd.print(score);

    terrainUpper[HERO_HORIZONTAL_POSITION] = upperSave;
    terrainLower[HERO_HORIZONTAL_POSITION] = lowerSave;

    return collide;
}

// Handle the button push as an interrupt
void buttonPush() {
    buttonPushed = true;
}

void setup() {
    pinMode(PIN_BUTTON, INPUT_PULLUP);

    // Digital pin 2 maps to interrupt 0
    attachInterrupt(0, buttonPush, FALLING);

    initializeGraphics();

    lcd.begin(16, 2);
}

void loop(){
    static byte heroPos = HERO_POSITION_RUN_LOWER_1;
    static byte newTerrainType = TERRAIN_EMPTY;
    static byte newTerrainDuration = 1;
    static boolean playing = false;
    static boolean blink = false;
    static unsigned int distance = 0;

    if (!playing) {
        drawHero((blink) ? HERO_POSITION_OFF : heroPos, terrainUpper, terrainLower, distance >> 3);

        if (blink) {
        lcd.setCursor(0,0);
        lcd.print("Press Start");
        }

        delay(250);
        blink = !blink;

        if (buttonPushed) {
            initializeGraphics();
            heroPos = HERO_POSITION_RUN_LOWER_1;
            playing = true;
            buttonPushed = false;
            distance = 0;
        }

        return;
    }

    // Shift the terrain to the left
    advanceTerrain(terrainLower, newTerrainType == TERRAIN_LOWER_BLOCK ? SPRITE_TERRAIN_SOLID : SPRITE_TERRAIN_EMPTY);
    advanceTerrain(terrainUpper, newTerrainType == TERRAIN_UPPER_BLOCK ? SPRITE_TERRAIN_SOLID : SPRITE_TERRAIN_EMPTY);

    // Make new terrain to enter on the right
    if (--newTerrainDuration == 0) {
        if (newTerrainType == TERRAIN_EMPTY) {
            newTerrainType = (random(3) == 0) ? TERRAIN_UPPER_BLOCK : TERRAIN_LOWER_BLOCK;
            newTerrainDuration = 2 + random(10);
        } else {
            newTerrainType = TERRAIN_EMPTY;
            newTerrainDuration = 10 + random(10);
        }
    }

    if (buttonPushed) {
        if (heroPos <= HERO_POSITION_RUN_LOWER_2)
            heroPos = HERO_POSITION_JUMP_1;

        buttonPushed = false;
    }

    if (drawHero(heroPos, terrainUpper, terrainLower, distance >> 3)) {
        playing = false; // The hero collided with something. Too bad.
    } else {
        if (heroPos == HERO_POSITION_RUN_LOWER_2 || heroPos == HERO_POSITION_JUMP_8) {
            heroPos = HERO_POSITION_RUN_LOWER_1;
        } else if ((heroPos >= HERO_POSITION_JUMP_3 && heroPos <= HERO_POSITION_JUMP_5) && terrainLower[HERO_HORIZONTAL_POSITION] != SPRITE_TERRAIN_EMPTY) {
            heroPos = HERO_POSITION_RUN_UPPER_1;
        } else if (heroPos >= HERO_POSITION_RUN_UPPER_1 && terrainLower[HERO_HORIZONTAL_POSITION] == SPRITE_TERRAIN_EMPTY) {
            heroPos = HERO_POSITION_JUMP_5;
        } else if (heroPos == HERO_POSITION_RUN_UPPER_2) {
            heroPos = HERO_POSITION_RUN_UPPER_1;
        } else {
            ++heroPos;
        }

        ++distance;
    }

    delay(100);
}

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