俄罗斯方块2d阵列逻辑

Question

我正在尝试用矩阵而不是精灵在JS中编写俄罗斯方块。基本上是为了更好地可视化2d阵列。

我通过转换矩阵数据来旋转块，然后反转行。但因为区块的宽度和高度并不能完全填满这个4x4矩阵旋转导致块移动，而不是原地旋转。

我看不出来，我已经花了两天多的时间试图让俄罗斯方块这样一个简单的游戏发挥作用，从零开始重新启动了几次。。我需要帮助，我真的很想能够为游戏编程，而我唯一能做的就是井字游戏。我花了更多的时间在这上面。

这是完整的js代码。单击画布可旋转工件。

var canvas = document.getElementById('c');
var ctx = canvas.getContext('2d');
canvas.width = 400;
canvas.height = 600;
// game object
var G = {};
var current = 0;
var x = 0;
var y = 0;
//GRID
G.grid = [];
G.gridColumns = 10;
G.gridRows = 15;
for (var i = 0; i < G.gridColumns; i++) {
  G.grid[i] = [];
  for (var j = 0; j < G.gridRows; j++) {
    G.grid[i][j] = 0;
  }
}
// Array with all different blocks
G.blocks = [];
//block constructor
function block() {};
G.blocks[0] = new block();
G.blocks[0].matrix = [
  [1, 0, 0, 0],
  [1, 1, 0, 0],
  [0, 1, 0, 0],
  [0, 0, 0, 0]
];
G.blocks[0].width = 2;
G.blocks[0].height = 3;
function transpose(m) {
  // dont understand this completely, but works because j<i
  for (var i = 0; i < m.matrix.length; i++) {
    for (var j = 0; j < i; j++) {
      var temp = m.matrix[i][j];
      m.matrix[i][j] = m.matrix[j][i];
      m.matrix[j][i] = temp;
    }
  }
}
function reverseRows(m) {
  for (var i = 0; i < m.matrix.length; i++) {
    m.matrix[i].reverse();
  }
}
function rotate(m) {
  transpose(m);
  reverseRows(m);
}
function add(m1, m2) {
  for (var i = 0; i < m1.matrix.length; i++) {
    for (var j = 0; j < m1.matrix[i].length; j++) {
      m2[i + x][j + y] = m1.matrix[i][j];
    }
  }
}
function draw(matrix) {
  for (var i = 0; i < matrix.length; i++) {
    for (var j = 0; j < matrix[i].length; j++) {
      if (matrix[i][j] === 1) {
        ctx.fillRect(j * 20, i * 20, 19, 19);
      }
    }
  }
  ctx.strokeRect(0, 0, G.gridColumns * 20, G.gridRows * 20);
}
window.addEventListener("click", function(e) {
  rotate(G.blocks[current]);
});
function tick() {
  ctx.clearRect(0, 0, canvas.width, canvas.height);
  add(G.blocks[current], G.grid);
  draw(G.grid);
}
setInterval(tick, 1000 / 30);

<canvas id="c"></canvas>

请忽略我代码中的一些小怪癖，我是自学编程的。提前感谢：）

Answer 1

旋转

实际旋转的一个问题是，即使考虑到矩阵的宽度，其中一些旋转看起来也不会那么好。让我们看看I形状的旋转会发生什么：

. X . .        . . . .        . . X .        . . . .
. X . .   =>   X X X X   =>   . . X .   =>   . . . .
. X . .        . . . .        . . X .        X X X X
. X . .        . . . .        . . X .        . . . .

从游戏的角度来看，你会期望第3个和第4个形状分别与第1个和第2个相同。但通用旋转算法不会发生这种情况。您可以通过使用非平方矩阵（5x4）来解决上述问题，但算法会变得比您最初预期的更复杂。

事实上，我敢打赌，大多数俄罗斯方块的实现都不需要通过编程来进行旋转，而是简单地对俄罗斯方块所有可能的不同形状进行硬编码，以使旋转看起来尽可能好和"公平"。这样做的好处是你再也不用担心它们的尺寸了。您可以将它们全部存储为4x4。

正如我们将在这里看到的，这可以用一种非常紧凑的格式来完成。

将tetrominoes编码为位掩码

因为tetromino基本上是一组"大像素"，可以是on或off，所以将其表示为位掩码而不是整数矩阵是非常合适和有效的。

让我们看看如何对S形状的两个不同旋转进行编码：

X . . .     1 0 0 0
X X . .  =  1 1 0 0  =  1000110001000000 (in binary)  =  0x8C40 (in hexadecimal)
. X . .     0 1 0 0
. . . .     0 0 0 0
. X X .     0 1 1 0
X X . .  =  1 1 0 0  =  0110110000000000 (in binary)  =  0x6C00 (in hexadecimal)
. . . .     0 0 0 0
. . . .     0 0 0 0

另外两个旋转对于这一个是相同的。因此，我们可以用完全定义我们的S形状

[ 0x8C40, 0x6C00, 0x8C40, 0x6C00 ]

对每一个形状和每一个旋转都做同样的事情，我们最终会得到这样的东西：

var shape = [
  [ 0x4640, 0x0E40, 0x4C40, 0x4E00 ], // 'T'
  [ 0x8C40, 0x6C00, 0x8C40, 0x6C00 ], // 'S'
  [ 0x4C80, 0xC600, 0x4C80, 0xC600 ], // 'Z'
  [ 0x4444, 0x0F00, 0x4444, 0x0F00 ], // 'I'
  [ 0x44C0, 0x8E00, 0xC880, 0xE200 ], // 'J'
  [ 0x88C0, 0xE800, 0xC440, 0x2E00 ], // 'L'
  [ 0xCC00, 0xCC00, 0xCC00, 0xCC00 ]  // 'O'
];

绘制它们

现在，我们将如何用这种新格式绘制tetromino？我们将测试位掩码中的相关位：，而不是使用matrix[y][x]访问矩阵中的值

for (var y = 0; y < 4; y++) {
  for (var x = 0; x < 4; x++) {
    if (shape[s][r] & (0x8000 >> (y * 4 + x))) {
      ctx.fillRect(x * 20, y * 20, 19, 19);
    }
  }
}

Demo

下面是使用此方法的一些演示代码。

var canvas = document.getElementById('c');
var ctx = canvas.getContext('2d');
canvas.width = 100;
canvas.height = 100;
var shape = [
  [ 0x4640, 0x0E40, 0x4C40, 0x4E00 ], // 'T'
  [ 0x8C40, 0x6C00, 0x8C40, 0x6C00 ], // 'S'
  [ 0x4C80, 0xC600, 0x4C80, 0xC600 ], // 'Z'
  [ 0x4444, 0x0F00, 0x4444, 0x0F00 ], // 'I'
  [ 0x44C0, 0x8E00, 0xC880, 0xE200 ], // 'J'
  [ 0x88C0, 0xE800, 0xC440, 0x2E00 ], // 'L'
  [ 0xCC00, 0xCC00, 0xCC00, 0xCC00 ]  // 'O'
];
var curShape = 0, curRotation = 0;
draw(curShape, curRotation);
function draw(s, r) {
  ctx.fillStyle = 'white';
  ctx.fillRect(0, 0, 100, 100);
  ctx.fillStyle = 'black';
  for (var y = 0; y < 4; y++) {
    for (var x = 0; x < 4; x++) {
      if (shape[s][r] & (0x8000 >> (y * 4 + x))) {
        ctx.fillRect(x * 20, y * 20, 19, 19);
      }
    }
  }
}
function next() {
  curShape = (curShape + 1) % 7;
  draw(curShape, curRotation);
}
function rotate() {
  curRotation = (curRotation + 1) % 4;
  draw(curShape, curRotation);
}

<canvas id="c"></canvas>
<button onclick="rotate()">Rotate</button>
<button onclick="next()">Next shape</button>

Answer 2

我认为你的问题是你总是假设你的作品有4个瓷砖宽。您可能需要将矩阵收缩包装到仍然是正方形的最小空间。对于你的Z/S区块，它将是3x3。然后旋转的中心将正确操作。

您现在的问题是旋转工作正常，但砖块的中心位于单元（2，2）而不是（1，1）（假设基数为0）。C是应用旋转的参考系。

[x][ ][ ][ ][ ]      [ ][ ][X][X][ ]
[X][X][ ][ ][ ]      [ ][X][X][ ][ ]
[ ][X][C][ ][ ]  =>  [ ][ ][C][ ][ ]
[ ][ ][ ][ ][ ]      [ ][ ][ ][ ][ ]
[ ][ ][ ][ ][ ]      [ ][ ][ ][ ][ ]

如果你可以收缩包裹你的形状，你可以应用你的旋转并获得以下结果：

[x][ ][ ]      [ ][X][X]
[X][C][ ]  =>  [X][C][ ]
[ ][X][ ]      [ ][ ][ ]