俄罗斯方块小游戏设计.docx
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俄罗斯方块小游戏设计
z
自动化专业综合设计报告
设计题目：
俄罗斯方块的设计
实验室：
自动化系统仿真实验室
指导教师：
学生姓名：
同组组员：
班级：
学号：
成绩评定：
一、设计目的
学会MATLAB的GUI图形界面化模块的使用，以及编程语言的熟练运用。
二、设计要求
1、图形界面化。
2、实现各种方块图案形状之间的转化。
3、方块落地时判断下方是否存在障碍，判断是否填满一行，及使其消除。
三、设计内容
1.首先，使用GUI建立一个图形界面如图：
用callback其生成.m文件。
2、在.m文件中添加程序，实现题目要求。
主程序如下：
functionRussiaBlock（action）
%定义全局变量
globalCENTER_XCENTER_YPOSSTUCKUSED_SPACEH;
globalWIDTHHEIGHTLEVELTIME_DELAYSQ_XSQ_Y;
globalH_SLIDER_WIDTHH_SLIDER_HEIGHT;
globalH_TEXT_WIDTHH_TEXT_HEIGHTH_TEXT_SCORE;
globalSTART_HANDLESTOP_HANDLESTOP_GAMEEXIT_HANDLE;
globalH_AH_BBOXH_LINE;
ifnargin<1,action='initialize';end;
ifstrcmp（action,'initialize'）,
WIDTH=10;%默认游戏窗口的宽度
HEIGHT=25;%默认游戏窗口的高度
BOX=1;%默认显示游戏边框
TIME_DELAY=1*exp（（5/9）*log（0.1））;%时间延时设置
fig=figure（...
'Name','RussiaBlockforMatlab','NumberTitle','off',...
'Visible','off','BackingStore','off'）;
SQ_X=[0-1-10]';%方块单元的X轴顶点坐标
SQ_Y=[00-1-1]';%方块单元的Y轴顶点坐标
%游戏窗口为axes表格
figure（fig）;
H_A=axes（...
'Units','normalized','Position',[.1.18.4.8],...
'Visible','off','DrawMode','fast',...
'NextPlot','replace','XLim',[1WIDTH+1],'YLim',[0HEIGHT]）;
H_B=axes（...
'Units','normalized','Position',[.1.18.4.8],...
'Visible','off','DrawMode','fast',...
'NextPlot','replace','XLim',[1WIDTH+1],'YLim',[0HEIGHT]）;
%游戏界面初始边框
ifBOX==1,
BOX=~BOX;
RussiaBlock（'box'）;
end
%各按键信息设置
STOP_HANDLE=uicontrol（'units','normalized',...
'position',[.848.876.1.05],'string','stop',...
'callback','RussiaBlock（''stop''）',...
'interruptible','yes','visible','off'）;
EXIT_HANDLE=uicontrol（'units','normalized',...
'position',[.85.757.1.05],'string','exit',...
'callback','delete（gcf）',...
'interruptible','no'）;
START_HANDLE=uicontrol（'units','normalized',...
'position',[.848.876.1.05],'string','start',...
'callback','RussiaBlock（''start''）',...
'interruptible','yes','visible','on'）;
left_handle=uicontrol（'units','normalized',...
'position',[.534.521.1.05],'string','<---',...
'callback','RussiaBlock（''left''）',...
'interruptible','yes'）;
right_handle=uicontrol（'units','normalized',...
'position',[.673.521.1.05],'string','--->',...
'callback','RussiaBlock（''right''）',...
'interruptible','yes'）;
drop_handle=uicontrol（'units','normalized',...
'position',[.604.462.1.05],'string','drop',...
'callback','RussiaBlock（''drop''）'）;
rotate_handle=uicontrol（'units','normalized',...
'position',[.593.59.1.05],'string','rotate',...
'callback','RussiaBlock（''rotate''）'）;
H_TEXT_SCORE=uicontrol（...
'ForegroundColor',[011],...
'Position',[0.5520.8760.20.07],...
'String','Score:
xxxxx',...
'Units','normalized'）;
end;%结束时初始化程序
%切换表格边框
ifstrcmp（action,'box'）,
BOX=~BOX;
ifBOX==1,
H_LINE=line（[1WIDTH+1WIDTH+111],[11HEIGHTHEIGHT1]）;
else,delete（H_LINE）;
end
end;
%左移动作
ifstrcmp（action,'left'）,
stopped=0;
fori=1:
4,ifUSED_SPACE（POS（i,1）-1,POS（i,2））==1,stopped=1;end;end;
ifstopped==0,
POS（:
1）=POS（:
1）-1;
CENTER_X=CENTER_X-1;
fori=1:
4,set（H（i）,'XData',SQ_X+POS（i,1）,'YData',SQ_Y+POS（i,2））;
end;
drawnow;
end;
end;
%右移动作
ifstrcmp（action,'right'）,
stopped=0;
fori=1:
4,ifUSED_SPACE（POS（i,1）+1,POS（i,2））==1,stopped=1;end;end;
ifstopped==0,
POS（:
1）=POS（:
1）+1;
CENTER_X=CENTER_X+1;
fori=1:
4,set（H（i）,'XData',SQ_X+POS（i,1）,'YData',SQ_Y+POS（i,2））;
end;
drawnow;
end;
end;
%整体下降
ifstrcmp（action,'drop'）,
whileSTUCK==0,
fori=1:
4,ifUSED_SPACE（POS（i,1）,POS（i,2）-1）==1,STUCK=1;end;
end;
ifSTUCK==0,POS（:
2）=POS（:
2）-1;end;
end;
fori=1:
4,set（H（i）,'XData',SQ_X+POS（i,1）,'YData',SQ_Y+POS（i,2））;end;
drawnow;
end;
%旋转
ifstrcmp（action,'rotate'）,
new_x=-（POS（:
2）-CENTER_Y）+CENTER_X;
new_y=（POS（:
1）-CENTER_X）+CENTER_Y;
stopped=0;
fori=1:
4,
if（（new_x>1）&（new_x<（WIDTH+2））&（new_y>1））,
ifUSED_SPACE（new_x（i）,new_y（i））==1,stopped=1;end;
else,stopped=1;
end;
end;
ifstopped==0,%空格没有被占据
POS=[new_xnew_y];
fori=1:
4,set（H（i）,'XData',SQ_X+POS（i,1）,'YData',SQ_Y+POS（i,2））;
end;
drawnow;
end;
end;
%暂停
ifstrcmp（action,'stop'）,
STOP_GAME=1;
end;
%开始俄罗斯方块
ifstrcmp（action,'start'）,
STOP_GAME=0;
score=0;
set（START_HANDLE,'visible','off'）;
set（STOP_HANDLE,'visible','on'）;
set（EXIT_HANDLE,'visible','off'）;
set（H_TEXT_SCORE,'string',['Score:
'num2str（score）]）;
h_matb=zeros（WIDTH+2,HEIGHT）;
USED_SPACE=zeros（WIDTH+2,HEIGHT）;
USED_SPACE（:
1）=ones（WIDTH+2,1）;
USED_SPACE（[1WIDTH+2],:
）=ones（2,HEIGHT）;
drawnow;
axes（H_A）;
%各类方块图案形状定义
a_shape=[-1012;0000]';%长方形
b_shape=[-1001;0010]';%Zmirror
c_shape=[-1001;0011]';%Znormal
d_shape=[-1001;1100]';%truncatedT
e_shape=[0011;0101]';%正方形
f_shape=[-1011;0001]';%Lnormal
g_shape=[-1-101;1000]';%Lmirror
shape_matrix=[a_shapeb_shapec_shaped_shapee_shapef_shapeg_shape];
s=size（shape_matrix）;
num_shapes=s
（2）/2;
color_matrix=[001;010;011;100;101;110;111];
home_pos=ones（4,1）*[（WIDTH/2）（HEIGHT-2）];
POS=a_shape+home_pos;
fori=1:
4,H（i）=patch（SQ_X+POS（i,1）,SQ_Y+POS（i,2）,'r'）;
end;
while（（sum（USED_SPACE（2:
WIDTH+1,HEIGHT-4））==0）&（STOP_GAME==0））,
shape_index=ceil（num_shapes*rand
（1））;%选择随机形状
current_color=color_matrix（shape_index,:
）;%颜色
POS=shape_matrix（:
（2*shape_index-1）:
（2*shape_index））+home_pos;%设置图形起始位置
CENTER_X=home_pos（1,1）;%设置旋转原点
CENTER_Y=home_pos（1,2）;
fori=1:
4,
set（H（i）,'XData',SQ_X+POS（i,1）,'YData',SQ_Y+POS（i,2）,...
'FaceColor',current_color,'Visible','on'）;
end;
drawnow;
STUCK=0;
t0=clock;
while（（STUCK==0）&（STOP_GAME==0））,
drawnow;
ifetime（clock,t0）>TIME_DELAY,%下一个单元块
fori=1:
4,
ifUSED_SPACE（POS（i,1）,POS（i,2）-1）==1,STUCK=1;end;
end;
ifSTUCK==0,
t0=clock;
POS（:
2）=POS（:
2）-1;
CENTER_Y=CENTER_Y-1;
fori=1:
4,
set（H（i）,'YData',SQ_Y+POS（i,2））;
end;
drawnow;
end
end;
drawnow;
end
fori=1:
4,USED_SPACE（POS（i,1）,POS（i,2））=1;end;%退格
fori=1:
4,set（H（i）,'Visible','off'）;end;%隐藏活动区域
axes（H_B）;
fori=1:
4,h_matb（POS（i,1）,POS（i,2））=patch（SQ_X+POS（i,1）,SQ_Y+POS（i,2）,current_color）;
end;
i=2;
whileiifsum（USED_SPACE（2:
WIDTH+1,i））==WIDTH,
score=score+10;%添加完成一行的分数
set（H_TEXT_SCORE,'string',['Score:
'num2str（score）]）;
fork1=2:
WIDTH+1,delete（h_matb（k1,i））;end;
fork2=（i+1）:
HEIGHT,
fork1=2:
WIDTH+1,
ifh_matb（k1,k2）~=0,
set（h_matb（k1,k2）,'YData',k2-1+SQ_Y）;
end;
end;
end;
h_matb（2:
WIDTH+1,i:
（HEIGHT-1））=h_matb（2:
WIDTH+1,（i+1）:
HEIGHT）;
h_matb（2:
WIDTH+1,HEIGHT）=zeros（WIDTH,1）;
USED_SPACE（2:
WIDTH+1,i:
（HEIGHT-1））=USED_SPACE（2:
WIDTH+1,（i+1）:
HEIGHT）;
USED_SPACE（2:
WIDTH+1,HEIGHT）=zeros（WIDTH,1）;
elsei=i+1;
end
end
axes（H_A）;
end%结束循环
%删除对象，清空游戏窗口
fork2=2:
HEIGHT,
fork1=2:
WIDTH+1,
ifh_matb（k1,k2）~=0,
delete（h_matb（k1,k2））;
end;
end;
end;
set（START_HANDLE,'visible','on'）;
set（STOP_HANDLE,'visible','off'）;
set（EXIT_HANDLE,'visible','on'）;
end%结束游戏
运行时显示画面：
点击start游戏开始。
方块填满一行之后消行并且下落一行。
四、设计实验结果及分析
1、图形界面化。
2、实现各种方块图案形状之间的转化。
3、方块填满时消除得10分。
五、结论
通过对MATLAB的GUI图形界面化模块的学习和应用以及编程语言的应用，完成了俄罗斯方块小游戏的设计。
六、设计感受
本次实验在郭**和张**两位老师的耐心指导下，我和我的组员们利用MATLAB设计出了符合实验要求的俄罗斯方块小游戏。
在一个星期的学习中，我们对MATLAB和编程语言的应用也变得更加的熟练，也明白每一个人组员在实验中的重要性，合理的分工使这个复杂的实验变的简单了，也希望自己以后能设计出更复杂更有趣的小游戏，让自己的专业知识得到更充分的应用！
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