341 lines
12 KiB
Markdown
341 lines
12 KiB
Markdown
---
|
||
documentclass: report
|
||
fontsize: 14pt
|
||
title: "Dokumentácia - Hra Tetris"
|
||
toc: true
|
||
toc-depth: 3
|
||
toc-title: "Obsah"
|
||
colorlinks: true
|
||
linkcolor: blue
|
||
---
|
||
|
||
\newpage
|
||
|
||
# 1. Predstavenie Hry
|
||
|
||
Tetris je klasická puzzle hra implementovaná v jazyku C s využitím knižnice ncurses. Hra ponúka kompletný herný zážitok s textovým grafickým rozhraním, koloračným zobrazením a moderným Tetrominovým systémom. Hráči musia usporaďovať padajúce štvorbloky (tetrominoes) tak, aby vytvorili horizontálne rady a tie následne vymazali. Hra sa s každým vymazaným radom stáva zložitejšou a rýchlejšou.
|
||
|
||
Hra obsahuje všetkých 7 štandardných tetromín:
|
||
- **I-tetromína**: Modrá, lineárna (4 bloky v rade)
|
||
- **O-tetromína**: Žltá, štvorcová (2x2)
|
||
- **T-tetromína**: Purpurová, T-tvar
|
||
- **S-tetromína**: Zelená, S-tvar
|
||
- **Z-tetromína**: Červená, Z-tvar
|
||
- **J-tetromína**: Modrá, J-tvar
|
||
- **L-tetromína**: Biela, L-tvar
|
||
|
||
\newpage
|
||
|
||
# 2. Preloženie a Spustenie Hry
|
||
|
||
## 2.1 Požiadavky
|
||
|
||
- Kompilátor GCC
|
||
- Knižnica ncurses (libncurses5-dev alebo ekvivalent)
|
||
- Unix-like terminálové prostredie (Linux, macOS, WSL, atď.)
|
||
- Terminálové okno aspoň 50 znakov šíreho a 24 riadkov vysokého
|
||
|
||
## 2.2 Spôsob Preloženia
|
||
|
||
1. **Navigácia do priečinka projektu:**
|
||
```bash
|
||
cd final
|
||
```
|
||
|
||
2. **Preloženie hry:**
|
||
```bash
|
||
make
|
||
```
|
||
|
||
Príkaz `make` spustí kompiláciu pomocou GCC s nasledovnými parametrami:
|
||
- `-Wall -Wextra`: Zobrazenie všetkých upozornení
|
||
- `-std=c99`: Použitie štandardu C99
|
||
- `-lncurses`: Linkovanie s knižnicou ncurses
|
||
|
||
3. **Spustenie hry:**
|
||
```bash
|
||
./tetris
|
||
```
|
||
|
||
4. **Čistenie súborov preloženia:**
|
||
```bash
|
||
make clean
|
||
```
|
||
|
||
## 2.3 Kompilácia na Sigma Serveri
|
||
|
||
Pre prácu na universitnom serveri:
|
||
```bash
|
||
ssh váš-login@sigma.cs.uchicago.edu
|
||
cd final
|
||
make
|
||
./tetris
|
||
```
|
||
|
||
\newpage
|
||
|
||
# 3. Návod na Hru
|
||
|
||
## 3.1 Herné Ovládanie
|
||
|
||
| Tlačítko | Akcia |
|
||
|----------|-------|
|
||
| **← Šípka doľava** | Posun časti doľava |
|
||
| **→ Šípka doprava** | Posun časti doprava |
|
||
| **↓ Šípka dole** | Soft drop - urýchlenie pádu |
|
||
| **Medzerník** | Hard drop - okamžitý pád na dno |
|
||
| **Z** | Otočenie časti v smere hodinových ručičiek |
|
||
| **P** | Pauza / Pokračovanie |
|
||
| **Q** | Ukončenie hry |
|
||
| **R** (pri Game Over) | Reštart hry |
|
||
|
||
## 3.2 Systém Bodovania
|
||
|
||
Body sa udeľujú na základe počtu vymazaných radov naraz:
|
||
|
||
| Počet Radov | Základné Body |
|
||
|---|---|
|
||
| 1 rad | 100 |
|
||
| 2 rady | 300 |
|
||
| 3 rady | 500 |
|
||
| 4 rady (Tetris!) | 800 |
|
||
|
||
**Násobitel podľa úrovne:** Všetky body sa násobia aktuálnou hernou úrovňou. Napríklad, vymazanie 4 radov na úrovni 2 = 800 × 2 = 1600 bodov.
|
||
|
||
## 3.3 Úrovne a Ťažkosť
|
||
|
||
- Úroveň sa zvýši o 1 po každých 10 vymazaných radoch
|
||
- Počiatočná úroveň je 1
|
||
- Rýchlosť pádu časti sa s úrovňou zvyšuje
|
||
- Maximálna rýchlosť je dosahnutá na úrovni 16
|
||
|
||
## 3.4 Koniec Hry
|
||
|
||
Hra končí, keď sa nová tetromína nemôže spustiť na vrchu hernej dosky. To zvyčajne nastane vtedy, keď hráč nedokáže časti vymazávať dostatočne rýchlo a hracia plocha je zaplnená až po vrch.
|
||
|
||
## 3.5 Vizuálne Prvky
|
||
|
||
- **Náhľad ďalšej časti**: Vpravo sa zobrazuje nasledujúca tetromína
|
||
- **Fantómová čiastka**: Zelené bodky ukazujú, kde sa čiastka ocitne pri hard dropu
|
||
- **Farebné čiastky**: Každá tetromína má jedinečnú farbu
|
||
- **Herné Štatistiky**: Zobrazenie skóre, úrovne a počtu vymazaných radov
|
||
|
||
\newpage
|
||
|
||
# 4. Programová Implementácia
|
||
|
||
## 4.1 Inicializácia a Spúšťanie
|
||
|
||
**`void* init_game()`**
|
||
- Inicializuje nový herný stav
|
||
- Prideľuje pamäť pre hernú štruktúru
|
||
- Inicializuje hernú dosku na prázdny stav (všetky bunky nastavené na 0)
|
||
- Nastavuje počiatočnú úroveň na 1
|
||
- Generuje prvú nasledujúcu čiastku
|
||
|
||
**`int world_event(struct event* event, void* game)`**
|
||
- Hlavný event handler hry
|
||
- Spracúva všetky vstupné udalosti (klávesy, timeout, zmena veľkosti okna)
|
||
- Volá príslušné herné funkcie podľa typu udalosti
|
||
- Vracia 1 ak sa má hra ukončiť, 0 ak sa hra pokračuje
|
||
|
||
**`void destroy_game(void* game)`**
|
||
- Uvoľňuje pamäť hernému stavu
|
||
- Volá sa pri ukončení hry
|
||
|
||
## 4.2 Mechanika Pohybu
|
||
|
||
**`int can_place_piece(GameState* state, int type, int x, int y, int rotation)`**
|
||
- Kontroluje, či je možné umiestniť čiastku na danú pozíciu s danou rotáciou
|
||
- Overuje hranice hernej dosky
|
||
- Overuje zrážky so zafixovanými čiastkami
|
||
- Vracia 1 ak je umiestnenie možné, 0 ak nie
|
||
|
||
**`void spawn_piece(GameState* state)`**
|
||
- Spúšťa novú tetromínu v strede vrchu dosky
|
||
- Nastavuje rotáciu na 0 (pôvodná pozícia)
|
||
- Kontroluje, či je hra skončená (ak sa čiastka nemôže spustiť)
|
||
|
||
**`void move_piece_left(GameState* state)`**
|
||
- Posúva aktuálnu čiastku o jedno políčko doľava
|
||
- Kontroluje, či je pohyb povolený
|
||
|
||
**`void move_piece_right(GameState* state)`**
|
||
- Posúva aktuálnu čiastku o jedno políčko doprava
|
||
- Kontroluje, či je pohyb povolený
|
||
|
||
**`int move_piece_down(GameState* state)`**
|
||
- Posúva aktuálnu čiastku o jedno políčko nadol
|
||
- Vracia 1 ak je pohyb povolený, 0 ak nie
|
||
|
||
**`void hard_drop_piece(GameState* state)`**
|
||
- Spúšťa čiastku až na dno okamžite
|
||
- Viackrát volá `move_piece_down()` až do chvíle, keď sa čiastka nemôže pohybovať
|
||
|
||
**`void rotate_piece(GameState* state)`**
|
||
- Otáča aktuálnu čiastku o 90° v smere hodinových ručičiek
|
||
- Overuje, či je otočenie povolené (bez zrážok)
|
||
|
||
## 4.3 Fixovanie a Interakcia
|
||
|
||
**`void lock_piece(GameState* state)`**
|
||
- Fixuje aktuálnu čiastku na hernú dosku (stáva sa jej trvalou súčasťou)
|
||
- Spúšťa novú čiastku
|
||
- Volá sa automaticky keď čiastka nemôže ďalej padať
|
||
|
||
**`void check_and_clear_lines(GameState* state)`**
|
||
- Kontroluje, ktoré rady sú úplne zaplnené
|
||
- Vymazáva úplné rady
|
||
- Posúva všetky rady nad vymazaným radom nadol
|
||
- Aktualizuje skóre na základe počtu vymazaných radov
|
||
- Zvyšuje úroveň hry podľa počtu vymazaných radov
|
||
|
||
## 4.4 Fyzika a Časovanie
|
||
|
||
**`void apply_gravity(GameState* state)`**
|
||
- Aplikuje gravitáciu na čiastku (automatický pád)
|
||
- Využíva čítač `frames_since_last_gravity` a porovnáva ho s `gravity_speed`
|
||
- Keď čiastka nemôže padať ďalej, fixuje ju a vytvorí novú
|
||
|
||
**`void render_game(GameState* state)`**
|
||
- Vykresľuje celú hernú scénu na obrazovku
|
||
- Vykresľuje hernú dosku s rámčekom
|
||
- Vykresľuje všetky fixované čiastky
|
||
- Vykresľuje aktuálnu padajúcu čiastku
|
||
- Vykresľuje fantómovú čiastku (náhľad pristátia)
|
||
- Vykresľuje štatistický panel vpravo
|
||
- Vykresľuje stavový riadok na spodku
|
||
|
||
## 4.5 Štruktúra GameState
|
||
|
||
```c
|
||
typedef struct {
|
||
int board[BOARD_HEIGHT][BOARD_WIDTH]; /* Hernú dosku - 1=obsadené, 0=prázdne */
|
||
int piece_type; /* Typ aktuálnej čiastky (0-6) */
|
||
int piece_x, piece_y; /* Pozícia čiastky na doske */
|
||
int piece_rotation; /* Rotácia čiastky (0-3) */
|
||
int next_piece_type; /* Typ ďalšej čiastky */
|
||
int score; /* Aktuálne skóre */
|
||
int level; /* Aktuálna úroveň */
|
||
int lines_cleared; /* Počet radov vymazaných naraz */
|
||
int total_lines; /* Celkový počet vymazaných radov */
|
||
int game_over; /* Príznak konca hry */
|
||
int paused; /* Príznak pauzy */
|
||
int gravity_counter; /* Čítač gravitácie */
|
||
int gravity_speed; /* Rýchlosť pádu čiastky */
|
||
int frames_since_last_gravity; /* Počet snímkov od posledného pádu */
|
||
int screen_width; /* Šírka terminálu */
|
||
int screen_height; /* Výška terminálu */
|
||
} GameState;
|
||
```
|
||
|
||
## 4.6 Tetromínové Tvary
|
||
|
||
```c
|
||
static const int PIECE_SHAPES[NUM_PIECES][4][4][2] = { ... }
|
||
```
|
||
|
||
Táto trojrozmernná matica definuje 7 tetromín s 4 rotačnými stavmi každý:
|
||
- **Rozmer 1** (0-6): Typ tetromíny (I, O, T, S, Z, J, L)
|
||
- **Rozmer 2** (0-3): Rotačný stav (0°, 90°, 180°, 270°)
|
||
- **Rozmer 3** (0-3): Štyri bloky tetromíny
|
||
- **Rozmer 4** (x, y): Relatívne súradnice bloku od stredu
|
||
|
||
## 4.7 Detekcia Zrážok
|
||
|
||
Hra používa jednoduchý a efektívny systém detekcie zrážok:
|
||
1. Pre každý blok čiastky vypočíta pozíciu `(x + offset_x, y + offset_y)`
|
||
2. Kontroluje, či pozícia leží v hraniciach dosky (0 až BOARD_WIDTH-1, 0 až BOARD_HEIGHT-1)
|
||
3. Kontroluje, či je bunka na doske prázdna `board[y][x] == 0`
|
||
4. Ak všetky bloky prejdú overením, čiastka sa môže umiestniť
|
||
|
||
## 4.8 Vymazávanie Radov
|
||
|
||
Algoritmus vymazávania:
|
||
1. Iteruje dosku od spodku k vrchu
|
||
2. Pre každý riad kontroluje, či sú všetky bunky obsadené
|
||
3. Neúplné rady sa kopírujú do novej dosky (shift dole)
|
||
4. Úplné rady sa vynechajú (vymazánia sa)
|
||
5. Horná časť dosky sa vyplní nulami
|
||
|
||
## 4.9 Systém Bodovania
|
||
|
||
Bodovanie sa vypočítava ako:
|
||
```
|
||
skóre += body_za_rady * aktuálna_úroveň
|
||
```
|
||
|
||
Kde `body_za_rady` sú:
|
||
- 1 riad: 100 bodov
|
||
- 2 rady: 300 bodov
|
||
- 3 rady: 500 bodov
|
||
- 4 rady: 800 bodov
|
||
|
||
\newpage
|
||
|
||
# 5. Modifikácie Knižnice World
|
||
|
||
Knižnica World bola pôvodne určená ako všeobecný framework na vytváranie interaktívnych aplikácií s textovým grafickým rozhraním. Pre Tetris bola použitá bez výrazných modifikácií, ale boli vyvinuté nasledovné rozšírenia a optimalizácie:
|
||
|
||
## 5.1 Prispôsobenie Farieb
|
||
|
||
Knižnica World bola rozšírená o podporu všetkých 8 systémových farieb (čierna, červená, zelená, žltá, modrá, purpurová, azúrová, biela). Hra používa tieto farby na odlíšenie jednotlivých tetromín.
|
||
|
||
## 5.2 Unicode Znaky pre Grafiku
|
||
|
||
Implementácia umožnila používanie Unicode znakov na lepšie grafické znázornenie:
|
||
- `0x250C`, `0x2510`, `0x2514`, `0x2518`: Rohy rámčekov
|
||
- `0x2500`, `0x2502`: Vodorovné a zvislé čiary
|
||
- Vlastné znaky: `#`, `O`, `T`, `S`, `Z`, `J`, `L` pre tetromíny
|
||
|
||
## 5.3 Optimalizácia Výkonu
|
||
|
||
- **Event loop**: Implementácia efektívneho event loop-u s timeout mechanizmom
|
||
- **Inkrementálne vykresľovanie**: Hra vykresľuje len časti, ktoré sa zmenili
|
||
- **Gravitačný systém**: Časovací mechanizmus pre aplikovanie gravitácie
|
||
|
||
## 5.4 Interakcia s Terminálom
|
||
|
||
- Podpora šípok a špeciálnych kláves cez ncurses
|
||
- Detekcia veľkosti terminálového okna
|
||
- Bezproblémová práca s rôznymi typmi terminálov
|
||
|
||
\newpage
|
||
|
||
# 6. Zdroje a Referencie
|
||
|
||
## 6.1 Dokumentácia a Knižnice
|
||
|
||
1. **ncurses dokumentácia** - https://tldp.org/HOWTO/NCURSES-Programming-HOWTO/
|
||
2. **GCC kompilátor** - https://gcc.gnu.org/onlinedocs/
|
||
3. **C99 štandard** - https://en.wikipedia.org/wiki/C99
|
||
4. **Tetris pravidlá a mechanika** - https://tetris.wiki/
|
||
5. **Unicode Box Drawing Characters** - https://en.wikipedia.org/wiki/Box-drawing_character
|
||
|
||
## 6.2 Inšpirácia a Referencie
|
||
|
||
- Originálny Tetris od Alexeja Pajitnova (1984)
|
||
- Štandardný Tetris Guidelines - https://tetris.wiki/Tetris_Guideline
|
||
|
||
\newpage
|
||
|
||
# 7. Použitie Umelej Inteligencie
|
||
|
||
## 7.1 Druh Umelej Inteligencie
|
||
|
||
Pri vytváraní tejto dokumentácie a v procese vývoja boli využité generatívne AI modely (konkrétne **Claude Haiku 4.5** a podobné jazykové modely).
|
||
|
||
## 7.2 Spôsob Použitia
|
||
|
||
1. **Dokumentácia**: Generácia textov v slovenčine, opisov funkcií a štruktúr
|
||
2. **Kódovanie**: Asistencia pri navrhovaní algoritámov a optimalizácií
|
||
3. **Testovanie**: Návrhy na testovacích prípadov a možné edge cases
|
||
4. **Vysvetľovanie**: Analýza a vysvetlenie existujúceho kódu
|
||
|
||
## 7.3 Kontextové Informácie
|
||
|
||
- AI bol používaný ako pomôcka pre zrýchlenie vývoja
|
||
- Všetok kód bol manuálne skontrolovaný a overený
|
||
- AI pomáhal pri brainstormingu a optimalizácii
|
||
- Dokumentácia bola vytvorená s podporou AI pre konzistentnosť a úplnosť
|