Université Paris 6 Licence d'informatique	Module de Programmation Année 1999-2000

Travaux pratiques n° 1: tétris

1 Présentation du jeu

Le projet consiste à réaliser une version simplifiée du jeu TÉTRIS. Le but du jeu est de marquer le plus de points possible.

Dans un espace d'action de 10 colonnes et 19 lignes des pièces de 4 carrés contigus tombent verticalement (voir figure 1).
Il existe 7 formes de pièces comme le montre la figure 4. Ces pièces sont toutes composées de 4 carrés élémentaires, d'où le nom du jeu.
Les pièces descendent d'une ligne toutes les demi-secondes. La pièce suivante est choisie pseudo-aléatoirement et tombe à partir du milieu de l'écran.
Lorsqu'une pièce touche le bas de l'écran (ou une autre pièce déjà arrêtée), elle s'immobilise. À ce moment-là, si une ligne horizontale composée de différents carrés immobiles peut être tracée, alors cette ligne disparaît. Dans ce cas, la partie supérieure de l'espace d'action descend donc verticalement d'une unité. Le jeu prend fin lorsque l'espace d'action est totalement rempli par des lignes incomplètes (voir figure 3).
Dans la mesure où les parois et les pièces entassées en bas de l'espace de jeu le permettent, le joueur peut faire pivoter les pièces à tout instant d'un quart de tour sur elles-même dans le sens des aiguilles d'une montre (touche "k") et les déplacer horizontalement (touche "j" vers la gauche et "l" vers la droite) (voir figure 5). Cela lui permet d'assembler les pièces dans le bas de l'espace de jeu de telle sorte que des lignes complètes se forment. Ces dernières disparaissent alors. On peut faire chuter une pièce directement en bas de l'écran si on ne veut plus modifier sa position finale (touche " " (espace)).
Les pièces tournent sur elles-même autour d'un point fixe comme le montre la figure 7 et reviennent à leur position en au plus 4 rotations. La pièce 3 est invariante par rotation.
Les points sont attribués de la façon suivante:
- Si on lâche (touche " ") une pièce de la hauteur h, alors le score est augmenté de h points.
- Si la pièce qui vient d'atteindre le bas de l'espace de jeu complète n lignes, alors le score est augmenté de 50 n (n+1) points.
Ces deux régles ne s'excluent évidemment pas, comme le montre la figure 2.

2 Représentation des pièces

On décrit une pièce par la position de son point fixe et les trois autres carrés seront représentés relativement à ce point fixe. La figure 6 illustre la méthode pour le codage de la pièce numéro 1.

On code de la même façon les quatre positions des sept pièces dans un tableau à deux dimensions décrit par la table 1.

Après avoir rempli ce tableau p, l'affichage au point de coordonnées (x, y) de la pièce 1 en position i pour 0 £ i £ 3 est le suivant:

    moveto x y; carré ();
    moveto (x+p.(1).(6*i+1)) (y+p.(1).(6*i+2)); carré ();
    moveto (x+p.(1).(6*i+3)) (y+p.(1).(6*i+4)); carré ();
    moveto (x+p.(1).(6*i+5)) (y+p.(1).(6*i+5)); carré ();;

si la fonction carré dessine un carré de centre le point courant par exemple.

3 Les commandes graphiques de Caml-Light

On utilise la contribution libgraph de Caml-Light, appelée par camllight camlgraph, puis on rend accessible la librairie graphique par la directive: #open "graphics";; et on ouvre une fenêtre graphique sur l'écran par open_graph "";; (et on la fermera à la fin par close_graph "";;).

On dispose alors d'un ensemble de primitives graphiques, parmi lesquelles:

clear_graph: unit -> unit

close_graph: unit -> unit

moveto: int -> int -> unit

lineto: int -> int -> unit

current_point: unit -> int * int

set_line_width: int -> unit

fill_rect: int -> int -> int -> int -> unit

draw_string: string -> unit

ainsi que des primitives qui vont être utiles à la gestion des événements:

key_pressed: unit -> bool

read_key: unit -> char

wait_next_event: event list -> status

Le générateur de nombres pseudo-aléatoires est disponible dans la bibliothèque random, par la fonction random_int initialisée par la fonction random_init.

La mesure du temps se fait par la fonction gettimeofday de la bibliothèque unix à laquelle on a accès par #open "unix";;

Pour plus de détails, on se reportera au manuel de référence (ou à sa version française [1, pp. 139--144]).

4 Vers un jeu plus réaliste

Voici une liste des améliorations les plus courantes sur les Tétris dans les divers circuits de distribution. Ces améliorations possibles du programme sont présentées par ordre de priorité décroissante de programmation. Aucune n'est obligatoire, mais on peut envisager de programmer les deux ou trois premières si l'on dispose d'assez de temps.

4.1 Niveaux de jeux

La durée de la période entre la chute de deux pièces n'est plus constante et égale à une demi-seconde mais variable selon le niveau de jeu. La table 2 indique la vitesse associée à chaque niveau de jeu.

On change de niveau chaque fois que dix nouvelles lignes ont été complétées.

4.2 Table des scores

On peut tenir une table des dix meilleurs scores.

4.3 Facilités de jeu

On peut afficher la prochaine pièce qui doit tomber.

On peut programmer des touches supplémentaires telles qu'une touche de rotation en sens inverse des aiguilles d'une montre ("i") ou bien des touches qui vont tout à fait à gauche ("g") ou à droite ("h") de l'espace de jeu directement.

De même, pour le confort du joueur, on peut proposer une touche de pause ("p"), une touche d'abandon ("a") de la partie et une touche pour quitter le jeu ("q").

La figure 8 présente un aspect possible de l'écran de jeu dans cette configuration.

4.4 Pièces et fond d'écran coloriées

On peut colorier (avec des couleurs sur un écran couleur ou à niveaux de gris ou bien avec des motifs sur un écran noir et blanc) les pièces ainsi que le fond de l'écran. Ceci est évidemment purement esthétique et ne modifie en rien le principe du jeu.

4.5 Sons et musique

On peut ajouter un son lorsqu'une pièce atteint le bas de l'espace de jeu, un son lorsqu'une ligne disparaît et une musique de fond, ainsi qu'une touche pour supprimer/ajouter le son ou la musique.

4.6 Avantages aléatoires

Certains Tétris intègrent aussi des bombes de la taille d'un carré qui explosent au contact du fond de l'espace de jeu ou au contact de pièces, provoquant un disparition de tout carré dans un espace de 3 par 3 centré sur leur emplacement au moment de l'explosion.

Certains Tétris proposent des jokers qui se transforment en la pièce qui convient le mieux à cet emplacement.

Enfin, certains Tétris présentent des destructeurs de colonnes qui détruisent de 1 à 3 colonnes là où ils descendent, mais diminuent le score en proportion du nombre de carrés supprimés.

Par ailleurs, il existe de nombreuses variantes de Tétris dont on ne parlera pas ici.

Références

[1]: X. Leroy et P. Weis. Manuel de référence du langage Caml. InterÉditions, 1993.

5 Travail demandé

5.1 Programmation

Vous devez réalisé une implantation du jeu Tétris.

Pour cela :

Représenter la description des positions des quatre carrés de chaque pièce correspondant à chacune des rotations de la pièce.
Choisir une représentation de l'espace de jeu
Quelques primitives de gestion de cette représentation interne (par opposition à graphique) du jeu :
1. la fonction valide indique si le point fixe de la pièce pièce dans la position pos peut occuper le point de coordonnées (x, y) de l'espace de jeu.
2. la fonction ligne_pleine qui détermine si la i-ème ligne de l'espace de jeu est pleine ou non.
3. la fonction supprime_ligne qui supprime la ligne numéro i de la représentation interne de l'espace de jeu
Quelques primitives d'affichage :
1. la fonction décor qui plante le décor, la partie graphique qui ne varie pas au cours du jeu.
2. la fonction carré qui peint un carré avec la couleur courante au point de l'espace de jeu de coordonnées (x, y).
3. la fonction affiche_piece qui affiche la pièce numéro pièce en position pos au point de coordonnées (x, y) de la couleur couleur.
4. en déduire la fonction efface_piece qui efface la pièce numéro pièce en position pos au point de coordonnées (x, y) ainsi que la fonction piece_descend qui affiche la pièce numéro pièce en position pos qui se trouvait au point de coordonnées (x, y) quand elle descend d'un cran.
5. la fonction redessine qui réaffiche tout l'espace de jeu.
la fonction mise_à_jour qui met à jour la représentation interne de l'espace de jeu quand la pièce numéro pièce en position pos au point de coordonnées (x, y) ne peut plus descendre.
la fonction en_attendant_le_tic_suivant qui effectue la gestion des événements (l'utilisation des touches par un joueur) en attendant que le temps soit écoulé et que la pièce descende d'un cran supplémentaire si c'est possible.
enfin la fonction principale tetris.

5.2 Compte-rendu

Le compte-rendu que vous rendrez devra détailler la représentation du jeu, des pièces et de leur mouvements ainsi que la gestion des évènements. Ce compte-rendu doit être clair et bref.

Ensuite si vous avez le temps vous pouvez implanter quelques-unes des améliorations demandées et en dire quelques mots dans votre compte-rendu.

Figure 1 : Phase de jeu.

Si l'on fait tomber la pièce dans la situation représentée ci-dessus, alors le score est augmentée de 13 points car la pièce chute de 13 lignes. De plus une ligne est complètée, il faut donc ajouter 100 points de plus au score et par conséquent le score passe des 25 points affichés à 138 points.

Figure 2 : Calcul des points sur un exemple.

Figure 3 : Jeu terminé.

Figure 4 : Les pièces.

Figure 5 : Les mouvements des pièces.

Les éléments sont repèrés par les coordonnées suivantes:

           élément 1: (-1, -1)

           élément 2: (0, -1)

           élément 3: (0, 1)

Figure 6 : Description de la pièce numéro 1.

Figure 7 : La rotation des pièces autour de leur point fixe.

Pièce Position 0 Position 1 Position 2 Position 3

1 -1 0 1 0 1 -1

2

3

4

5

6

7

Table 1 : Tableau descriptif des positions des pièces.

Niveau Période Niveau Période

1 1000 11 200

2 800 12 180

3 600 13 160

4 500 14 140

5 440 15 120

6 400 16 100

7 360 17 80

8 320 18 60

9 280 19 40

10 240 20 20

Table 2 : Période en millisecondes en fonction du niveau de jeu.

Figure 8 : L'écran après quelques améliorations.

Ce document a été traduit de L^AT_EX par H^EV^EA.

Pièce	Position 0						Position 1	Position 2	Position 3
1	-1	0	1	0	1	-1
2
3
4
5
6
7

Niveau	Période	Niveau	Période
1	1000	11	200
2	800	12	180
3	600	13	160
4	500	14	140
5	440	15	120
6	400	16	100
7	360	17	80
8	320	18	60
9	280	19	40
10	240	20	20