計算機圖形學課程設計——掃雷游戲程序設計

1、計算機圖形學課程設計報告VC+掃雷游戲的程序設計專業(yè)班級：小組成員： 指導老師：日 期：2012年12月24日1、需求分析本課程設計實現(xiàn)類似于Windows XP操作系統(tǒng)自帶的掃雷游戲。該設計以Visual C+ 6.0為開發(fā)環(huán)境， Windows 7/XP為程序運行平臺。在程序設計中，把整個雷區(qū)看成一個二維數(shù)組，把雷方塊定義為具有所在雷區(qū)二維數(shù)組的行和列、當前狀態(tài)、方塊屬性、歷史狀態(tài)的結構體，采用了MFC機制解決問題的方法。整個游戲程序包括了布雷、掃雷過程和結果三個階段，在處理鼠標響應事件中伴隨著GDI繪圖。程序通過調試運行，實現(xiàn)簡單的設計目標，滿足掃雷游戲初學者的需要。 通過本課程設計，以

2、便更好的鞏固計算機圖形學相關知識，掌握課程設計基本的方法和技巧，同時增加同學之間的團隊合作精神以及培養(yǎng)分析問題、解決問題的能力。2.總體設計2.1 功能概述掃雷游戲的游戲界面如圖1所示。在這個界面中，由眾多面積均等的小方塊所組成的區(qū)域稱之為雷區(qū)，雷區(qū)的大小由用戶設置的游戲等級決定。玩家標定地雷周圍雷數(shù)提示未知雷區(qū)玩家標定未知雷圖1 游戲開始時，系統(tǒng)會在雷區(qū)中隨機布下若干個地雷。安放地雷的小方塊稱之為雷方塊，其他的稱之為非雷方塊。部署完畢后，系統(tǒng)會在其他非雷方塊中填充一些數(shù)字。某一個具體數(shù)字表示與其緊鄰的8個方塊中有多少雷方塊。玩家可以根據這些信息去判斷是否可以鼠標點擊方塊，并把認為是地雷的方塊

3、打上標識。當玩家將所有地雷找出后，其余的非雷方塊區(qū)域都已打開，此時游戲結束。在游戲過程中，一旦錯誤地打開了雷方塊則立即失敗，游戲結束。 游戲規(guī)則總結： 開始：按左鍵開始游戲，按按鈕或菜單重新開始。左鍵：按下時，是雷則結束，非雷則顯示數(shù)字。數(shù)字：代表此數(shù)字周圍一圈八格中雷的個數(shù)。右鍵：奇次按下表示雷，偶數(shù)按下表示對上次的否定。結束：左鍵按到雷結束，找出全部雷結束。在游戲開始后，雷區(qū)上方有兩個計數(shù)器。右邊的計數(shù)器顯示用戶掃雷所花費的總時間，以秒為單位；左邊的計數(shù)器顯示當前還剩余多少個雷方塊。2.2 設計流程圖開始初始化游戲繪制雷區(qū)繪制笑臉繪制計數(shù)器鼠標右鍵觸發(fā)動作鼠標左鍵觸發(fā)動作圖13.詳細設計3

4、.1界面設置在vc+運行環(huán)境下編寫程序并調試，最終實現(xiàn)的游戲界面為圖2所示，點擊鼠標可開始游戲。圖23.2功能設計3.2.1 布雷隨即獲取一個狀態(tài)為非雷的點，將它的屬性標志為雷，重復這樣的工作，直到布下足夠的雷為止，其流程圖如圖3所示。開始生成隨機的雷方塊的坐標（x,y）判斷（x,y）區(qū)域是否已經布下雷在（x,y）區(qū)域布雷，修改狀態(tài)數(shù)據判斷是否布下所有雷結束否是是否圖3在CMineWnd類中添加游戲的布雷模塊的處理函數(shù)，其具體實現(xiàn)代碼如下所示。void CMineWnd:LayMines(UINT row, UINT col)/埋下隨機種子srand( (unsigned)time( NULL

5、 ) );UINT i, j;for(UINT index = 0; index < m_uMineNum;) /取隨即數(shù)i = rand() % m_uYNum;j = rand() % m_uXNum;if (i = row && j = col) continue;if(m_pMinesij.uAttrib != ATTRIB_MINE) m_pMinesij.uAttrib = ATTRIB_MINE;/修改屬性為雷 index+;3.2.2掃雷3.2.2.1鼠標左擊事件其流程如圖4所示。開始在雷區(qū)雷方塊定位游戲結束勝利失敗處理顯示結束繼續(xù)處理打開區(qū)域拓展最大的可

6、能顯示范圍其他區(qū)域處理勝利處理否是是否否圖4當鼠標左鍵點擊雷區(qū)域，并且該區(qū)域不是雷方塊，需要進行打開以及拓展工作。流程如圖5所示。開始獲取該區(qū)域周圍雷的數(shù)目numNum = 0拓展該區(qū)域修改標志，打開顯示該區(qū)域結束否是圖5鼠標左鍵點擊事件的關鍵代碼詳見附錄2所示。在函數(shù)體的開始部分，先用rcBtn和rcMineArea兩個矩形變量存儲游戲的用戶提示區(qū)域位置中的笑臉圖區(qū)域以及雷區(qū)域的位置。利用接口函數(shù)PtInRect()判斷當前鼠標的位置（由參數(shù)point攜帶鼠標當前位置信息）是否在這兩個區(qū)域內，如果檢測到鼠標左鍵點擊并釋放在笑臉圖的按鈕區(qū)域rcBtn上，則調用初始化函數(shù)重新開始游戲，如果檢測到

7、鼠標左鍵點擊并釋放在雷區(qū)域rcMineArea，假若當前游戲狀態(tài)處于已初始化完成但尚未開始的狀態(tài)GS_WAIT時，則打開計時器，并且調用LayMines()函數(shù)進行布雷，然后修改游戲狀態(tài)為GS_RUN進入游戲。接著判斷點擊在小方塊的狀態(tài)是否被用于通過右鍵標記（可以標記為雷或者未知，此時游戲規(guī)則規(guī)定左鍵點擊不生效），如果未標記，該狀態(tài)為普通狀態(tài)STATE_NORMAL時，先通過IsMine()檢測是否點中地雷而失敗地結束游戲，如果是，則調用函數(shù)Dead()來進行失敗后的工作處理，反之對它進行打開顯示與拓展操作。先通過GetAroundNum()函數(shù)獲取當前小方塊相鄰的8個位置的雷數(shù)。如果當前小方

8、塊相鄰區(qū)域的雷數(shù)為0，則可以向8個方向進行拓展，并顯示該方塊區(qū)域，直到不可拓展為止；如果當前小方塊相鄰區(qū)域的雷數(shù)不為0，則顯示該方塊區(qū)域的相鄰雷數(shù)，用作提供用戶對其他位置的信息判斷的提示。拓展操作的實現(xiàn)代碼見附錄2。經過打開或拓展后，最后通過Victory()判斷游戲是否已經勝利結束，如果是則作勝利處理。3.2.1.2鼠標右擊事件其流程如圖6所示。開始雷方塊定位判斷歷史屬性以及相關狀態(tài)修改相關狀態(tài)顯示結束圖6其實現(xiàn)代碼詳見附錄3所示。3.2.3 繪圖界面的設計3.2.3.1雷區(qū)、笑臉模塊的繪制添加三個位圖資源如圖7所示。 圖7ID分別為ID_BTN_COLOR、ID_MINE_COLOR、ID

9、_NUM_COLOR，并分別添加三個位圖類型的變量，然后調用LoadBitmap(UINT nIDResource)函數(shù)來實現(xiàn)位圖資源與變量的關聯(lián)并添加函數(shù)DrawButton()、DrawMineArea()、DrawNumber()分別實現(xiàn)笑臉按鈕、雷區(qū)、數(shù)字圖像(計時器數(shù)字和剩余雷數(shù)數(shù)字)的繪圖。繪制雷區(qū)的函數(shù)DrawMineArea()的實現(xiàn)代碼見附錄4所示。繪制笑臉按鈕的函數(shù)實現(xiàn)類似。3.2.3.2數(shù)字模塊的繪制數(shù)字圖像的繪制不是由鼠標事件觸發(fā)的，而是由系統(tǒng)時間觸發(fā)的。首先在CMineWnd類中添加定時器標識的成員變量m_uTimer和一個記錄游戲開始直到目前所花費的時間的成員變量m

10、_uSpendTime。接著在游戲的開始函數(shù)布下時間種子，時間間隔為1000us，然后選擇到預定時間間隔后發(fā)送Windows命令消息函數(shù)WM_TIMER。接著在CMineWnd類中找到對應的消息WM_TIMER,并為其添加重寫函數(shù)OnTimer()，該函數(shù)首先判斷這次的WM_TIMER命令是否為所布下的時間種子到時而產生的，如果是則讓使用的時間變量m_uSpendTime自增，然后通知系統(tǒng)重繪圖像。數(shù)字圖像的繪制完成后，最終游戲界面顯示如圖8所示。圖8雷區(qū)、笑臉按鈕、3D效果外殼和數(shù)字圖像的繪制都是在OnPaint()函數(shù)中實現(xiàn)的。其函數(shù)代碼見附錄5所示。5 測試運行調試運行結果，直接點擊鼠標

11、左鍵開始游戲，踩中地雷是的界面顯示如圖9所示；圖9未踩中地雷并掃完所有的雷時的界面顯示如圖10所示。圖106 結論及分析隨著掃雷游戲的開發(fā)完成，本游戲中預期的主要功能也基本實現(xiàn)。本論文闡述了掃雷游戲的分析與設計的全過程，并在論文中相應的位置插入了圖片、流程圖以及一些具有技巧性的程序代碼，更加清晰的描述了該游戲是如何實現(xiàn)的。掃雷游戲是一款益智類游戲，該游戲與那些網絡游戲和3D游戲相比，它有編寫簡單容易上手等特點,非常適合人們在完成工作的時候適當?shù)膴蕵芬?。這些小游戲大都是以益智和娛樂為目的，不僅給緊張工作的人們以放松，還可以讓人們的大腦得到開發(fā)。通過這次課程設計收獲很多，尤其是加深了對計算機圖形

12、學知識和遞歸算法以及VC的理解，將課堂上所學的理論知識應用到了實際中。但是由于我們對Visual C+ 6.0的掌握程度不夠好，其中的很多知識還沒有理解，所以在課程設計過程中，遇到了很多問題，我們小組利用圖書館和網上查閱相關資料，以及周圍同學的幫助，最終大部分問題得到解決。設計所實現(xiàn)的功能是windows xp系統(tǒng)自帶掃雷游戲的簡化，相比之下，功能不夠齊全，比如聲音、用戶自定義以及玩家成績的排名等都未能實現(xiàn)。但是通過不斷上機實驗，調試程序，總結經驗，動手實踐能力和解決問題的能力有很大提高。希望在以后的工作和學習中不斷的充實自己的知識結構，把掃雷游戲的功能進一步完善，使它成為一個更具有實用價值的

13、游戲軟件。參考文獻1楊欽等.計算機圖形學.清華大學出版社，20052Ben Sawyer.游戲軟件設計與開發(fā)指南M.北京：人民郵電出版社，1998.8463陳志泊等.Visual C+程序設計. 中國鐵道出版社.2005.74欽科技.Visual C+游戲設計M. 北京：科海電子出版社，2003.12115楊正華等.Visual C+游戲編程導學M.北京：清華大學出版社，2003.206268附 錄附錄1：掃雷的處理函數(shù)/鼠標左鍵點擊事件代碼void CMineWnd:OnLButtonUp(UINT nFlags, CPoint point) /笑臉圖按鈕所在的區(qū)域CRect rcBtn(m

14、_uBtnRect1, 15, m_uBtnRect2, 39);/雷區(qū)所在的區(qū)域CRect rcMineArea(MINE_AREA_LEFT, MINE_AREA_TOP, MINE_AREA_LEFT + m_uXNum * MINE_WIDTH, MINE_AREA_TOP + m_uYNum * MINE_HEIGHT);if (rcBtn.PtInRect(point) / 點擊笑臉圖Invalidate();InitGame();else if (rcMineArea.PtInRect(point) /點擊雷區(qū)域CString value;UINT around = 0;/根據不

15、同的游戲狀態(tài)作處理switch(m_uGameState) /游戲進行狀態(tài)case GS_WAIT: case GS_RUN:/ first get the MINEWND which if pushing downm_pOldMine = GetMine(point.x, point.y);if (!m_pOldMine) ReleaseCapture(); return;/檢測判斷當前狀態(tài)是否為左鼠標同時按下if (m_bLRBtnDown) m_bLRBtnDown = FALSE;OnLRBtnUp(m_pOldMine->uRow, m_pOldMine->uCol);i

16、f (m_uGameState = GS_WAIT)m_uBtnState = BUTTON_NORMAL;Invalidate();ReleaseCapture();return;/假若周圍已經標識的雷周圍真正的雷數(shù)，拓展if (m_pOldMine->uState != STATE_FLAG)OpenAround(m_pOldMine->uRow, m_pOldMine->uCol);if (ErrorAroundFlag(m_pOldMine->uRow, m_pOldMine->uCol)Dead(m_pOldMine->uRow, m_pOldMi

17、ne->uCol);ReleaseCapture();return;else /如果游戲尚未開始，點擊左鍵啟動游戲if (m_uGameState = GS_WAIT) if (m_uTimer)KillTimer(ID_TIMER_EVENT);m_uTimer = 0;m_uSpendTime = 1;Invalidate();if (m_bSoundful) sndPlaySound(LPCTSTR)LockResource(m_pSndClock), SND_MEMORY | SND_ASYNC | SND_NODEFAULT);/啟動定時器m_uTimer = SetTimer

18、(ID_TIMER_EVENT, 1000, NULL);/布雷LayMines(m_pOldMine->uRow, m_pOldMine->uCol);/改變游戲狀態(tài)為"運行/GS_RUN"m_uGameState = GS_RUN；if (m_pOldMine->uOldState = STATE_NORMAL)/當該雷區(qū)域為正常未作標記才打開/如果該區(qū)域為雷，則死亡if (IsMine(m_pOldMine->uRow, m_pOldMine->uCol) Dead(m_pOldMine->uRow, m_pOldMine->

19、uCol);ReleaseCapture();return;/不是雷的時候，獲取其周圍的雷數(shù)目around = GetAroundNum(m_pOldMine->uRow, m_pOldMine->uCol);/ 如果為空白區(qū)域，拓展，否則打開該區(qū)域（顯示周圍有多少雷數(shù)）if (around = 0) ExpandMines(m_pOldMine->uRow, m_pOldMine->uCol);else DrawDownNum(m_pOldMine, around);else if (m_pOldMine->uOldState = STATE_DICEY) /標

20、志為“？”問號的時候m_pOldMine->uState = STATE_DICEY;/判斷是否為勝利if (Victory()Invalidate();ReleaseCapture();return;break;case GS_VICTORY:case GS_DEAD:ReleaseCapture();return;default :break;m_uBtnState = BUTTON_NORMAL;Invalidate();else /點擊非雷區(qū)域if (m_uGameState = GS_WAIT | m_uGameState = GS_RUN)m_uBtnState = BUTT

21、ON_NORMAL;InvalidateRect(rcBtn);ReleaseCapture();CWnd:OnLButtonUp(nFlags, point);/拓展操作的實現(xiàn)代碼void CMineWnd:ExpandMines(UINT row, UINT col)UINT i, j;UINT minRow = (row = 0) ? 0 : row - 1;UINT maxRow = row + 2;UINT minCol = (col = 0) ? 0 : col - 1;UINT maxCol = col + 2;UINT around = GetAroundNum(row, co

22、l);/顯示該區(qū)域的方塊狀態(tài)m_pMinesrowcol.uState = 15 - around;m_pMinesrowcol.uOldState = 15 - around;/ “打開”該區(qū)域，重繪DrawSpecialMine(row, col);/對周圍一個雷都沒有的空白區(qū)域if (around = 0)for (i = minRow; i < maxRow; i+) for (j = minCol; j < maxCol; j+) /對于周圍可以拓展的區(qū)域進行的規(guī)拓展if (!(i = row && j = col) && m_pMines

23、ij.uState = STATE_NORMAL&& m_pMinesij.uAttrib != ATTRIB_MINE) if (!IsInMineArea(i, j) continue;ExpandMines(i, j);/ 遞歸拓展操作附錄2：鼠標右鍵點擊事件代碼void CMineWnd:OnRButtonDown(UINT nFlags, CPoint point) /笑臉圖按鈕所在的區(qū)域CRect rcBtn(m_uBtnRect1, 15, m_uBtnRect2, 39);/雷區(qū)所在的區(qū)域CRect rcMineArea(MINE_AREA_LEFT, MINE

24、_AREA_TOP, MINE_AREA_LEFT + m_uXNum * MINE_WIDTH, MINE_AREA_TOP + m_uYNum * MINE_HEIGHT);m_bLRBtnDown = FALSE;if (rcMineArea.PtInRect(point) /點擊雷區(qū)域if (m_uGameState = GS_WAIT | m_uGameState = GS_RUN) m_pNewMine = GetMine(point.x, point.y);if (!m_pNewMine) return;/檢測判斷當前狀態(tài)是否為左右鼠標同時按下if (nFlags = (MK_L

25、BUTTON | MK_RBUTTON)m_bLRBtnDown = TRUE; OnLRBtnDown(m_pNewMine->uRow, m_pNewMine->uCol);elseswitch(m_pNewMine->uState) /普通狀態(tài)case STATE_NORMAL:m_pNewMine->uState = STATE_FLAG;m_pNewMine->uOldState = STATE_FLAG;m_nLeaveNum-;break;/標記狀態(tài)case STATE_FLAG:m_pNewMine->uState = STATE_DICEY

26、;m_pNewMine->uOldState = STATE_DICEY;m_nLeaveNum+;break;/未知狀態(tài)case STATE_DICEY:m_pNewMine->uState = STATE_NORMAL;m_pNewMine->uOldState = STATE_NORMAL;break;default: break;Invalidate();CWnd:OnRButtonDown(nFlags, point);附錄3：繪制雷區(qū)的函數(shù)代碼void CMineWnd:DrawMineArea(CPaintDC &dc)CDC dcMemory; /用作內存設備 /源設備dcMemory.CreateCompatibleDC(&dc); /使得這個設備與dc兼容 /dc是目標設備dcMemory.SelectObject(m_bmpMine); /將內存設備與位圖資源關聯(lián)for (UINT i = 0; i<m_uYNum; i+) for (UINT j = 0; j<m_uXNum; j+) /根據ij區(qū)域的雷方塊狀態(tài)拷貝相應的圖像到ij雷區(qū)的特定區(qū)域dc.Stretch