描述

使用數字的塑料滑動 15 拼圖

滑動拼圖歷史悠久。

這是一款用#CircuitPython為@Adafruit #PyBadge 和 PyBadge LC編寫的滑動益智游戲。它使用圖片來拼圖，并疊加數字以使拼圖更容易解決。它是可配置的，因此可以使用不同的圖像，它支持 3×3（8 塊）和 4×4（15 塊）拼圖。Adafruit displayio庫中使用的平鋪圖形方法非常適合滑動益智游戲。

這個怎么運作

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1 / 3 ?圣誕老人拼圖的完整圖像

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在初始設置和簿記之后，該程序有一個無限的 while 循環。它大致遵循狀態機模式，狀態為“介紹”、“設置”、“播放”和“已解決”。“intro”顯示拼圖圖像，然后要求玩家選擇 3×3 或 4×4 拼圖。一旦做出選擇，狀態就會轉換為“設置”。在此狀態下，拼圖被打亂并顯示打亂的拼圖。然后狀態轉換為“播放”。在“播放”中，程序會監控上、下、左、右按鈕并相應地移動方塊。每次移動后，都會檢查拼圖是否處于已解決的位置。如果是，則狀態轉換為“已解決”。一旦進入“已解決”狀態，程序會顯示“您贏了”消息，然后是完整圖像。然后它會無限期地等待，直到玩家按下開始返回“介紹”狀態并再次播放或關閉徽章。這軟件是開源的并發布在 GitHub 上。

關于可解決性的說明

如果一個人通過允許的隨機移動來打亂謎題，那么謎題總是可以解決的，但是需要很多很多這樣的動作才能使謎題隨機化。相反，如果只是隨機放置每個方塊，結果表明只有一半的可能排列可以滑回解決方案。借鑒別人的做法，我的代碼選擇了一個完全隨機的排列，然后檢查它是否可解（參見代碼中的“可解”函數）。如果不是，它會再次隨機化拼圖，并重復此過程，直到找到可解決的排列。可溶性規則是：

• 如果網格寬度為奇數（例如，3×3），則可解情況下的反轉次數為偶數。
• 如果網格寬度是偶數（例如4×4），并且空白在從底部數起的偶數行（倒數第二個，倒數第四個等），那么在可解情況下的反轉次數是奇數。
• 如果網格寬度是偶數，并且空白位于從底部數起的奇數行（最后、倒數第三、倒數第五等），則可解情況下的反轉次數是偶數。

這篇文章頂部顯示的塑料滑塊拼圖無法解決。空白在從底部（第一行）開始的奇數行，并且只有一個反轉，一個奇數。

如何玩游戲

要玩，只需將軟件加載到 PyBadge 上并打開它。顯示屏將首先顯示完整的拼圖圖像，然后要求您按“A”按鈕選擇 3×3（8 塊）拼圖或按“B”按鈕選擇 4×4（15 塊）拼圖。一個插槽始終是空的，以便可以移動瓷磚。做出選擇后，您將看到拼圖圖片和拼圖塊，處于已解決狀態，然后拼圖將被打亂以進行游戲。4×4 拼圖比 3×3 拼圖難得多，需要更多的步驟來解決，但兩者都相當容易練習。

使用 4 個方向按鈕一次滑動一個方塊。目標是讓方塊按數字順序排列，從左到右，從上到下，空白點在右下角。一旦你做到了這一點，你就贏了！獲勝后顯示完整圖像后，您可以按開始按鈕重新玩。有時您需要按幾次按鈕。

卡住？人類可以使用許多啟發式方法來解決這些難題（以及計算機的啟發式算法）。此處記錄了對我有用的方法。

更改拼圖圖像并創建自己的拼圖

parameters.py 文件存儲了幾個參數，包括存儲拼圖圖像的文件夾的名稱。例如，要將圣誕老人拼圖更改為女巫拼圖，只需編輯以下行：puzzle_graphics_folder = “santa” 到 puzzle_graphics_folder = “witch”。我為拼圖提供了三組圖像：圣誕老人、女巫和情人節花卉圖像。

要制作您自己的拼圖，您需要創建 3 個 bmp 圖像：

• 完整圖像，在新文件夾中保存為“full.bmp”
• 3×3 拼圖的圖塊圖像，在同一文件夾中另存為“tiles3.bmp”
• 4×4 拼圖的圖塊圖像，在同一文件夾中保存為“tiles4.bmp”

這些圖像的大小必須完全正確，程序才能運行。完整圖像和 4×4 平鋪圖像必須為 160 像素寬 x 128 像素高。3×3 的平鋪圖像必須為 159 像素寬 x 126 像素高。

從完整圖像開始。要制作 4×4 平鋪圖像，請將圖像右下角的像素涂黑（x 坐標 121 – 160，y 坐標 96 – 128）。您還可以在每個圖塊上加上數字，以便更輕松地解決難題。為此，我使用圖像編輯程序添加一個帶有一組網格線的圖層，創建一個 4×4 網格。然后我把右下角的方塊涂黑，并在每個方塊的右上角寫上數字。然后我刪除網格層并將圖像保存為 bmp 文件。對 3×3 平鋪圖像執行相同的過程，但首先將總圖像重新縮放為 159 x 126 并使用 3×3 而不是 4×4 網格。將這三個文件保存到新文件夾后，將 parameters.py 程序中的 puzzle_graphics_folder 行更改為指向新文件夾名稱。