Lanzamiento de 619 mil tetris en GLSL, su renderizado y un simple bot

Tuve una "idea" para hacer el número máximo de Tetris ejecutando simultáneamente para un sombreador (una textura de framebuffer).

La siguiente es una breve descripción de cómo funciona el código resultante.

Que es esto:

Cada tetris funciona en tres píxeles, para una resolución de 1920x1080 puede ejecutar 619200 copias a la vez. También hizo un bot simple para auto-play.
Al final de la publicación enlaces a ejecutar y fuente.
Video actualizado, muestra el número de campos restantes, hasta cero.

Almacenamiento de datos

Tabla de Tetris de tamaño [10, 22] (10 ancho, 22 alto).
Cada celda puede estar vacía o no vacía.
Se requiere un total de 22 * 10 = 220 bits para almacenar toda la tabla.
Un "píxel" son cuatro flotantes de 24 bits, 96 bits por píxel.

Visualmente (una parte del marco de depuración), tres píxeles se resaltan en rojo, este es un campo guardado:

2 * 96 + 24 + 4
Dos píxeles, un flotador del tercer píxel, 4 bits del segundo flotador del tercer píxel
Hay dos flotadores no utilizados en el tercer píxel pixel3.zw , almacenan el estado de la lógica , más precisamente

• z almacena tres números de ocho bits [a,b,c]
  - una posición del bloque actual, como ID de la posición en la matriz (una matriz de 220 bits de tamaño, la posición máxima es 220, que es menor que 0xff)
  - b tiempo hasta la caída automática (temporizador) cada cuadro -1 a este número, ya que se convirtió en 0, entonces cae en el bloque hacia abajo
  - c ID del bloque actual
• w también [a,b,c] , pero también el signo (positivo o negativo) de todo el flotador es la bandera del final del juego en la tabla actual (para no desperdiciar recursos si el campo está abrumado )
  - una acción, ninguna acción (0), izquierda (1), derecha (2), etc., el código completo en Común , las acciones tienen dos estados, marque a la izquierda y verifique si es posible moverse a la izquierda, luego la acción se configura a la izquierda_mover .
  - [b,c] 0xffff (16 bits) puntos de la tabla actual, el número de líneas que se quemaron

Quedan 20 sin usar en el segundo flotante del tercer píxel.

marco de depuración que muestra que la lógica de guardado funciona correctamente
a la izquierda hay un campo blanco de tres píxeles de tamaño, configurado específicamente para mostrar que los huecos se procesan correctamente (si la resolución no es un múltiplo de tres, la tira irá en ángulo)
condición en línea 75 Buffer A

¿Por qué necesito identificadores de acción?

• Los datos se almacenan en tres píxeles, es imposible verificar simultáneamente la lógica y cambiar los datos en un cuadro (sin ejecutar toda la lógica y cargar todo el mapa en cada píxel, la carga aumentará decenas de veces).
• Por lo tanto, la lógica de almacenamiento de datos funciona en cada píxel y ejecuta los comandos recibidos left_ move , los comandos de verificación left_ check se ejecutan solo en un píxel (tercero).

Lugar lento

• Cada tercer píxel (píxel lógico) descomprime todo el mapa (leyendo los tres píxeles).
• Los dos píxeles restantes se descomprimen solo "ellos mismos" (un píxel) para realizar la acción guardada.
• Durante la acción, la línea se quemó, se cargó otro píxel, ya que la tabla se cae y las partes inferiores de la tabla deben saber qué hay encima.

Algoritmo de almacenamiento de rendimiento

Para la prueba, configure #define debug en Common y AI 0 allí también.
Obtuve ese resultado : 10FPS al renderizar y procesar todos los campos 619200,
en 120 mil campos (25 fps)

Lógica de bot

Lógica Muy mal , el bot se quema en un minuto y obtiene hasta 60 puntos.

No pude comenzar una buena lógica con muchos ciclos de verificación de agujeros y repisas y campos combustibles, considerando la mejor posición basada en todas las caídas posibles ...
La buena lógica funcionó para mí hasta 100 copias y dio un fuerte retraso al omitir todos los ciclos.

Mi lógica de bot funciona así
Toda la lógica está en la función AI_pos_gen en el Buffer A, hay diez líneas.

Pseudocódigo:
la altura de verificación para la instalación del bloque es igual al máximo para el campo en la columna actual (marque una línea para la altura)

 (4   ){ (  (10)){ (     ){  (    ,  )   best ID()  best POS } } }  (     )   (  )      0     1 

Resulta que tres ciclos son comunes: colocan el bloque para que la altura sea mínima.

La función AI_pos_gen se llama cuando aparece un nuevo bloque, y devuelve la posición para caer desde arriba , tomando la ID del bloque y haciéndola girar, la función funciona en el tercer píxel (lógica), es decir, tiene un mapa cargado completo (matriz de mapas).
Puede intentar escribir su bot fácilmente si lo desea.

Lugar más lento
Al agregar solo un bucle para probar agujeros , el controlador de mi tarjeta de video se bloqueó cuando el número de bots era más de 10 mil ... el bot que escribí es la versión más "minimalista" del bot que pude hacer, y desafortunadamente es muy malo.

Interfaz UI / Renderizado

Todo el renderizado en Imagen , lógica de IU en Buffer B.

Renderizado:
Dividir la pantalla en mosaicos y dibujar una tabla en cada mosaico, carga mínima.

Lógica de cargar un mapa: cada píxel no está descomprimido, cada píxel está desempaquetado, solo el "bit requerido" está desempaquetado (literalmente), el código de función es:

 int maptmp(int id, int midg) { int nBits = 8; ivec4 pixeldata = loadat(id, midg); int itt = (id / 24) / 4; //data pixel id 0-2 int jtt = (id - itt * 24 * 4) / 24; //component in data pizel id 0-3 int ott = (id - itt * 24 * 4 - jtt * 24) / 8; //component in unpacked value 0-2 int ttt = (id - itt * 24 * 4 - jtt * 24 - ott * 8); //bit after int2bit 0-7 ivec3 val = decodeval16(pixeldata[jtt]); int n = val[ott]; for (int i = 0; i < nBits; ++i, n /= 2) { if (i == ttt) { if ((n % 2) == 0)return 0; else return 1; //switch + return does not work on windows(Angle) /*switch (n % 2) { case 0:return 0;break; case 1:return 1;break; }*/ } } return 0; } 

Para evitar la pixelación durante el desplazamiento, a partir de 43000, se pierde la parte fraccional del flotador, y no funciona agregar 619 mil al UV para el desplazamiento (habrá píxeles en lugar de tablas).
Todo el desplazamiento se divide en un mosaico grande y gira en círculo agregando un máximo de 32 a UV. (línea 207 en la imagen ).

Lo mismo se hace para determinar la ID del campo. (línea 215 en la imagen )

UI

Números:
El amarillo es el número de campos de tetris.
Izquierda grande: el número del campo actual.
En la esquina inferior derecha, los puntos del campo actual.

Fuente y lanzamiento

La lógica del Bufer A , el Bufer B es control de UI, representación de imagen
Fuente en https://www.shadertoy.com/view/3dlSzs (tiempo de compilación a través de Angle 16 sec)
El bot está deshabilitado allí (puede habilitarlo), y todos los campos se pueden reproducir desde el teclado.

Controle las flechas izquierda / derecha / arriba / abajo.

Restablezca el rectángulo rojo de la IU, muévase (arrastre el mouse haciendo clic en LMB) y haga clic en los campos para desplazarse o seleccione el campo para mostrar.

Iniciar desde un navegador web:

• ejecutar Chrome con chrome.exe --use-angle = gl
• sigue el enlace a shadowrtoy
• en el editor del sitio, seleccione Común y elimine #define no_AI
• (también en Común) establezca #define AI 199 en 0, es decir, #define AI 0
• haga clic en el botón de compilación (debajo de la ventana del editor en el sombreador) y haga clic en pantalla completa

La segunda opción es ejecutar el sombreador en cualquier "lanzador de sombreadores", aquí está el enlace al archivo ( descarga ) en el que se encuentra el archivo * .exe con este sombreador.

Tiempo de compilación de OpenGL de unos 10 segundos.

Actualización : se agregó un sombreador con comprobación de agujeros https://www.shadertoy.com/view/wsXXzH
en lugar de la condición para una mejor posición a la misma altura. Se check_block_at_wh función check_block_at_wh (línea 380 BufA) cuenta los agujeros junto con la verificación de la validez de la posición, no se han agregado nuevos ciclos y la línea de condición 442 a 459 BufA.
También se quema rápidamente en un minuto dentro de 30-60 puntos. (Obviamente, debe verificar si hay agujeros en un área grande, pero esto da frenos fuertes)

Y dos fotos explicando un poco el trabajo:
selección de posición https://i.imgur.com/e0uENgV.png
la posición de bloqueo para la condición es https://i.imgur.com/ORECXUW.png