在对便携式游戏操纵杆的改良过程中，我引入了一块1.8英寸的彩色LCD显示屏，用于展示动画效果，并配备了一块用于动作捕捉的加速度计模块。
在前一篇探讨复古游戏机开发的文章中，我详细介绍了这款设备具备的本地无线多人互动功能。接下来，本文将聚焦于如何利用1.8英寸彩色LCD显示屏提升动画效果，以及如何通过加速度计模块实现动作捕捉输入。
针对本次升级的硬件，我们将采用ESP8266平台，基于Arduino编写一款简单的格斗游戏。游戏中，屏幕两侧的玩家将展开对决，直至一方生命值归零。每位角色都将采用16位色彩进行动画展示，并且可以通过倾斜或晃动各自的操纵杆来控制。
在着手构建此项目之前，建议您回顾本系列文章的第一部分，其中涵盖了使用ESP-NOW进行无线通信的基础知识，MIDI文件的转换及背景音乐播放，游戏中的碰撞检测，以及如何将代码上传至ESP8266微控制器等要点。
电路设计与PCB布局
图1展示了我们改进后的复古游戏设备Eagle接线示意图。
带有LCD屏幕的复古游戏机电路示意图
图1. 带有LCD屏幕的复古游戏机电路示意图
由于预留了扩展空间，包括用于更大SPI显示屏和I2C传感器模块的引脚头，因此升级后的控制台PCB设计无需调整（图2）。然而，与我的其他项目一样，本次项目同样适用于面包板和性能板。
复古游戏机的PCB布局
图2. 复古游戏机的PCB布局
我已经提供了Eagle原理图和电路板文件供下载。
物料清单
以下表格列出了构建设备的物料清单。请注意，您需要两台游戏机才能进行无线多人游戏。
表1. 升级游戏机项目的物料清单（BOM）
彩色显示与图形库
这款1.8英寸128x160像素TFT LCD显示屏内置ST7735S SPI驱动IC，支持RGB565的16位颜色格式，能展示多达65K种颜色。不同版本的显示器可能具有不同的引脚排列，因此请确保正确连接。若您复制我的自定义PCB，需对其进行调整以适配不同的引脚。
本项目将采用Bodmer的TFT_eSPI图形库，该库专为ESP8266等32位微控制器上的动态图像显示而设计。这些图像称为精灵，存储在处理器的RAM内存中，可以以多种方式操纵，并集成到更大的2D场景中。精灵的一种颜色被指定为透明，便于将其叠加在其他图像上。
带有游戏屏幕的复古游戏机视图，包括玩家角色
人物
图3. 屏幕上的玩家角色是使用精灵实现的
本项目中的所有精灵均为itch.io的Free Tiny Hero精灵素材的修改版本。您可以根据代码中的相同逻辑，用您自己的艺术作品或互联网上的其他图形替换它们。
游戏场景
游戏中的场景分为背景、战斗区域和HUD（平视显示器）三部分：
背景
战斗区域
HUD（平视显示器）
背景采用从底部白色渐变至顶部不同次要颜色的渐变效果。在游戏启动时，顶部颜色会从几种与底部素材搭配得较好的颜色中随机选择。
战斗区域位于显示器的中间，是玩家进行战斗的场所。一名玩家将在左侧生成，而另一名玩家将在右侧生成。游戏共有三个角色，每次游戏开始时，系统会随机分配角色给每位玩家，且不会重复。
HUD位于显示器的顶部和底部，使用绿色状态栏显示每位玩家的健康点（HP），状态栏会随着玩家失去HP而递减。状态栏旁边，有描绘玩家角色和标识符（玩家1或玩家2）的框架图像。
为精灵制作动画
为达到流畅的动态效果，每当玩家执行动作时，我们会快速滚动一系列与该动作相关的图像，而非显示静态图像，从而给人一种角色在屏幕上流畅移动的错觉，类似于卡通或传统视频游戏的工作方式。
这些图像是使用Rinky Dink Electronics的image-to-RGB565工具转换为Arduino代码的精灵资产，以指针数组的形式组织，便于在渲染动作时迭代。
在这个游戏中，动作包括空转（原地停留和呼吸）、行走（步态模式）和拳击（向对手举起手臂）。每个动作只有几个图像，这些图像会根据游戏计数器变量激活，该变量在Arduino循环时递增。
使用加速度计进行运动传感
最后，我们需要为用户提供控制角色的方法。我们将使用MPU6050加速度计/陀螺仪模块，以及Refetick的MPU6050_light.h库。该库通过MPU6050芯片提供了一种轻量级、快速、简单的通信方法。
在这个项目中，我将传感器垂直连接到PCB上，使我们能够使用X轴倾斜角度读数，在控制台向任一方向倾斜时，角色会向左或向右移动。与我的电子墨水蚀刻草图项目类似，我还使用了所有三个轴的加速度读数，实现了震动检测，当用户摇动控制台时，会触发一个冲撞动作。
倾斜和抖动范围可能因您的特定MPU6050模块及其位置而异。请记住，在确定哪种灵敏度最适合您的设置之前，您必须修改不同的值。
上传代码
在了解项目背后的逻辑后，我们需要将代码上传到ESP8266微控制器。与上次相同，我将使用Lolin D1 Mini板，它配备了一个方便的USB到串行编程器。
在开始上传之前，您需要使用所有相关的板和库设置Arduino环境。我们将对主机和客户端使用相同的草图，只需两行代码来区分它们。一行是名为isHost的布尔变量（1代表主机，0代表客户端）：
第二行是接收节点的相应MAC地址的数组：
主程序、音频和MAC查找器的代码可从GitHub下载。
轮到你了
除了本文及其前一个迭代中涵盖的功能外，我还包括了一个基本的“连接”屏幕，以及一些用于阻塞和躲避等操作的精灵，您可以在项目的版本中实现。
你将如何扩展这个项目？你还会包括哪些其他硬件？你想制作什么类型的游戏？
在我之前的文章中，一位用户建议切换到ESP32，它提供了更多的GPIO引脚，可能消除了对I/O扩展器的需求，I/O扩展器以前用作8位触觉开关端口。您还可以添加一个MP3播放器IC，用于播放更长、更复杂的背景音乐片段。
得益于ESP硬件，您甚至可以扩展此项目以连接到全球互联网，并与更多玩家互动，而不是ESP-NOW协议的本地化功能。
