Перетасовка экрана в Delphi

(Перевод одноимённой статьи с сайта delphi.about.com )

В статье описывается пример, который позволяет разделить экран на блоки, а затем поменять эти блоки местами. Так же можно менять размеры блоков и скрость их перемещения. На мой взгляд неплохое начало для создания логической игрушки либо экранной заставки.

Идея
Уверен, что каждый из Вас уже хоть раз видел что-то подобное в действии. При запуске, программа берёт изображение десктопа и разделяет его на определённое количество прямоугольных частей (одинакового размера). После этого часть блоков случайным образом перемещается со своего первоначального места.

   Как это всё осуществить
Создайте новый проект Delphi с чистой формой. Установите свойство Name в 'Shuffler'. Добавьте на форму компоненты Image (Image1) и Timer (Timer1). Image будет содержать в себе изображение десктопа (разобранное), а Timer будет вызывать процедуру рисования. Свойство Interval компонента Timer определяет, как часто будет происходить перемешивание (значение 1000 эквивалентно одной секунде, 2000 - двум секундам).
Так же для проекта потребуется несколько глобальных переменных. Поместите следующий код перед секцией implementation в модуле формы:

var
  Shuffler: TShuffler; //это было добавлено самой Delphi

  DesktopBitmap   : TBitmap; 
  gx, gy          : Integer; 
  redRect         : TBitmap; 

  rW, rH          : Integer; 

const
  DELTA = 8; //должно быть 2^n

• Значение константы (integer) DELTA определяет, на сколько частей будет разбит экран (строк и колонок). Число DELTA должно быть в виде 2^n, где n - целое (integer) число со знаком. Большое значение DELTA приводит к маленьким размерам блоков. Например, если DELTA равна 16 и разрешение экрана 1024 x 768, то экран будет поделён на 256 частей размером 64x48.
• DesktopBitmap - это битмап, который хранит в себе захваченное текущее изображение десктопа - мы будем получать это изображение делая скриншот.
• redRect это битмап картинка, которая заменяет перемещённую часть картинки. redRect создаётся в событии формы OnCreate.
• gx, gy содержат текущие координаты x и y (Left, Top) redRect внутри разобранного изображения.
• rW, rH это ширина и высота прямоугольного блока. Для 1024x768 и DELTA=16, rW будет равно 64 а rH = 48.

Проект начинает выполняться с обработчика события OnCreate:

procedure TShuffler.FormCreate(Sender: TObject);
begin
  rW := Screen.Width div DELTA;
  rH := Screen.Height div DELTA;

  redRect:=TBitmap.Create;
  with redRect do begin
    Width := rW;
    Height := rH;
    Canvas.Brush.Color := clRed;
    Canvas.Brush.Style := bssolid;
    Canvas.Rectangle(0,0,rW,rH);
    Canvas.Font.Color := clNavy;
    Canvas.Font.Style := Canvas.Font.Style + [fsBold];
    Canvas.TextOut(2,2,'About');
    Canvas.Font.Style := Canvas.Font.Style - [fsBold];
    Canvas.TextOut(2,17,'Delphi');
    Canvas.TextOut(2,32,'Programming');
  end;

  Timer1.Enabled := False;
  Image1.Align := alClient;
  Visible := False;
  BorderStyle := bsNone;
  Top := 0;
  Left := 0;
  Width := Screen.Width;
  Height := Screen.Height;
  InitScreen;
//  SetWindowPos(Handle,HWND_TOPMOST,0,0,0,0,
                 SWP_NOSIZE + SWP_NOMOVE);
  Visible := True;
  Timer1.Interval := 10; // меньше := быстрее
  Timer1.Enabled  := True; // Запускаем вызов DrawScreen
end;

Во-первых, значения rW и rH определяются значением DELTA. Как уже объяснялось, если разрешение экрана 800x600 и DELTA равна 8, изображение экрана будет разделено на 8x8 частей размером 100x75 (rW = 100, rH = 75).

Во-вторых, созданный битмап redRect, будет размещён внутри картинки, с той целью, чтобы заменить перемещённый блок. redRect является простым красным прямоугольником с текстом (синим) внутри него. Так же для этого можно использовать готовую эмблему или что-то ещё.

Наконец, устанавливается ширина и высота формы как у экрана. Вызов (закомментированный) API функции SetWindowPos можно использовать, чтобы установить форму всегда на переднем плане (OnTop), не перемещаемую и не изменяемую. Вызывается процедура InitScreen. Устанавливает интервал таймера и начинает выполняться обработчик события OnTimer, запуская процедуру DrawScreen.

InitScreen - Скриншот
Процедура InitScreen, вызываемая из обработчика события OnCreate, используется для получения скриншота текущего изображения десктопа, устанавливая начальную позицию redRect и рисуя сетку. Код, который будет рисовать сетку необязателен.

Чтобы получить скриншот десктопа, используется GetDC для GetDesktopWindow. API функция BitBt используется для передачи картинки десктопа в DesktopBitmap. GetDC(GetDesktopWindow) получает дескриптор контекста устройства дисплея для указанного окна - окна возвращённого функцией GetDesktopWindow. В заключении DesktopBitmap ассоциируется с компонентой Image1. Если что-то не ясно, то советую заглянуть справичные файлы по Delphi.

Начальная позиция redRect выбирается случайным образом. Trunc(Random * DELTA) возвращает целое число от 0 до DELTA. Далее, redRect рисуется в точке gx, gy, используя функцию CopyRect объекта Canvas. Опять же, если Вы не знакомы с алгоритмом рисования Delphi, то советую порыться в справке.

В конце, при помощи MoveTo и LineTo рисуется сетка. Сетка необязательна и используется только для того, чтобы лучше различать границы блоков.

procedure InitScreen;
var i,j:integer;
begin
  //получаем битмап десктопа
  DesktopBitmap := TBitmap.Create;
  with DesktopBitmap do begin
    Width := Screen.Width;
    Height := Screen.Height;
  end;
  BitBlt(DesktopBitmap.Canvas.Handle,
         0,0,Screen.Width,Screen.Height,
         GetDC(GetDesktopWindow),0,0,SrcCopy);

  Shuffler.Image1.Picture.Bitmap := DesktopBitmap;

  //изначальные координаты redRect
  Randomize;
  gx := Trunc(Random * DELTA);
  gy := Trunc(Random * DELTA);

  Shuffler.Image1.Canvas.CopyRect(
    Rect(rW * gx, rH * gy, rW * gx + rW, rH * gy + rH),
    redRect.Canvas,
    Rect(0,0,rW,rH));

  //рисуем сетку
  for i:=0 to DELTA-1 do begin
    Shuffler.Image1.Canvas.MoveTo(rW * i,0);
    Shuffler.Image1.Canvas.LineTo(rW * i,Screen.Height);

    Shuffler.Image1.Canvas.MoveTo(0, rH * i);
    Shuffler.Image1.Canvas.LineTo(Screen.Width, rH * i);
  end;
end;

Draw Screen
Основной код находится в процедуре DrawScreen. Эта процедура вызывается внутри события OnTimer компонента Timer.

procedure DrawScreen;
var
  r1,r2:TRect;
  Direction:integer;
begin
  r1:=Rect(rW * gx , rH * gy,  rW * gx + rW  , rH * gy + rH);

  Direction := Trunc(Random*4);
  case Direction of
   0: gx := Abs((gx + 1) MOD DELTA);    //право
   1: gx := Abs((gx - 1) MOD DELTA);    //лево
   2: gy := Abs((gy + 1) MOD DELTA);    //низ
   3: gy := Abs((gy - 1) MOD DELTA);    //верх
  end; //case

  r2 := Rect(rW * gx , rH * gy,  rW * gx + rW  , rH * gy + rH);

  with Shuffler.Image1.Canvas do begin
    CopyRect(r1, Shuffler.Image1.Canvas, r2);
    CopyRect(r2, redRect.Canvas, redRect.Canvas.ClipRect);
  end;
end;

Несмотря на кажущуюся сложность кода, он очень прост в использовании. Менять местами можно только части смежные с redRect, поэтому доступны только 4 возможных направления. Прямоугольник r1 содержит текущию позицию redRect, r2 указывает на прямоугольник с блоком, который был перемещён. CopyRect используется для перемещения выбранного блока на место redRect и рисования redRect его в новом месте - таким образом осуществляется обмен этих двух блоков.
Было бы приятней наблюдать анимированный обмен блоков, но я оставлю эту задачу для самостоятельного решения.

А так выглядит мой десктоп 640x480, после нескольких событий OnTimer, с DELTA=4. Обычно у меня разрешение 1024x768, но для того, чтобы картинка получилась лучше, я изменил свойства дисплея. Обратите внимание, что Вы можете в любой момент прервать выполнение программы нажатием ALT+F4. Здесь можно посмотреть код проекта.

   В заключении
Вероятно вы встречались с подобными эффектами в виде скринсейвера. Если возникнет желание создать что-то подобное, то дополнительную информацию можно посмотреть в статье "Пишем Screensaver в Delphi".

Так же данный код может послужить отправной точкой для создания популярной игры "Пятнашки" или "Ppuzzle". Всё, что необходимо для этого изменить в коде, это остановить через какое-то время подпрограмму DrawScreen, чтобы получить картинку паззла. Идея игры заключается в том, чтобы сделать возможным перемещение блоков обратно. В общих чертах, необходимо добавить код, который бы получал и обрабатывал клики пользователя на разобранной картинке. Клик по блоку, следующему за redRect должен заменить блок на redRect.