twiddle.c

   1 /*
   2  * twiddle.c: Puzzle involving rearranging a grid of squares by
   3  * rotating subsquares. Adapted and generalised from a
   4  * door-unlocking puzzle in Metroid Prime 2 (the one in the Main
   5  * Gyro Chamber).
   6  */
   7
   8 #include <stdio.h>
   9 #include <stdlib.h>
  10 #include <string.h>
  11 #include <assert.h>
  12 #include <ctype.h>
  13 #include <math.h>
  14
  15 #include "puzzles.h"
  16
  17 #define TILE_SIZE 48
  18 #define BORDER    (TILE_SIZE / 2)
  19 #define HIGHLIGHT_WIDTH (TILE_SIZE / 20)
  20 #define COORD(x)  ( (x) * TILE_SIZE + BORDER )
  21 #define FROMCOORD(x)  ( ((x) - BORDER + TILE_SIZE) / TILE_SIZE - 1 )
  22
  23 #define PI 3.141592653589793238462643383279502884197169399
  24
  25 #define ANIM_PER_RADIUS_UNIT 0.13F
  26 #define FLASH_FRAME 0.13F
  27
  28 enum {
  29     COL_BACKGROUND,
  30     COL_TEXT,
  31     COL_HIGHLIGHT,
  32     COL_HIGHLIGHT_GENTLE,
  33     COL_LOWLIGHT,
  34     COL_LOWLIGHT_GENTLE,
  35     NCOLOURS
  36 };
  37
  38 struct game_params {
  39     int w, h, n;
  40     int rowsonly;
  41     int orientable;
  42     int movetarget;
  43 };
  44
  45 struct game_state {
  46     int w, h, n;
  47     int orientable;
  48     int *grid;
  49     int completed;
  50     int just_used_solve;               /* used to suppress undo animation */
  51     int used_solve;                    /* used to suppress completion flash */
  52     int movecount, movetarget;
  53     int lastx, lasty, lastr;           /* coordinates of last rotation */
  54 };
  55
  56 static game_params *default_params(void)
  57 {
  58     game_params *ret = snew(game_params);
  59
  60     ret->w = ret->h = 3;
  61     ret->n = 2;
  62     ret->rowsonly = ret->orientable = FALSE;
  63     ret->movetarget = 0;
  64
  65     return ret;
  66 }
  67
  68
  69 static void free_params(game_params *params)
  70 {
  71     sfree(params);
  72 }
  73
  74 static game_params *dup_params(game_params *params)
  75 {
  76     game_params *ret = snew(game_params);
  77     *ret = *params;                    /* structure copy */
  78     return ret;
  79 }
  80
  81 static int game_fetch_preset(int i, char **name, game_params **params)
  82 {
  83     static struct {
  84         char *title;
  85         game_params params;
  86     } presets[] = {
  87         { "3x3 rows only", { 3, 3, 2, TRUE, FALSE } },
  88         { "3x3 normal", { 3, 3, 2, FALSE, FALSE } },
  89         { "3x3 orientable", { 3, 3, 2, FALSE, TRUE } },
  90         { "4x4 normal", { 4, 4, 2, FALSE } },
  91         { "4x4 orientable", { 4, 4, 2, FALSE, TRUE } },
  92         { "4x4 radius 3", { 4, 4, 3, FALSE } },
  93         { "5x5 radius 3", { 5, 5, 3, FALSE } },
  94         { "6x6 radius 4", { 6, 6, 4, FALSE } },
  95     };
  96
  97     if (i < 0 || i >= lenof(presets))
  98         return FALSE;
  99
 100     *name = dupstr(presets[i].title);
 101     *params = dup_params(&presets[i].params);
 102
 103     return TRUE;
 104 }
 105
 106 static void decode_params(game_params *ret, char const *string)
 107 {
 108     ret->w = ret->h = atoi(string);
 109     ret->n = 2;
 110     ret->rowsonly = ret->orientable = FALSE;
 111     ret->movetarget = 0;
 112     while (*string && isdigit(*string)) string++;
 113     if (*string == 'x') {
 114         string++;
 115         ret->h = atoi(string);
 116         while (*string && isdigit(*string)) string++;
 117     }
 118     if (*string == 'n') {
 119         string++;
 120         ret->n = atoi(string);
 121         while (*string && isdigit(*string)) string++;
 122     }
 123     while (*string) {
 124         if (*string == 'r') {
 125             ret->rowsonly = TRUE;
 126         } else if (*string == 'o') {
 127             ret->orientable = TRUE;
 128         } else if (*string == 'm') {
 129             string++;
 130             ret->movetarget = atoi(string);
 131             while (string[1] && isdigit(string[1])) string++;
 132         }
 133         string++;
 134     }
 135 }
 136
 137 static char *encode_params(game_params *params, int full)
 138 {
 139     char buf[256];
 140     sprintf(buf, "%dx%dn%d%s%s", params->w, params->h, params->n,
 141             params->rowsonly ? "r" : "",
 142             params->orientable ? "o" : "");
 143     /* Shuffle limit is part of the limited parameters, because we have to
 144      * supply the target move count. */
 145     if (params->movetarget)
 146         sprintf(buf + strlen(buf), "m%d", params->movetarget);
 147     return dupstr(buf);
 148 }
 149
 150 static config_item *game_configure(game_params *params)
 151 {
 152     config_item *ret;
 153     char buf[80];
 154
 155     ret = snewn(7, config_item);
 156
 157     ret[0].name = "Width";
 158     ret[0].type = C_STRING;
 159     sprintf(buf, "%d", params->w);
 160     ret[0].sval = dupstr(buf);
 161     ret[0].ival = 0;
 162
 163     ret[1].name = "Height";
 164     ret[1].type = C_STRING;
 165     sprintf(buf, "%d", params->h);
 166     ret[1].sval = dupstr(buf);
 167     ret[1].ival = 0;
 168
 169     ret[2].name = "Rotation radius";
 170     ret[2].type = C_STRING;
 171     sprintf(buf, "%d", params->n);
 172     ret[2].sval = dupstr(buf);
 173     ret[2].ival = 0;
 174
 175     ret[3].name = "One number per row";
 176     ret[3].type = C_BOOLEAN;
 177     ret[3].sval = NULL;
 178     ret[3].ival = params->rowsonly;
 179
 180     ret[4].name = "Orientation matters";
 181     ret[4].type = C_BOOLEAN;
 182     ret[4].sval = NULL;
 183     ret[4].ival = params->orientable;
 184
 185     ret[5].name = "Number of shuffling moves";
 186     ret[5].type = C_STRING;
 187     sprintf(buf, "%d", params->movetarget);
 188     ret[5].sval = dupstr(buf);
 189     ret[5].ival = 0;
 190
 191     ret[6].name = NULL;
 192     ret[6].type = C_END;
 193     ret[6].sval = NULL;
 194     ret[6].ival = 0;
 195
 196     return ret;
 197 }
 198
 199 static game_params *custom_params(config_item *cfg)
 200 {
 201     game_params *ret = snew(game_params);
 202
 203     ret->w = atoi(cfg[0].sval);
 204     ret->h = atoi(cfg[1].sval);
 205     ret->n = atoi(cfg[2].sval);
 206     ret->rowsonly = cfg[3].ival;
 207     ret->orientable = cfg[4].ival;
 208     ret->movetarget = atoi(cfg[5].sval);
 209
 210     return ret;
 211 }
 212
 213 static char *validate_params(game_params *params)
 214 {
 215     if (params->n < 2)
 216         return "Rotation radius must be at least two";
 217     if (params->w < params->n)
 218         return "Width must be at least the rotation radius";
 219     if (params->h < params->n)
 220         return "Height must be at least the rotation radius";
 221     return NULL;
 222 }
 223
 224 /*
 225  * This function actually performs a rotation on a grid. The `x'
 226  * and `y' coordinates passed in are the coordinates of the _top
 227  * left corner_ of the rotated region. (Using the centre would have
 228  * involved half-integers and been annoyingly fiddly. Clicking in
 229  * the centre is good for a user interface, but too inconvenient to
 230  * use internally.)
 231  */
 232 static void do_rotate(int *grid, int w, int h, int n, int orientable,
 233                       int x, int y, int dir)
 234 {
 235     int i, j;
 236
 237     assert(x >= 0 && x+n <= w);
 238     assert(y >= 0 && y+n <= h);
 239     dir &= 3;
 240     if (dir == 0)
 241         return;                        /* nothing to do */
 242
 243     grid += y*w+x;                     /* translate region to top corner */
 244
 245     /*
 246      * If we were leaving the result of the rotation in a separate
 247      * grid, the simple thing to do would be to loop over each
 248      * square within the rotated region and assign it from its
 249      * source square. However, to do it in place without taking
 250      * O(n^2) memory, we need to be marginally more clever. What
 251      * I'm going to do is loop over about one _quarter_ of the
 252      * rotated region and permute each element within that quarter
 253      * with its rotational coset.
 254      *
 255      * The size of the region I need to loop over is (n+1)/2 by
 256      * n/2, which is an obvious exact quarter for even n and is a
 257      * rectangle for odd n. (For odd n, this technique leaves out
 258      * one element of the square, which is of course the central
 259      * one that never moves anyway.)
 260      */
 261     for (i = 0; i < (n+1)/2; i++) {
 262         for (j = 0; j < n/2; j++) {
 263             int k;
 264             int g[4];
 265             int p[4] = {
 266                 j*w+i,
 267                 i*w+(n-j-1),
 268                 (n-j-1)*w+(n-i-1),
 269                 (n-i-1)*w+j
 270             };
 271
 272             for (k = 0; k < 4; k++)
 273                 g[k] = grid[p[k]];
 274
 275             for (k = 0; k < 4; k++) {
 276                 int v = g[(k+dir) & 3];
 277                 if (orientable)
 278                     v ^= ((v+dir) ^ v) & 3;  /* alter orientation */
 279                 grid[p[k]] = v;
 280             }
 281         }
 282     }
 283
 284     /*
 285      * Don't forget the orientation on the centre square, if n is
 286      * odd.
 287      */
 288     if (orientable && (n & 1)) {
 289         int v = grid[n/2*(w+1)];
 290         v ^= ((v+dir) ^ v) & 3;  /* alter orientation */
 291         grid[n/2*(w+1)] = v;
 292     }
 293 }
 294
 295 static int grid_complete(int *grid, int wh, int orientable)
 296 {
 297     int ok = TRUE;
 298     int i;
 299     for (i = 1; i < wh; i++)
 300         if (grid[i] < grid[i-1])
 301             ok = FALSE;
 302     if (orientable) {
 303         for (i = 0; i < wh; i++)
 304             if (grid[i] & 3)
 305                 ok = FALSE;
 306     }
 307     return ok;
 308 }
 309
 310 static char *new_game_desc(game_params *params, random_state *rs,
 311                            game_aux_info **aux)
 312 {
 313     int *grid;
 314     int w = params->w, h = params->h, n = params->n, wh = w*h;
 315     int i;
 316     char *ret;
 317     int retlen;
 318     int total_moves;
 319
 320     /*
 321      * Set up a solved grid.
 322      */
 323     grid = snewn(wh, int);
 324     for (i = 0; i < wh; i++)
 325         grid[i] = ((params->rowsonly ? i/w : i) + 1) * 4;
 326
 327     /*
 328      * Shuffle it. This game is complex enough that I don't feel up
 329      * to analysing its full symmetry properties (particularly at
 330      * n=4 and above!), so I'm going to do it the pedestrian way
 331      * and simply shuffle the grid by making a long sequence of
 332      * randomly chosen moves.
 333      */
 334     total_moves = params->movetarget;
 335     if (!total_moves)
 336         total_moves = w*h*n*n*2 + random_upto(rs, 2);
 337
 338     do {
 339         int oldx = -1, oldy = -1, oldr = -1;
 340
 341         for (i = 0; i < total_moves; i++) {
 342             int x, y, r;
 343
 344             do {
 345                 x = random_upto(rs, w - n + 1);
 346                 y = random_upto(rs, h - n + 1);
 347                 r = 1 + 2 * random_upto(rs, 2);
 348             } while (x == oldx && y == oldy && (oldr == 0 || r == oldr));
 349
 350             do_rotate(grid, w, h, n, params->orientable,
 351                       x, y, r);
 352
 353             /*
 354              * Prevent immediate reversal of a previous move, or
 355              * execution of three consecutive identical moves
 356              * adding up to a single inverse move. One exception is
 357              * when we only _have_ one x,y setting.
 358              */
 359             if (w != n || h != n) {
 360                 if (oldx == x && oldy == y)
 361                     oldr = 0;          /* now avoid _any_ move in this x,y */
 362                 else
 363                     oldr = -r & 3;     /* only prohibit the exact inverse */
 364                 oldx = x;
 365                 oldy = y;
 366             }
 367         }
 368     } while (grid_complete(grid, wh, params->orientable));
 369
 370     /*
 371      * Now construct the game description, by describing the grid
 372      * as a simple sequence of integers. They're comma-separated,
 373      * unless the puzzle is orientable in which case they're
 374      * separated by orientation letters `u', `d', `l' and `r'.
 375      */
 376     ret = NULL;
 377     retlen = 0;
 378     for (i = 0; i < wh; i++) {
 379         char buf[80];
 380         int k;
 381
 382         k = sprintf(buf, "%d%c", grid[i] / 4,
 383                     params->orientable ? "uldr"[grid[i] & 3] : ',');
 384
 385         ret = sresize(ret, retlen + k + 1, char);
 386         strcpy(ret + retlen, buf);
 387         retlen += k;
 388     }
 389     if (!params->orientable)
 390         ret[retlen-1] = '\0';          /* delete last comma */
 391
 392     sfree(grid);
 393     return ret;
 394 }
 395
 396 static void game_free_aux_info(game_aux_info *aux)
 397 {
 398     assert(!"Shouldn't happen");
 399 }
 400
 401 static char *validate_desc(game_params *params, char *desc)
 402 {
 403     char *p, *err;
 404     int w = params->w, h = params->h, wh = w*h;
 405     int i;
 406
 407     p = desc;
 408     err = NULL;
 409
 410     for (i = 0; i < wh; i++) {
 411         if (*p < '0' || *p > '9')
 412             return "Not enough numbers in string";
 413         while (*p >= '0' && *p <= '9')
 414             p++;
 415         if (!params->orientable && i < wh-1) {
 416             if (*p != ',')
 417                 return "Expected comma after number";
 418         } else if (params->orientable && i < wh) {
 419             if (*p != 'l' && *p != 'r' && *p != 'u' && *p != 'd')
 420                 return "Expected orientation letter after number";
 421         } else if (i == wh-1 && *p) {
 422             return "Excess junk at end of string";
 423         }
 424
 425         if (*p) p++;                   /* eat comma */
 426     }
 427
 428     return NULL;
 429 }
 430
 431 static game_state *new_game(midend_data *me, game_params *params, char *desc)
 432 {
 433     game_state *state = snew(game_state);
 434     int w = params->w, h = params->h, n = params->n, wh = w*h;
 435     int i;
 436     char *p;
 437
 438     state->w = w;
 439     state->h = h;
 440     state->n = n;
 441     state->orientable = params->orientable;
 442     state->completed = 0;
 443     state->used_solve = state->just_used_solve = FALSE;
 444     state->movecount = 0;
 445     state->movetarget = params->movetarget;
 446     state->lastx = state->lasty = state->lastr = -1;
 447
 448     state->grid = snewn(wh, int);
 449
 450     p = desc;
 451
 452     for (i = 0; i < wh; i++) {
 453         state->grid[i] = 4 * atoi(p);
 454         while (*p >= '0' && *p <= '9')
 455             p++;
 456         if (*p) {
 457             if (params->orientable) {
 458                 switch (*p) {
 459                   case 'l': state->grid[i] |= 1; break;
 460                   case 'd': state->grid[i] |= 2; break;
 461                   case 'r': state->grid[i] |= 3; break;
 462                 }
 463             }
 464             p++;
 465         }
 466     }
 467
 468     return state;
 469 }
 470
 471 static game_state *dup_game(game_state *state)
 472 {
 473     game_state *ret = snew(game_state);
 474
 475     ret->w = state->w;
 476     ret->h = state->h;
 477     ret->n = state->n;
 478     ret->orientable = state->orientable;
 479     ret->completed = state->completed;
 480     ret->movecount = state->movecount;
 481     ret->movetarget = state->movetarget;
 482     ret->lastx = state->lastx;
 483     ret->lasty = state->lasty;
 484     ret->lastr = state->lastr;
 485     ret->used_solve = state->used_solve;
 486     ret->just_used_solve = state->just_used_solve;
 487
 488     ret->grid = snewn(ret->w * ret->h, int);
 489     memcpy(ret->grid, state->grid, ret->w * ret->h * sizeof(int));
 490
 491     return ret;
 492 }
 493
 494 static void free_game(game_state *state)
 495 {
 496     sfree(state->grid);
 497     sfree(state);
 498 }
 499
 500 static int compare_int(const void *av, const void *bv)
 501 {
 502     const int *a = (const int *)av;
 503     const int *b = (const int *)bv;
 504     if (*a < *b)
 505         return -1;
 506     else if (*a > *b)
 507         return +1;
 508     else
 509         return 0;
 510 }
 511
 512 static game_state *solve_game(game_state *state, game_aux_info *aux,
 513                               char **error)
 514 {
 515     game_state *ret = dup_game(state);
 516     int i;
 517
 518     /*
 519      * Simply replace the grid with a solved one. For this game,
 520      * this isn't a useful operation for actually telling the user
 521      * what they should have done, but it is useful for
 522      * conveniently being able to get hold of a clean state from
 523      * which to practise manoeuvres.
 524      */
 525     qsort(ret->grid, ret->w*ret->h, sizeof(int), compare_int);
 526     for (i = 0; i < ret->w*ret->h; i++)
 527         ret->grid[i] &= ~3;
 528     ret->used_solve = ret->just_used_solve = TRUE;
 529     ret->completed = ret->movecount = 1;
 530
 531     return ret;
 532 }
 533
 534 static char *game_text_format(game_state *state)
 535 {
 536     char *ret, *p, buf[80];
 537     int i, x, y, col, o, maxlen;
 538
 539     /*
 540      * First work out how many characters we need to display each
 541      * number. We're pretty flexible on grid contents here, so we
 542      * have to scan the entire grid.
 543      */
 544     col = 0;
 545     for (i = 0; i < state->w * state->h; i++) {
 546         x = sprintf(buf, "%d", state->grid[i] / 4);
 547         if (col < x) col = x;
 548     }
 549     o = (state->orientable ? 1 : 0);
 550
 551     /*
 552      * Now we know the exact total size of the grid we're going to
 553      * produce: it's got h rows, each containing w lots of col+o,
 554      * w-1 spaces and a trailing newline.
 555      */
 556     maxlen = state->h * state->w * (col+o+1);
 557
 558     ret = snewn(maxlen+1, char);
 559     p = ret;
 560
 561     for (y = 0; y < state->h; y++) {
 562         for (x = 0; x < state->w; x++) {
 563             int v = state->grid[state->w*y+x];
 564             sprintf(buf, "%*d", col, v/4);
 565             memcpy(p, buf, col);
 566             p += col;
 567             if (o)
 568                 *p++ = "^<v>"[v & 3];
 569             if (x+1 == state->w)
 570                 *p++ = '\n';
 571             else
 572                 *p++ = ' ';
 573         }
 574     }
 575
 576     assert(p - ret == maxlen);
 577     *p = '\0';
 578     return ret;
 579 }
 580
 581 static game_ui *new_ui(game_state *state)
 582 {
 583     return NULL;
 584 }
 585
 586 static void free_ui(game_ui *ui)
 587 {
 588 }
 589
 590 static game_state *make_move(game_state *from, game_ui *ui, int x, int y,
 591                              int button)
 592 {
 593     int w = from->w, h = from->h, n = from->n, wh = w*h;
 594     game_state *ret;
 595     int dir;
 596
 597     button = button & (~MOD_MASK | MOD_NUM_KEYPAD);
 598
 599     if (button == LEFT_BUTTON || button == RIGHT_BUTTON) {
 600         /*
 601          * Determine the coordinates of the click. We offset by n-1
 602          * half-blocks so that the user must click at the centre of
 603          * a rotation region rather than at the corner.
 604          */
 605         x -= (n-1) * TILE_SIZE / 2;
 606         y -= (n-1) * TILE_SIZE / 2;
 607         x = FROMCOORD(x);
 608         y = FROMCOORD(y);
 609         dir = (button == LEFT_BUTTON ? 1 : -1);
 610         if (x < 0 || x > w-n || y < 0 || y > h-n)
 611             return NULL;
 612     } else if (button == 'a' || button == 'A' || button==MOD_NUM_KEYPAD+'7') {
 613         x = y = 0;
 614         dir = (button == 'A' ? -1 : +1);
 615     } else if (button == 'b' || button == 'B' || button==MOD_NUM_KEYPAD+'9') {
 616         x = w-n;
 617         y = 0;
 618         dir = (button == 'B' ? -1 : +1);
 619     } else if (button == 'c' || button == 'C' || button==MOD_NUM_KEYPAD+'1') {
 620         x = 0;
 621         y = h-n;
 622         dir = (button == 'C' ? -1 : +1);
 623     } else if (button == 'd' || button == 'D' || button==MOD_NUM_KEYPAD+'3') {
 624         x = w-n;
 625         y = h-n;
 626         dir = (button == 'D' ? -1 : +1);
 627     } else if (button==MOD_NUM_KEYPAD+'8' && (w-n) % 2 == 0) {
 628         x = (w-n) / 2;
 629         y = 0;
 630         dir = +1;
 631     } else if (button==MOD_NUM_KEYPAD+'2' && (w-n) % 2 == 0) {
 632         x = (w-n) / 2;
 633         y = h-n;
 634         dir = +1;
 635     } else if (button==MOD_NUM_KEYPAD+'4' && (h-n) % 2 == 0) {
 636         x = 0;
 637         y = (h-n) / 2;
 638         dir = +1;
 639     } else if (button==MOD_NUM_KEYPAD+'6' && (h-n) % 2 == 0) {
 640         x = w-n;
 641         y = (h-n) / 2;
 642         dir = +1;
 643     } else if (button==MOD_NUM_KEYPAD+'5' && (w-n) % 2 == 0 && (h-n) % 2 == 0){
 644         x = (w-n) / 2;
 645         y = (h-n) / 2;
 646         dir = +1;
 647     } else {
 648         return NULL;                   /* no move to be made */
 649     }
 650
 651     /*
 652      * This is a valid move. Make it.
 653      */
 654     ret = dup_game(from);
 655     ret->just_used_solve = FALSE;  /* zero this in a hurry */
 656     ret->movecount++;
 657     do_rotate(ret->grid, w, h, n, ret->orientable, x, y, dir);
 658     ret->lastx = x;
 659     ret->lasty = y;
 660     ret->lastr = dir;
 661
 662     /*
 663      * See if the game has been completed. To do this we simply
 664      * test that the grid contents are in increasing order.
 665      */
 666     if (!ret->completed && grid_complete(ret->grid, wh, ret->orientable))
 667         ret->completed = ret->movecount;
 668     return ret;
 669 }
 670
 671 /* ----------------------------------------------------------------------
 672  * Drawing routines.
 673  */
 674
 675 struct game_drawstate {
 676     int started;
 677     int w, h, bgcolour;
 678     int *grid;
 679 };
 680
 681 static void game_size(game_params *params, int *x, int *y)
 682 {
 683     *x = TILE_SIZE * params->w + 2 * BORDER;
 684     *y = TILE_SIZE * params->h + 2 * BORDER;
 685 }
 686
 687 static float *game_colours(frontend *fe, game_state *state, int *ncolours)
 688 {
 689     float *ret = snewn(3 * NCOLOURS, float);
 690     int i;
 691     float max;
 692
 693     frontend_default_colour(fe, &ret[COL_BACKGROUND * 3]);
 694
 695     /*
 696      * Drop the background colour so that the highlight is
 697      * noticeably brighter than it while still being under 1.
 698      */
 699     max = ret[COL_BACKGROUND*3];
 700     for (i = 1; i < 3; i++)
 701         if (ret[COL_BACKGROUND*3+i] > max)
 702             max = ret[COL_BACKGROUND*3+i];
 703     if (max * 1.2F > 1.0F) {
 704         for (i = 0; i < 3; i++)
 705             ret[COL_BACKGROUND*3+i] /= (max * 1.2F);
 706     }
 707
 708     for (i = 0; i < 3; i++) {
 709         ret[COL_HIGHLIGHT * 3 + i] = ret[COL_BACKGROUND * 3 + i] * 1.2F;
 710         ret[COL_HIGHLIGHT_GENTLE * 3 + i] = ret[COL_BACKGROUND * 3 + i] * 1.1F;
 711         ret[COL_LOWLIGHT * 3 + i] = ret[COL_BACKGROUND * 3 + i] * 0.8F;
 712         ret[COL_LOWLIGHT_GENTLE * 3 + i] = ret[COL_BACKGROUND * 3 + i] * 0.9F;
 713         ret[COL_TEXT * 3 + i] = 0.0;
 714     }
 715
 716     *ncolours = NCOLOURS;
 717     return ret;
 718 }
 719
 720 static game_drawstate *game_new_drawstate(game_state *state)
 721 {
 722     struct game_drawstate *ds = snew(struct game_drawstate);
 723     int i;
 724
 725     ds->started = FALSE;
 726     ds->w = state->w;
 727     ds->h = state->h;
 728     ds->bgcolour = COL_BACKGROUND;
 729     ds->grid = snewn(ds->w*ds->h, int);
 730     for (i = 0; i < ds->w*ds->h; i++)
 731         ds->grid[i] = -1;
 732
 733     return ds;
 734 }
 735
 736 static void game_free_drawstate(game_drawstate *ds)
 737 {
 738     sfree(ds);
 739 }
 740
 741 struct rotation {
 742     int cx, cy, cw, ch;                /* clip region */
 743     int ox, oy;                        /* rotation origin */
 744     float c, s;                        /* cos and sin of rotation angle */
 745     int lc, rc, tc, bc;                /* colours of tile edges */
 746 };
 747
 748 static void rotate(int *xy, struct rotation *rot)
 749 {
 750     if (rot) {
 751         float xf = xy[0] - rot->ox, yf = xy[1] - rot->oy;
 752         float xf2, yf2;
 753
 754         xf2 = rot->c * xf + rot->s * yf;
 755         yf2 = - rot->s * xf + rot->c * yf;
 756
 757         xy[0] = xf2 + rot->ox + 0.5;   /* round to nearest */
 758         xy[1] = yf2 + rot->oy + 0.5;   /* round to nearest */
 759     }
 760 }
 761
 762 static void draw_tile(frontend *fe, game_state *state, int x, int y,
 763                       int tile, int flash_colour, struct rotation *rot)
 764 {
 765     int coords[8];
 766     char str[40];
 767
 768     /*
 769      * If we've been passed a rotation region but we're drawing a
 770      * tile which is outside it, we must draw it normally. This can
 771      * occur if we're cleaning up after a completion flash while a
 772      * new move is also being made.
 773      */
 774     if (rot && (x < rot->cx || y < rot->cy ||
 775                 x >= rot->cx+rot->cw || y >= rot->cy+rot->ch))
 776         rot = NULL;
 777
 778     if (rot)
 779         clip(fe, rot->cx, rot->cy, rot->cw, rot->ch);
 780
 781     /*
 782      * We must draw each side of the tile's highlight separately,
 783      * because in some cases (during rotation) they will all need
 784      * to be different colours.
 785      */
 786
 787     /* The centre point is common to all sides. */
 788     coords[4] = x + TILE_SIZE / 2;
 789     coords[5] = y + TILE_SIZE / 2;
 790     rotate(coords+4, rot);
 791
 792     /* Right side. */
 793     coords[0] = x + TILE_SIZE - 1;
 794     coords[1] = y + TILE_SIZE - 1;
 795     rotate(coords+0, rot);
 796     coords[2] = x + TILE_SIZE - 1;
 797     coords[3] = y;
 798     rotate(coords+2, rot);
 799     draw_polygon(fe, coords, 3, TRUE, rot ? rot->rc : COL_LOWLIGHT);
 800     draw_polygon(fe, coords, 3, FALSE, rot ? rot->rc : COL_LOWLIGHT);
 801
 802     /* Bottom side. */
 803     coords[2] = x;
 804     coords[3] = y + TILE_SIZE - 1;
 805     rotate(coords+2, rot);
 806     draw_polygon(fe, coords, 3, TRUE, rot ? rot->bc : COL_LOWLIGHT);
 807     draw_polygon(fe, coords, 3, FALSE, rot ? rot->bc : COL_LOWLIGHT);
 808
 809     /* Left side. */
 810     coords[0] = x;
 811     coords[1] = y;
 812     rotate(coords+0, rot);
 813     draw_polygon(fe, coords, 3, TRUE, rot ? rot->lc : COL_HIGHLIGHT);
 814     draw_polygon(fe, coords, 3, FALSE, rot ? rot->lc : COL_HIGHLIGHT);
 815
 816     /* Top side. */
 817     coords[2] = x + TILE_SIZE - 1;
 818     coords[3] = y;
 819     rotate(coords+2, rot);
 820     draw_polygon(fe, coords, 3, TRUE, rot ? rot->tc : COL_HIGHLIGHT);
 821     draw_polygon(fe, coords, 3, FALSE, rot ? rot->tc : COL_HIGHLIGHT);
 822
 823     /*
 824      * Now the main blank area in the centre of the tile.
 825      */
 826     if (rot) {
 827         coords[0] = x + HIGHLIGHT_WIDTH;
 828         coords[1] = y + HIGHLIGHT_WIDTH;
 829         rotate(coords+0, rot);
 830         coords[2] = x + HIGHLIGHT_WIDTH;
 831         coords[3] = y + TILE_SIZE - 1 - HIGHLIGHT_WIDTH;
 832         rotate(coords+2, rot);
 833         coords[4] = x + TILE_SIZE - 1 - HIGHLIGHT_WIDTH;
 834         coords[5] = y + TILE_SIZE - 1 - HIGHLIGHT_WIDTH;
 835         rotate(coords+4, rot);
 836         coords[6] = x + TILE_SIZE - 1 - HIGHLIGHT_WIDTH;
 837         coords[7] = y + HIGHLIGHT_WIDTH;
 838         rotate(coords+6, rot);
 839         draw_polygon(fe, coords, 4, TRUE, flash_colour);
 840         draw_polygon(fe, coords, 4, FALSE, flash_colour);
 841     } else {
 842         draw_rect(fe, x + HIGHLIGHT_WIDTH, y + HIGHLIGHT_WIDTH,
 843                   TILE_SIZE - 2*HIGHLIGHT_WIDTH, TILE_SIZE - 2*HIGHLIGHT_WIDTH,
 844                   flash_colour);
 845     }
 846
 847     /*
 848      * Next, the triangles for orientation.
 849      */
 850     if (state->orientable) {
 851         int xdx, xdy, ydx, ydy;
 852         int cx, cy, displ, displ2;
 853         switch (tile & 3) {
 854           case 0:
 855             xdx = 1, xdy = 0;
 856             ydx = 0, ydy = 1;
 857             break;
 858           case 1:
 859             xdx = 0, xdy = -1;
 860             ydx = 1, ydy = 0;
 861             break;
 862           case 2:
 863             xdx = -1, xdy = 0;
 864             ydx = 0, ydy = -1;
 865             break;
 866           default /* case 3 */:
 867             xdx = 0, xdy = 1;
 868             ydx = -1, ydy = 0;
 869             break;
 870         }
 871
 872         cx = x + TILE_SIZE / 2;
 873         cy = y + TILE_SIZE / 2;
 874         displ = TILE_SIZE / 2 - HIGHLIGHT_WIDTH - 2;
 875         displ2 = TILE_SIZE / 3 - HIGHLIGHT_WIDTH;
 876
 877         coords[0] = cx - displ * xdx + displ2 * ydx;
 878         coords[1] = cy - displ * xdy + displ2 * ydy;
 879         rotate(coords+0, rot);
 880         coords[2] = cx + displ * xdx + displ2 * ydx;
 881         coords[3] = cy + displ * xdy + displ2 * ydy;
 882         rotate(coords+2, rot);
 883         coords[4] = cx - displ * ydx;
 884         coords[5] = cy - displ * ydy;
 885         rotate(coords+4, rot);
 886         draw_polygon(fe, coords, 3, TRUE, COL_LOWLIGHT_GENTLE);
 887         draw_polygon(fe, coords, 3, FALSE, COL_LOWLIGHT_GENTLE);
 888     }
 889
 890     coords[0] = x + TILE_SIZE/2;
 891     coords[1] = y + TILE_SIZE/2;
 892     rotate(coords+0, rot);
 893     sprintf(str, "%d", tile / 4);
 894     draw_text(fe, coords[0], coords[1],
 895               FONT_VARIABLE, TILE_SIZE/3, ALIGN_VCENTRE | ALIGN_HCENTRE,
 896               COL_TEXT, str);
 897
 898     if (rot)
 899         unclip(fe);
 900
 901     draw_update(fe, x, y, TILE_SIZE, TILE_SIZE);
 902 }
 903
 904 static int highlight_colour(float angle)
 905 {
 906     int colours[32] = {
 907         COL_LOWLIGHT,
 908         COL_LOWLIGHT_GENTLE,
 909         COL_LOWLIGHT_GENTLE,
 910         COL_LOWLIGHT_GENTLE,
 911         COL_HIGHLIGHT_GENTLE,
 912         COL_HIGHLIGHT_GENTLE,
 913         COL_HIGHLIGHT_GENTLE,
 914         COL_HIGHLIGHT,
 915         COL_HIGHLIGHT,
 916         COL_HIGHLIGHT,
 917         COL_HIGHLIGHT,
 918         COL_HIGHLIGHT,
 919         COL_HIGHLIGHT,
 920         COL_HIGHLIGHT,
 921         COL_HIGHLIGHT,
 922         COL_HIGHLIGHT,
 923         COL_HIGHLIGHT,
 924         COL_HIGHLIGHT_GENTLE,
 925         COL_HIGHLIGHT_GENTLE,
 926         COL_HIGHLIGHT_GENTLE,
 927         COL_LOWLIGHT_GENTLE,
 928         COL_LOWLIGHT_GENTLE,
 929         COL_LOWLIGHT_GENTLE,
 930         COL_LOWLIGHT,
 931         COL_LOWLIGHT,
 932         COL_LOWLIGHT,
 933         COL_LOWLIGHT,
 934         COL_LOWLIGHT,
 935         COL_LOWLIGHT,
 936         COL_LOWLIGHT,
 937         COL_LOWLIGHT,
 938         COL_LOWLIGHT,
 939     };
 940
 941     return colours[(int)((angle + 2*PI) / (PI/16)) & 31];
 942 }
 943
 944 static float game_anim_length(game_state *oldstate, game_state *newstate,
 945                               int dir, game_ui *ui)
 946 {
 947     if ((dir > 0 && newstate->just_used_solve) ||
 948         (dir < 0 && oldstate->just_used_solve))
 949         return 0.0F;
 950     else
 951         return ANIM_PER_RADIUS_UNIT * sqrt(newstate->n-1);
 952 }
 953
 954 static float game_flash_length(game_state *oldstate, game_state *newstate,
 955                                int dir, game_ui *ui)
 956 {
 957     if (!oldstate->completed && newstate->completed &&
 958         !oldstate->used_solve && !newstate->used_solve)
 959         return 2 * FLASH_FRAME;
 960     else
 961         return 0.0F;
 962 }
 963
 964 static void game_redraw(frontend *fe, game_drawstate *ds, game_state *oldstate,
 965                         game_state *state, int dir, game_ui *ui,
 966                         float animtime, float flashtime)
 967 {
 968     int i, bgcolour;
 969     struct rotation srot, *rot;
 970     int lastx = -1, lasty = -1, lastr = -1;
 971
 972     if (flashtime > 0) {
 973         int frame = (int)(flashtime / FLASH_FRAME);
 974         bgcolour = (frame % 2 ? COL_LOWLIGHT : COL_HIGHLIGHT);
 975     } else
 976         bgcolour = COL_BACKGROUND;
 977
 978     if (!ds->started) {
 979         int coords[6];
 980
 981         draw_rect(fe, 0, 0,
 982                   TILE_SIZE * state->w + 2 * BORDER,
 983                   TILE_SIZE * state->h + 2 * BORDER, COL_BACKGROUND);
 984         draw_update(fe, 0, 0,
 985                     TILE_SIZE * state->w + 2 * BORDER,
 986                     TILE_SIZE * state->h + 2 * BORDER);
 987
 988         /*
 989          * Recessed area containing the whole puzzle.
 990          */
 991         coords[0] = COORD(state->w) + HIGHLIGHT_WIDTH - 1;
 992         coords[1] = COORD(state->h) + HIGHLIGHT_WIDTH - 1;
 993         coords[2] = COORD(state->w) + HIGHLIGHT_WIDTH - 1;
 994         coords[3] = COORD(0) - HIGHLIGHT_WIDTH;
 995         coords[4] = COORD(0) - HIGHLIGHT_WIDTH;
 996         coords[5] = COORD(state->h) + HIGHLIGHT_WIDTH - 1;
 997         draw_polygon(fe, coords, 3, TRUE, COL_HIGHLIGHT);
 998         draw_polygon(fe, coords, 3, FALSE, COL_HIGHLIGHT);
 999
1000         coords[1] = COORD(0) - HIGHLIGHT_WIDTH;
1001         coords[0] = COORD(0) - HIGHLIGHT_WIDTH;
1002         draw_polygon(fe, coords, 3, TRUE, COL_LOWLIGHT);
1003         draw_polygon(fe, coords, 3, FALSE, COL_LOWLIGHT);
1004
1005         ds->started = TRUE;
1006     }
1007
1008     /*
1009      * If we're drawing any rotated tiles, sort out the rotation
1010      * parameters, and also zap the rotation region to the
1011      * background colour before doing anything else.
1012      */
1013     if (oldstate) {
1014         float angle;
1015         float anim_max = game_anim_length(oldstate, state, dir, ui);
1016
1017         if (dir > 0) {
1018             lastx = state->lastx;
1019             lasty = state->lasty;
1020             lastr = state->lastr;
1021         } else {
1022             lastx = oldstate->lastx;
1023             lasty = oldstate->lasty;
1024             lastr = -oldstate->lastr;
1025         }
1026
1027         rot = &srot;
1028         rot->cx = COORD(lastx);
1029         rot->cy = COORD(lasty);
1030         rot->cw = rot->ch = TILE_SIZE * state->n;
1031         rot->ox = rot->cx + rot->cw/2;
1032         rot->oy = rot->cy + rot->ch/2;
1033         angle = (-PI/2 * lastr) * (1.0 - animtime / anim_max);
1034         rot->c = cos(angle);
1035         rot->s = sin(angle);
1036
1037         /*
1038          * Sort out the colours of the various sides of the tile.
1039          */
1040         rot->lc = highlight_colour(PI + angle);
1041         rot->rc = highlight_colour(angle);
1042         rot->tc = highlight_colour(PI/2 + angle);
1043         rot->bc = highlight_colour(-PI/2 + angle);
1044
1045         draw_rect(fe, rot->cx, rot->cy, rot->cw, rot->ch, bgcolour);
1046     } else
1047         rot = NULL;
1048
1049     /*
1050      * Now draw each tile.
1051      */
1052     for (i = 0; i < state->w * state->h; i++) {
1053         int t;
1054         int tx = i % state->w, ty = i / state->w;
1055
1056         /*
1057          * Figure out what should be displayed at this location.
1058          * Usually it will be state->grid[i], unless we're in the
1059          * middle of animating an actual rotation and this cell is
1060          * within the rotation region, in which case we set -1
1061          * (always display).
1062          */
1063         if (oldstate && lastx >= 0 && lasty >= 0 &&
1064             tx >= lastx && tx < lastx + state->n &&
1065             ty >= lasty && ty < lasty + state->n)
1066             t = -1;
1067         else
1068             t = state->grid[i];
1069
1070         if (ds->bgcolour != bgcolour ||   /* always redraw when flashing */
1071             ds->grid[i] != t || ds->grid[i] == -1 || t == -1) {
1072             int x = COORD(tx), y = COORD(ty);
1073
1074             draw_tile(fe, state, x, y, state->grid[i], bgcolour, rot);
1075             ds->grid[i] = t;
1076         }
1077     }
1078     ds->bgcolour = bgcolour;
1079
1080     /*
1081      * Update the status bar.
1082      */
1083     {
1084         char statusbuf[256];
1085
1086         /*
1087          * Don't show the new status until we're also showing the
1088          * new _state_ - after the game animation is complete.
1089          */
1090         if (oldstate)
1091             state = oldstate;
1092
1093         if (state->used_solve)
1094             sprintf(statusbuf, "Moves since auto-solve: %d",
1095                     state->movecount - state->completed);
1096         else {
1097             sprintf(statusbuf, "%sMoves: %d",
1098                     (state->completed ? "COMPLETED! " : ""),
1099                     (state->completed ? state->completed : state->movecount));
1100             if (state->movetarget)
1101                 sprintf(statusbuf+strlen(statusbuf), " (target %d)",
1102                         state->movetarget);
1103         }
1104
1105         status_bar(fe, statusbuf);
1106     }
1107 }
1108
1109 static int game_wants_statusbar(void)
1110 {
1111     return TRUE;
1112 }
1113
1114 static int game_timing_state(game_state *state)
1115 {
1116     return TRUE;
1117 }
1118
1119 #ifdef COMBINED
1120 #define thegame twiddle
1121 #endif
1122
1123 const struct game thegame = {
1124     "Twiddle", "games.twiddle",
1125     default_params,
1126     game_fetch_preset,
1127     decode_params,
1128     encode_params,
1129     free_params,
1130     dup_params,
1131     TRUE, game_configure, custom_params,
1132     validate_params,
1133     new_game_desc,
1134     game_free_aux_info,
1135     validate_desc,
1136     new_game,
1137     dup_game,
1138     free_game,
1139     TRUE, solve_game,
1140     TRUE, game_text_format,
1141     new_ui,
1142     free_ui,
1143     make_move,
1144     game_size,
1145     game_colours,
1146     game_new_drawstate,
1147     game_free_drawstate,
1148     game_redraw,
1149     game_anim_length,
1150     game_flash_length,
1151     game_wants_statusbar,
1152     FALSE, game_timing_state,
1153 };