เป้าหมายวันนี้

เราจะทำเกม co-op ง่าย ๆ ที่บอร์ดทุกตัว "ช่วยกันยิง Boss ตัวเดียว" ผ่านเครือข่าย

use case จริง: นี่คือแก่นของ multiplayer แบบ shared state — ผู้เล่นหลายคนแก้ข้อมูลก้อนเดียวกันแบบ real-time เหมือน raid boss ในเกมออนไลน์ หรือแดชบอร์ดโรงงานที่หลายสถานีอัปเดตตัวเลขรวมพร้อมกัน

ตอนจบ: ทุกจอเห็นหลอด HP ลดพร้อมกัน และขึ้น "BOSS DOWN!" พร้อมกันเมื่อเลือดหมด

ภาพรวม: pub/sub กับ shared HP

ไม่มีบอร์ดไหนเป็นเจ้าของเลือด ทุกบอร์ดส่งดาเมจเข้า broker แล้ว broker กระจายให้ทุกคนหักเท่ากัน

payload ที่ส่งคือสตริงสั้น ๆ: "board-01:10" = ใครยิง : ดาเมจเท่าไร

กับดักที่ต้องเข้าใจ: หัก HP ตอน "รับ" ไม่ใช่ตอน "กด"

จุดที่ทำให้ทุกจอเห็นเลขตรงกันเป๊ะ อยู่ตรงนี้ — เรา ไม่หัก HP ตอนกดปุ่ม แต่หักตอนข้อความเด้งกลับมาจาก broker

เพราะ broker ส่งดาเมจของเราเองกลับมาด้วย (echo) ถ้าเราหักตอนกดอีก HP จะโดนหักสองเด้ง แล้วเลขจะเพี้ยนจากเพื่อน เราจึงเลือกหัก "ที่เดียว" คือตอนรับ ทุกบอร์ดจึงเดินเลขเดียวกันเสมอ

นี่คือหลัก single source of truth — มี "ทางเข้า" ของการเปลี่ยนสถานะแค่ทางเดียว ทุกคนถึงไม่ทะเลาะกันเรื่องเลข

เดินโค้ด (1) — ต่อเน็ตแล้วสมัครรับ topic

ต่อ WiFi ก่อนเสมอ แล้วค่อยต่อ MQTT จากนั้น subscribe ทั้ง topic ดาเมจและ topic HP

    if not mqtt.connect(BROKER, PORT, client_id=PLAYER):
        print("ต่อ broker ไม่ได้")
        raise SystemExit
    mqtt.subscribe(TOPIC_DMG)
    mqtt.subscribe(TOPIC_HP)
    print("ต่อ broker แล้ว ทุกบอร์ดอยู่ห้องเดียวกัน")

client_id=PLAYER ต้องไม่ซ้ำกันทั้งห้อง ไม่งั้น broker เตะกันออก

ทางลัด: ต่อ WiFi ผ่านเมนู Wi-Fi บนจอก่อนครั้งเดียว แล้ว wifi.connect() ในโค้ดจะผ่านทันที

เดินโค้ด (2) — กดยิง = publish ดาเมจ

อ่านปุ่มยิงด้วย game.keys().a แล้วนับเฉพาะ "ขอบขาลง" เพื่อยิงทีละครั้ง (กดค้างไม่รัว)

    fire = game.keys().a
    if fire and not prev_fire:
        mqtt.publish(TOPIC_DMG, "%s:%d" % (PLAYER, HIT_DAMAGE))
        game.sfx("fire")
    prev_fire = fire

prev_fire คือเทคนิค edge-detection เดียวกับปุ่ม FSM ในคาบต้น ๆ — กันยิงซ้ำตอนกดค้าง

เดินโค้ด (3) — รับดาเมจแล้วหัก HP ร่วมกัน

get_message() ไม่บล็อก (ไม่มีของก็คืน None) เกมจึงลื่น เราหัก HP แล้ววาดหลอดใหม่

    msg = mqtt.get_message()
    if msg is not None:
        topic, data = msg
        if topic == TOPIC_DMG:
            _, dmg = data.decode().split(":")
            apply_damage(int(dmg))
            game.sfx("hit")

apply_damage() หัก boss_hp แล้วย่อความกว้างหลอดด้วย bar_fg.resize(...) ให้ตรงกันทุกจอ

หมายเหตุ: ดาเมจของเราเองก็เด้งกลับมาทาง broker เราจึงหัก HP จาก "ข้อความที่รับ" ที่เดียว — ทุกบอร์ดเห็นเลขเดียวกันเป๊ะ

เสียงทำให้ Co-op มีชีวิต

โค้ดเราเรียกเสียงสองจังหวะ: game.sfx("fire") ตอนกดยิง และ game.sfx("hit") ตอนดาเมจเด้งกลับมาหัก HP เสียงทุกคนจึงดังพร้อมกันเวลาช่วยกันรัว ตอนเลือดบอสหมดค่อยปิดท้ายด้วยเสียงระเบิด

เสียงในคาบนี้ — เกมยิง Boss ใช้เสียงตอนกดยิง (fire) ตอนยิงโดน (hit) และเสียงระเบิดตอนบอสล้ม (กดเล่นฟังได้จริง):

shoot_fire

shoot_hit

shoot_explode

ฟังครบ 21 ตัว + รูปคลื่น/ซูม/spectrogram → Sound Explorer

เสียงไม่ได้มีแค่ "ดัง" — มันมี รูปร่าง ดูเสียงระเบิดตอนบอสล้มเป็น spectrogram (แกนนอน=เวลา แกนตั้ง=ความถี่ สีสว่าง=ดัง) จะเห็นพลังงานปะทุเป็นชั้น ๆ แล้วค่อยจางหายไป:

_{ที่มา: spectrogram ของเสียง shoot_explode สร้างจาก bento_sfx (BENTO course asset)}

ลองสลับเสียงระเบิดไปใส่ตอน "BOSS DOWN!" เพื่อให้จังหวะปิดเกมหนักแน่นขึ้น — ทุกจอจะได้ยินพร้อมกันเพราะวาดจากเลขก้อนเดียวกัน

วิธีรัน + ต้องใช้กี่บอร์ด

วิธีรัน: เปิด codes/ex_a4_coop_boss.py ใน BENTO IDE แล้วกด Program to Device (ปุ่มเขียวมุมซ้ายบน) — โค้ดเดียวกันนี้ลงได้ทุกบอร์ด

_{ปุ่ม Program to Device มุมซ้ายบนของ BENTO IDE — กดแล้วเซฟเป็น main.py ลงบอร์ดและรันทันที (เห็น "Programming main.py to device" ใน Terminal) · ที่มา: BENTO IDE (course asset)}

เกณฑ์ผ่าน: กดยิงแล้วหลอด HP ทุกจอ ลดพร้อมกัน และขึ้น "BOSS DOWN!" พร้อมกันเมื่อเลือดหมด

ยิ่งหลายบอร์ด ยิ่งล้มเร็ว — ดูเป็น "เลข"

หลอด HP ที่เราวาด คือ HP ที่เหลือเทียบกับเต็ม คิดเป็นสมการความกว้างตรง ๆ:

$$w_{\text{หลอด}} = 600 \times \dfrac{hp}{HP_{\max}} \qquad(\text{พิกเซล})$$

ดาเมจรวมต่อวินาที = จำนวนบอร์ด $N$ คูณดาเมจต่อนัด $d$ คูณความถี่ยิง $f$ ดังนั้นเวลาล้มบอส:

$$t_{\text{kill}} = \dfrac{HP_{\max}}{N \cdot d \cdot f}$$

เพราะ $N$ อยู่ที่ "ตัวหาร" เวลาจึงลดแบบ $1/N$ — จาก 1 เป็น 2 บอร์ดเวลาหายครึ่ง แต่จาก 5 เป็น 6 แทบไม่ต่าง นี่คือเหตุผลว่าทำไม "เพื่อนคนแรก ๆ ที่มาช่วย" สำคัญที่สุด

หน้าตาเวลารัน: หลอดเดียว ลดพร้อมกัน

ทุกจอวาดจากเลขเดียวกัน (HP ที่รับจาก broker) หลอดจึงเดินตรงกันเป๊ะ จนขึ้น BOSS DOWN พร้อมกัน

บอร์ด A หรือ B ยิงทีไหน ดาเมจวิ่งผ่าน broker แล้วเด้งกลับให้ทุกคนหัก HP ก้อนเดียวกัน — ไม่มีใครเห็นเลขต่างกันเลย

ลองจินตนาการเปลี่ยน "หลอด HP" เป็น "ยอดผลิตรวมของไลน์" หรือ "อุณหภูมิเฉลี่ยของฟาร์ม" ภาพก็เหมือนกันเป๊ะ

ต่อยอด + โลกจริง

สิ่งที่เราเพิ่งทำคือ shared real-time state ผ่าน MQTT — แก่นเดียวกับงานจริงหลายแบบ

งาน LAN party (DreamHack) — คนนับพันต่อเครื่องเข้าเครือข่ายเดียว เล่นเกมเดียวกันพร้อมกัน คือภาพจริงของ "หลาย node หนึ่งเครือข่าย หนึ่งสถานะร่วม"
ที่มา: "Winter 2004 DreamHack LAN Party" — Toffelginkgo, CC BY-SA 3.0, Wikimedia Commons

• เกมออนไลน์: raid boss / co-op หลายคนตีมอนสเตอร์ตัวเดียวกัน คือ pattern เป๊ะ ๆ แบบนี้
• Industry 4.0: หลายสถานีในไลน์ผลิตอัปเดต "ยอดรวม/สถานะเครื่อง" เข้า topic เดียว แดชบอร์ดเห็นพร้อมกัน
• IoT บ้าน: หลายสวิตช์/เซนเซอร์คุมหลอดไฟดวงเดียวกันผ่าน broker

ลองทำเพิ่ม (เลือก 1):

• ใช้ game.tilt() แทนปุ่ม: เอียงบอร์ดแรง = ดาเมจมากขึ้น
• เพิ่ม HP สูงสุดตามจำนวนผู้เล่น แล้วโชว์ชื่อคนที่ยิงทีสุดท้าย (MVP)
• เปิด LED ด้วย gpio.led(0) กะพริบทุกครั้งที่ยิงโดน

โปรเจกต์นี้พิสูจน์ว่าบอร์ดเล็ก ๆ ก็เป็น node ในระบบ multiplayer/IoT จริงได้ ด้วยโค้ดไม่ถึง 80 บรรทัด

เชื่อมโยงรากฐาน

เกม co-op เกมเดียวนี้ ร้อยวิชาพื้นฐานเข้าด้วยกันหมด — ลองมองทะลุเกมไปที่วิศวกรรมข้างใต้:

เล่นเป็นเกมวันนี้ พรุ่งนี้สเกลขึ้นเป็นระบบจริงได้เลย เพราะรากฐานมันตัวเดียวกัน