06Tiles That Fill In by Keeping Only Pieces That Match Their Neighbors
Every cell keeps a list of TILE_EDGES tiles it could hold; the cell with the fewest left picks one by TILE_WEIGHTS weighted chance (COLLAPSE_PER_FRAME cells per tick), candidates whose touching edges no longer match are removed from neighbors through a queue, and if any cell runs out of candidates the whole board starts over and the restart is counted.
Best forMap backdrop for a game intro page
TILE_EDGESTILE_WEIGHTSCOLLAPSE_PER_FRAME
<main class="stage">
<div class="pc is-demo" id="pc">
<canvas class="pc__canvas" data-role="canvas" width="480" height="300" tabindex="0" aria-label="Starting from the cell with the fewest options, tiles whose edges match their neighbors fill a map of roads and streams, restarting from scratch on a contradiction. Press Enter for a new seed, R to regrow the same seed from the start, and Space to pause."></canvas>
<p class="pc__status" data-role="status" aria-live="off">Picking tiles that match neighbors</p>
<div class="pc__tools">
<button class="pc__btn" data-role="redraw" type="button">Redraw</button>
<button class="pc__btn" data-role="replay" type="button">Same seed</button>
<button class="pc__btn" data-role="pause" type="button" aria-pressed="false">Pause</button>
</div>
</div>
</main>@use "../../../../site/static/demo-tokens" as *;
@include stage($stage-ink);
.pc {
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width: min(92vw, calc(160vh - 12.8vw));
aspect-ratio: 480 / 300;
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box-shadow: $shadow-raised;
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}
.pc__canvas {
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width: 100%;
height: 100%;
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}
.pc__canvas:focus-visible {
outline: 2px solid rgba(255, 255, 255, .85);
outline-offset: -6px;
}
.pc__status {
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left: $sp-3;
bottom: $sp-4;
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max-width: 34%;
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padding: $sp-1 $sp-3;
border-radius: $r-control;
background: rgba(255, 255, 255, .85);
color: $subject-ink;
font-weight: 500;
font-size: 11px;
line-height: 1.4;
pointer-events: none;
}
// 판은 오른쪽에 있다 — 버튼은 왼쪽 위 칸에 두고, 좁으면 줄을 바꿔 판을 덮지 않는다
.pc__tools {
position: absolute;
left: $sp-3;
top: $sp-3;
box-sizing: border-box;
max-width: 34%;
display: flex;
flex-wrap: wrap;
gap: $sp-2;
}
.pc__btn {
margin: 0;
padding: $sp-1 $sp-3;
border: 0;
border-radius: $r-pill;
background: rgba(255, 255, 255, .85);
color: $subject-ink;
font: inherit;
font-weight: 500;
font-size: 12px;
line-height: 1.4;
cursor: pointer;
transition: background-color $dur-quick ease-out;
}
.pc__btn:hover {
background: $subject-cream;
}
.pc__btn[aria-pressed="true"] {
background: $subject-mint;
}
.pc__btn:focus-visible {
outline: 2px solid rgba(255, 255, 255, .95);
outline-offset: 2px;
}
@media (max-width: 340px) {
.pc__btn { font-size: 10px; padding: $sp-1 $sp-2; }
.pc__status { font-size: 10px; padding: $sp-1 $sp-2; }
}
@media (prefers-reduced-motion: reduce) {
.pc__btn { transition: none; }
}html, body {
margin: 0;
overflow: hidden;
}
.stage {
box-sizing: border-box;
min-height: 100vh;
display: grid;
place-items: center;
margin: 0;
background: #17141a;
font-family: -apple-system, "Segoe UI", "Noto Sans KR", sans-serif;
padding: clamp(8px, 4vw, 24px);
}
.pc {
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box-shadow: 0 14px 24px rgba(23, 20, 26, 0.32);
background: #17141a;
}
.pc__canvas {
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height: 100%;
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}
.pc__canvas:focus-visible {
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}
.pc__status {
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bottom: 16px;
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font-size: 11px;
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}
.pc__tools {
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left: 12px;
top: 12px;
box-sizing: border-box;
max-width: 34%;
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flex-wrap: wrap;
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}
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padding: 4px 12px;
border: 0;
border-radius: 999px;
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font: inherit;
font-weight: 500;
font-size: 12px;
line-height: 1.4;
cursor: pointer;
transition: background-color 220ms ease-out;
}
.pc__btn:hover {
background: #fff7e6;
}
.pc__btn[aria-pressed=true] {
background: #4cd4a6;
}
.pc__btn:focus-visible {
outline: 2px solid rgba(255, 255, 255, 0.95);
outline-offset: 2px;
}
@media (max-width: 340px) {
.pc__btn {
font-size: 10px;
padding: 4px 8px;
}
.pc__status {
font-size: 10px;
padding: 4px 8px;
}
}
@media (prefers-reduced-motion: reduce) {
.pc__btn {
transition: none;
}
}(function () {
const root = document.getElementById("pc");
if (!root) return;
const W = 480;
const H = 300;
const FIXED_DT = 16;
const TAU = Math.PI * 2;
const DEG = Math.PI / 180;
// 파스텔 팔레트 — 어두운 무대(INK) 위에 밝은 Lines·면을 얹어 명도 차로 형태가 읽힌다
const INK = [29, 26, 44];
const PAPER = [255, 248, 234];
const PAL = [
[124, 196, 255],
[255, 160, 190],
[126, 226, 192],
[190, 164, 255],
[255, 208, 168],
[246, 228, 140],
[150, 222, 236],
[232, 182, 228],
[196, 220, 160],
];
function clamp(v, lo, hi) { return v < lo ? lo : (v > hi ? hi : v); }
function lerp(a, b, k) { return a + (b - a) * k; }
function rgba(c, a) {
return 'rgba(' + Math.round(clamp(c[0], 0, 255)) + ',' + Math.round(clamp(c[1], 0, 255)) + ',' + Math.round(clamp(c[2], 0, 255)) + ',' + clamp(a, 0, 1).toFixed(3) + ')';
}
function mix(a, b, k) { return [lerp(a[0], b[0], k), lerp(a[1], b[1], k), lerp(a[2], b[2], k)]; }
// 시드 고정 난수 — 같은 씨앗이면 같은 수열, 곧 같은 그림이 다시 나온다 (32비트 정수 섞기)
function makeRng(seedValue) {
let s = seedValue >>> 0;
return function () {
s = (s + 0x6d2b79f5) >>> 0;
let t = s;
t = Math.imul(t ^ (t >>> 15), t | 1);
t ^= t + Math.imul(t ^ (t >>> 7), t | 61);
return ((t ^ (t >>> 14)) >>> 0) / 4294967296;
};
}
// 다음 Seed — 다시 그리기를 누를 때마다 정수 하나만 바뀐다(10007~99995 사이 다섯 자리)
function nextSeed(s) { return ((s * 7919 + 104729) % 89989) + 10007; }
const canvasEl = root.querySelector('[data-role="canvas"]');
const statusEl = root.querySelector('[data-role="status"]');
const ctxRaw = canvasEl ? canvasEl.getContext('2d') : null;
// 그림판 — 자란 결과를 쌓아 두는 화면 밖 캔버스. 프레임마다 이걸 옮겨 그리고 그 위에 지금 자라는 부분만 얹는다
const artEl = document.createElement('canvas');
const actxRaw = artEl.getContext('2d');
if (!canvasEl || !ctxRaw || !statusEl || !actxRaw) {
return;
}
const cv = canvasEl;
const ctx = ctxRaw;
const status = statusEl;
const actx = actxRaw;
const redrawBtn = root.querySelector('[data-role="redraw"]');
const replayBtn = root.querySelector('[data-role="replay"]');
const pauseBtn = root.querySelector('[data-role="pause"]');
const reduceQuery = window.matchMedia('(prefers-reduced-motion: reduce)');
// 페이지를 연 채 동작 줄이기 설정을 바꿔도 tail 의 change 리스너가 이 값을 다시 읽는다
let still = reduceQuery.matches;
// 자동 시연 중인가 — 사람이 처음 만지는 순간 시연을 멈추고 상태 줄을 읽어 주기 시작한다
let demo = root.classList.contains('is-demo');
// 지금 그림의 씨앗과, 그 씨앗을 심은 뒤 흐른 성장 시간(ms, Pause 동안은 멈춘다)
let seed = 0;
let age = 0;
function wake() {
if (!demo) {
return;
}
demo = false;
root.classList.remove('is-demo');
status.setAttribute('aria-live', 'polite');
}
function say(text) {
if (status.textContent !== text) {
status.textContent = text;
}
}
let dprNow = 0;
function fitCanvas() {
// 배율은 2 에서 자른다 — 배율 3 기기에서 화소가 2.25배로 늘어 프레임마다 일이 그만큼 커지지 않게
const dpr = Math.min(window.devicePixelRatio || 1, 2);
if (dpr === dprNow) {
return;
}
// 캔버스 크기를 바꾸면 내용이 지워진다 — 그려 둔 그림판을 잠깐 옮겨 두었다가 새 배율로 다시 담는다
const keep = document.createElement('canvas');
keep.width = artEl.width;
keep.height = artEl.height;
const kctx = keep.getContext('2d');
if (kctx && dprNow) {
kctx.drawImage(artEl, 0, 0);
}
cv.width = Math.round(W * dpr);
cv.height = Math.round(H * dpr);
artEl.width = cv.width;
artEl.height = cv.height;
ctx.setTransform(dpr, 0, 0, dpr, 0, 0);
actx.setTransform(dpr, 0, 0, dpr, 0, 0);
if (kctx && dprNow) {
actx.drawImage(keep, 0, 0, W, H);
}
dprNow = dpr;
}
function clearArt(c) {
actx.fillStyle = rgba(c, 1);
actx.fillRect(0, 0, W, H);
}
function blitArt() { ctx.drawImage(artEl, 0, 0, W, H); }
// 오른쪽 아래 수치 상자 — 씨앗과 항목별 개수를 이름표 + 값 한 줄씩
function drawStats(pairs) {
ctx.font = '600 11px sans-serif';
ctx.textAlign = 'right';
ctx.textBaseline = 'alphabetic';
const lines = [];
let wide = 0;
for (let i = 0; i < pairs.length; i += 1) {
const t = pairs[i][0] + ' ' + pairs[i][1];
lines.push(t);
wide = Math.max(wide, ctx.measureText(t).width);
}
const lh = 15;
const bw = wide + 16;
const bh = lines.length * lh + 8;
ctx.fillStyle = rgba(INK, 0.66);
ctx.fillRect(W - 10 - bw, H - 10 - bh, bw, bh);
ctx.fillStyle = rgba(PAPER, 0.95);
for (let i = 0; i < lines.length; i += 1) {
ctx.fillText(lines[i], W - 18, H - 10 - bh + 4 + lh * (i + 1) - 3);
}
}
// 타일마다 네 변(위·오른쪽·아래·왼쪽)의 종류 — 0 풀밭, 1 길, 2 물길. 맞닿는 두 변의 숫자가 같아야 이웃이 된다.
// 길과 물길이 엇갈리는 타일(다리)은 없다 — 그래서 길과 물길이 한 칸에서 만나야 하는 자리가 생기면 모순이 난다
const TILE_EDGES = [
'0000',
'0101', '1010',
'1100', '0110', '0011', '1001',
'1110', '0111', '1011', '1101',
'1111',
'0202', '2020',
'2200', '0220', '0022', '2002',
];
// 고를 때의 가중치 — 같은 순서. 풀밭이 가장 넓게
const TILE_WEIGHTS = [
6,
2, 2,
1, 1, 1, 1,
0.6, 0.6, 0.6, 0.6,
0.4,
1.6, 1.6,
0.8, 0.8, 0.8, 0.8,
];
// 한 틱에 고르는(무너뜨리는) 칸 수 — 성장 속도이자 프레임당 계산량 상한
const COLLAPSE_PER_FRAME = 2;
const CELL = 20;
const COLS = W / CELL;
const ROWS = H / CELL;
const NT = TILE_EDGES.length;
const ALL = (1 << NT) - 1;
const SEED0 = 66110;
const TXT_RUN = 'Picking tiles that match neighbors';
const TXT_RESTARTS = 'Restarts';
// 방향 d(0 위·1 오른쪽·2 아래·3 왼쪽)의 이웃 칸 오프셋과 맞은편 변
const DC = [0, 1, 0, -1];
const DR = [-1, 0, 1, 0];
function edgeOf(t, d) { return TILE_EDGES[t].charCodeAt(d) - 48; }
// 미리 계산 — FIT[d][e] 는 "방향 d 의 이웃으로 놓였을 때 맞은편 변이 e 인 타일" 의 비트 묶음
const FIT = [];
for (let d = 0; d < 4; d += 1) {
const row = [0, 0, 0];
for (let t = 0; t < NT; t += 1) {
row[edgeOf(t, (d + 2) % 4)] |= 1 << t;
}
FIT.push(row);
}
function bits(m) {
let c = 0;
let x = m;
while (x) {
x &= x - 1;
c += 1;
}
return c;
}
const cand = new Int32Array(COLS * ROWS);
const fixedTile = new Int8Array(COLS * ROWS);
const flash = new Float64Array(COLS * ROWS);
let tie = new Float64Array(COLS * ROWS);
let trng = makeRng(SEED0);
let left = 0;
let restarts = 0;
let lastContradiction = -1;
function resetGrid() {
cand.fill(ALL);
fixedTile.fill(-1);
flash.fill(0);
left = COLS * ROWS;
clearArt(INK);
}
function plant(s) {
trng = makeRng(s);
tie = new Float64Array(COLS * ROWS);
for (let i = 0; i < tie.length; i += 1) {
tie[i] = trng() * 0.1;
}
restarts = 0;
lastContradiction = -1;
resetGrid();
}
function drawTile(i) {
const t = fixedTile[i];
const x0 = (i % COLS) * CELL;
const y0 = Math.floor(i / COLS) * CELL;
const mx = x0 + CELL / 2;
const my = y0 + CELL / 2;
actx.fillStyle = rgba(mix(PAL[8], INK, 0.18), 1);
actx.fillRect(x0, y0, CELL, CELL);
// 물길 먼저, 그 위에 길
for (let kind = 2; kind >= 1; kind -= 1) {
const half = kind === 2 ? 4.5 : 2.6;
actx.fillStyle = kind === 2 ? rgba(PAL[6], 1) : rgba(mix(PAL[4], PAPER, 0.5), 1);
let any = false;
for (let d = 0; d < 4; d += 1) {
if (edgeOf(t, d) !== kind) {
continue;
}
any = true;
if (d === 0) {
actx.fillRect(mx - half, y0, half * 2, CELL / 2 + half);
}
else if (d === 1) {
actx.fillRect(mx - half, my - half, CELL / 2 + half, half * 2);
}
else if (d === 2) {
actx.fillRect(mx - half, my - half, half * 2, CELL / 2 + half);
}
else {
actx.fillRect(x0, my - half, CELL / 2 + half, half * 2);
}
}
if (any) {
// 가운데 이음 — 꺾이는 자리도 끊기지 않게
actx.beginPath();
actx.arc(mx, my, half, 0, TAU);
actx.fill();
}
}
}
function fix(i, t) {
fixedTile[i] = t;
cand[i] = 1 << t;
flash[i] = 1;
left -= 1;
drawTile(i);
}
// 제약 전파 — 바뀐 칸을 큐에 넣고, 이웃마다 "맞닿은 변이 맞는 후보" 만 남긴다. 후보가 0 이 되면 모순(false)
function propagate(start) {
const queue = [start];
let q = 0;
while (q < queue.length) {
const i = queue[q];
q += 1;
const c = i % COLS;
const r = Math.floor(i / COLS);
for (let d = 0; d < 4; d += 1) {
const nc = c + DC[d];
const nr = r + DR[d];
if (nc < 0 || nc >= COLS || nr < 0 || nr >= ROWS) {
continue;
}
const j = nr * COLS + nc;
if (fixedTile[j] >= 0) {
continue;
}
// 이 칸 후보들이 방향 d 쪽에 내놓는 변 종류 — 그 종류와 맞는 타일만 이웃에 남는다
let allow = 0;
for (let t = 0; t < NT; t += 1) {
if (cand[i] & (1 << t)) {
allow |= FIT[d][edgeOf(t, d)];
}
}
const nm = cand[j] & allow;
if (nm === cand[j]) {
continue;
}
if (nm === 0) {
return false;
}
cand[j] = nm;
if (bits(nm) === 1) {
fix(j, 31 - Math.clz32(nm));
}
queue.push(j);
}
}
return true;
}
// 후보가 가장 적은 칸(같으면 Seed 난수로 정한 순서) 하나를 가중치 난수로 고른다
function collapseOne() {
let best = -1;
let bestScore = 1e9;
for (let i = 0; i < cand.length; i += 1) {
if (fixedTile[i] >= 0) {
continue;
}
const s = bits(cand[i]) + tie[i];
if (s < bestScore) {
bestScore = s;
best = i;
}
}
if (best < 0) {
return true;
}
let total = 0;
for (let t = 0; t < NT; t += 1) {
if (cand[best] & (1 << t)) {
total += TILE_WEIGHTS[t];
}
}
let pick = trng() * total;
let chosen = 31 - Math.clz32(cand[best]);
for (let t = 0; t < NT; t += 1) {
if (!(cand[best] & (1 << t))) {
continue;
}
pick -= TILE_WEIGHTS[t];
if (pick <= 0) {
chosen = t;
break;
}
}
fix(best, chosen);
if (!propagate(best)) {
// 모순 — 어떤 칸에도 놓을 타일이 없다. 횟수를 세고 판 전체를 처음부터(난수는 이어서)
restarts += 1;
lastContradiction = best;
resetGrid();
}
return left === 0;
}
function grow() {
for (let k = 0; k < cand.length; k += 1) {
flash[k] = Math.max(0, flash[k] - 0.08);
}
for (let k = 0; k < COLLAPSE_PER_FRAME; k += 1) {
if (collapseOne()) {
return true;
}
}
return left === 0;
}
function paintFrame() {
blitArt();
// 아직 정해지지 않은 칸 — 남은 후보가 적을수록 안개가 옅어진다(전파가 퍼지는 모습)
for (let i = 0; i < cand.length; i += 1) {
const x0 = (i % COLS) * CELL;
const y0 = Math.floor(i / COLS) * CELL;
if (fixedTile[i] < 0) {
const k = bits(cand[i]) / NT;
ctx.fillStyle = rgba(mix(PAL[3], INK, 0.55), 0.25 + 0.6 * k);
ctx.fillRect(x0 + 1, y0 + 1, CELL - 2, CELL - 2);
}
else if (flash[i] > 0) {
ctx.strokeStyle = rgba(PAPER, flash[i]);
ctx.lineWidth = 1.5;
ctx.strokeRect(x0 + 1, y0 + 1, CELL - 2, CELL - 2);
}
}
}
function statPairs() {
return [['Cells left', String(left)], [TXT_RESTARTS, String(restarts)]];
}
function runText() { return restarts > 0 ? TXT_RUN + ' · ' + TXT_RESTARTS + ' ' + restarts : TXT_RUN; }
function doneText() { return TXT_DONE + ' · ' + TXT_RESTARTS + ' ' + restarts; }
const TXT_DONE = 'Fully grown — Enter for a new seed';
const TXT_PAUSE = 'Paused — Space to resume';
// 시연 — 첫 200ms 는 빈 판으로 두고(첫 변화 200ms 뒤) 자라게 한 뒤, 다 자라면 900ms 머물고 다음 씨앗으로
const DEMO_LEAD = 200;
const DEMO_HOLD_MS = 900;
// 동작 줄이기에서 한 번에 끝까지 키울 때 틱 수 상한 — 계산이 끝나지 않는 씨앗이 있어도 화면이 멈추지 않게
const GROW_GUARD = 6000;
let paused = false;
let done = false;
let holdMs = 0;
let clock = 0;
function reseed(s) {
seed = s;
age = 0;
done = false;
holdMs = 0;
plant(s);
}
function tickGrow() {
if (done) {
return;
}
age += FIXED_DT;
if (grow()) {
done = true;
}
}
// 끝까지 한 번에 — 동작 줄이기에서는 자라는 과정 없이 다 자란 그림을 바로 보인다
function finishNow() {
let g = 0;
while (!done && g < GROW_GUARD) {
tickGrow();
g += 1;
}
}
function report() {
if (paused) {
say(TXT_PAUSE);
}
else if (done) {
say(doneText());
}
else {
say(runText());
}
}
function render() {
paintFrame();
const pairs = [['Seed', String(seed)]];
drawStats(pairs.concat(statPairs()));
report();
}
function setPaused(v) {
paused = v;
if (pauseBtn) {
pauseBtn.setAttribute('aria-pressed', v ? 'true' : 'false');
}
}
// 입력 한 번 뒤 — 동작 줄이기면 그 씨앗의 다 자란 모습으로 바로 그린다
function after() {
if (still) {
finishNow();
}
render();
}
function newSeed() { setPaused(false); reseed(nextSeed(seed)); }
function replaySeed() { setPaused(false); reseed(seed); }
cv.addEventListener('pointerdown', function () { wake(); after(); });
cv.addEventListener('keydown', function (ev) {
const k = ev.key;
if (k === 'Enter') {
newSeed();
}
else if (k === 'r' || k === 'R') {
replaySeed();
}
else if (k === ' ') {
setPaused(!paused);
}
else {
return;
}
ev.preventDefault();
wake();
after();
});
if (redrawBtn) {
redrawBtn.addEventListener('click', function () { wake(); newSeed(); after(); });
}
if (replayBtn) {
replayBtn.addEventListener('click', function () { wake(); replaySeed(); after(); });
}
if (pauseBtn) {
pauseBtn.addEventListener('click', function () { wake(); setPaused(!paused); after(); });
}
function onResize() {
fitCanvas();
render();
}
fitCanvas();
window.addEventListener('resize', onResize);
reseed(SEED0);
function tick() {
clock += FIXED_DT;
if (demo) {
if (clock < DEMO_LEAD) {
return;
}
if (done) {
holdMs += FIXED_DT;
if (holdMs >= DEMO_HOLD_MS) {
reseed(nextSeed(seed));
}
return;
}
}
if (!paused) {
tickGrow();
}
}
let rafId = 0;
let lastTs = -1;
let acc = 0;
function frame(ts) {
if (still) {
rafId = 0;
return;
}
if (lastTs < 0) {
lastTs = ts;
}
// 탭이 숨었다 돌아와도 한 번에 100ms 까지만 따라잡는다 — 한 프레임에 성장 계산이 몰리지 않게
acc += Math.min(ts - lastTs, 100);
lastTs = ts;
let n = 0;
while (acc >= FIXED_DT && n < 6) {
tick();
acc -= FIXED_DT;
n += 1;
}
render();
rafId = window.requestAnimationFrame(frame);
}
function startLoop() {
if (rafId) {
return;
}
lastTs = -1;
acc = 0;
rafId = window.requestAnimationFrame(frame);
}
// 동작 줄이기 설정이 페이지를 연 채 바뀌면 — 켜지면 루프를 멈추고 다 자란 그림으로, 꺼지면 루프를 다시 돈다
function onMotionPref() {
still = reduceQuery.matches;
if (still) {
if (rafId) {
window.cancelAnimationFrame(rafId);
rafId = 0;
}
after();
}
else {
startLoop();
}
}
if (typeof reduceQuery.addEventListener === 'function') {
reduceQuery.addEventListener('change', onMotionPref);
}
if (still) {
after();
}
else {
render();
startLoop();
}
return function () {
window.cancelAnimationFrame(rafId);
window.removeEventListener('resize', onResize);
if (typeof reduceQuery.removeEventListener === 'function') {
reduceQuery.removeEventListener('change', onMotionPref);
}
};
})();// TileNeighborMatch - vanilla 판(06-gen-art-tile-neighbor-match-collapse) 의 React 포트. 같은 계산을 useEffect 안에서 돌린다.
import { useEffect, useRef } from "react";
import styles from "./TileNeighborMatch.module.scss";
const cx = (s: string): string => s.split(" ").map((n) => styles[n] ?? n).join(" ");
export default function TileNeighborMatch() {
const rootRef = useRef<HTMLDivElement | null>(null);
useEffect(() => {
const rootEl = rootRef.current;
if (!rootEl) return;
const root: HTMLElement = rootEl;
type RGB = [number, number, number];
const W = 480;
const H = 300;
const FIXED_DT = 16;
const TAU = Math.PI * 2;
const DEG = Math.PI / 180;
// 파스텔 팔레트 — 어두운 무대(INK) 위에 밝은 선·면을 얹어 명도 차로 형태가 읽힌다
const INK: RGB = [29, 26, 44];
const PAPER: RGB = [255, 248, 234];
const PAL: RGB[] = [
[124, 196, 255],
[255, 160, 190],
[126, 226, 192],
[190, 164, 255],
[255, 208, 168],
[246, 228, 140],
[150, 222, 236],
[232, 182, 228],
[196, 220, 160],
];
function clamp(v: number, lo: number, hi: number): number { return v < lo ? lo : (v > hi ? hi : v); }
function lerp(a: number, b: number, k: number): number { return a + (b - a) * k; }
function rgba(c: RGB, a: number): string {
return 'rgba(' + Math.round(clamp(c[0], 0, 255)) + ',' + Math.round(clamp(c[1], 0, 255)) + ',' + Math.round(clamp(c[2], 0, 255)) + ',' + clamp(a, 0, 1).toFixed(3) + ')';
}
function mix(a: RGB, b: RGB, k: number): RGB { return [lerp(a[0], b[0], k), lerp(a[1], b[1], k), lerp(a[2], b[2], k)]; }
// 시드 고정 난수 — 같은 씨앗이면 같은 수열, 곧 같은 그림이 다시 나온다 (32비트 정수 섞기)
function makeRng(seedValue: number): () => number {
let s = seedValue >>> 0;
return function (): number {
s = (s + 0x6d2b79f5) >>> 0;
let t = s;
t = Math.imul(t ^ (t >>> 15), t | 1);
t ^= t + Math.imul(t ^ (t >>> 7), t | 61);
return ((t ^ (t >>> 14)) >>> 0) / 4294967296;
};
}
// 다음 씨앗 — 다시 그리기를 누를 때마다 정수 하나만 바뀐다(10007~99995 사이 다섯 자리)
function nextSeed(s: number): number { return ((s * 7919 + 104729) % 89989) + 10007; }
const canvasEl = root.querySelector('[data-role="canvas"]') as HTMLCanvasElement | null;
const statusEl = root.querySelector('[data-role="status"]') as HTMLElement | null;
const ctxRaw = canvasEl ? canvasEl.getContext('2d') : null;
// 그림판 — 자란 결과를 쌓아 두는 화면 밖 캔버스. 프레임마다 이걸 옮겨 그리고 그 위에 지금 자라는 부분만 얹는다
const artEl = document.createElement('canvas');
const actxRaw = artEl.getContext('2d');
if (!canvasEl || !ctxRaw || !statusEl || !actxRaw) { return; }
const cv: HTMLCanvasElement = canvasEl;
const ctx: CanvasRenderingContext2D = ctxRaw;
const status: HTMLElement = statusEl;
const actx: CanvasRenderingContext2D = actxRaw;
const redrawBtn = root.querySelector('[data-role="redraw"]') as HTMLButtonElement | null;
const replayBtn = root.querySelector('[data-role="replay"]') as HTMLButtonElement | null;
const pauseBtn = root.querySelector('[data-role="pause"]') as HTMLButtonElement | null;
const reduceQuery = window.matchMedia('(prefers-reduced-motion: reduce)');
// 페이지를 연 채 동작 줄이기 설정을 바꿔도 tail 의 change 리스너가 이 값을 다시 읽는다
let still = reduceQuery.matches;
// 자동 시연 중인가 — 사람이 처음 만지는 순간 시연을 멈추고 상태 줄을 읽어 주기 시작한다
let demo = root.classList.contains('is-demo');
// 지금 그림의 씨앗과, 그 씨앗을 심은 뒤 흐른 성장 시간(ms, 일시정지 동안은 멈춘다)
let seed = 0;
let age = 0;
function wake(): void {
if (!demo) { return; }
demo = false;
root.classList.remove('is-demo');
status.setAttribute('aria-live', 'polite');
}
function say(text: string): void {
if (status.textContent !== text) { status.textContent = text; }
}
let dprNow = 0;
function fitCanvas(): void {
// 배율은 2 에서 자른다 — 배율 3 기기에서 화소가 2.25배로 늘어 프레임마다 일이 그만큼 커지지 않게
const dpr = Math.min(window.devicePixelRatio || 1, 2);
if (dpr === dprNow) { return; }
// 캔버스 크기를 바꾸면 내용이 지워진다 — 그려 둔 그림판을 잠깐 옮겨 두었다가 새 배율로 다시 담는다
const keep = document.createElement('canvas');
keep.width = artEl.width;
keep.height = artEl.height;
const kctx = keep.getContext('2d');
if (kctx && dprNow) { kctx.drawImage(artEl, 0, 0); }
cv.width = Math.round(W * dpr);
cv.height = Math.round(H * dpr);
artEl.width = cv.width;
artEl.height = cv.height;
ctx.setTransform(dpr, 0, 0, dpr, 0, 0);
actx.setTransform(dpr, 0, 0, dpr, 0, 0);
if (kctx && dprNow) { actx.drawImage(keep, 0, 0, W, H); }
dprNow = dpr;
}
function clearArt(c: RGB): void {
actx.fillStyle = rgba(c, 1);
actx.fillRect(0, 0, W, H);
}
function blitArt(): void { ctx.drawImage(artEl, 0, 0, W, H); }
// 오른쪽 아래 수치 상자 — 씨앗과 항목별 개수를 이름표 + 값 한 줄씩
function drawStats(pairs: [string, string][]): void {
ctx.font = '600 11px sans-serif';
ctx.textAlign = 'right';
ctx.textBaseline = 'alphabetic';
const lines: string[] = [];
let wide = 0;
for (let i = 0; i < pairs.length; i += 1) {
const t = pairs[i][0] + ' ' + pairs[i][1];
lines.push(t);
wide = Math.max(wide, ctx.measureText(t).width);
}
const lh = 15;
const bw = wide + 16;
const bh = lines.length * lh + 8;
ctx.fillStyle = rgba(INK, 0.66);
ctx.fillRect(W - 10 - bw, H - 10 - bh, bw, bh);
ctx.fillStyle = rgba(PAPER, 0.95);
for (let i = 0; i < lines.length; i += 1) { ctx.fillText(lines[i], W - 18, H - 10 - bh + 4 + lh * (i + 1) - 3); }
}
// 타일마다 네 변(위·오른쪽·아래·왼쪽)의 종류 — 0 풀밭, 1 길, 2 물길. 맞닿는 두 변의 숫자가 같아야 이웃이 된다.
// 길과 물길이 엇갈리는 타일(다리)은 없다 — 그래서 길과 물길이 한 칸에서 만나야 하는 자리가 생기면 모순이 난다
const TILE_EDGES: string[] = [
'0000',
'0101', '1010',
'1100', '0110', '0011', '1001',
'1110', '0111', '1011', '1101',
'1111',
'0202', '2020',
'2200', '0220', '0022', '2002',
];
// 고를 때의 가중치 — 같은 순서. 풀밭이 가장 넓게
const TILE_WEIGHTS: number[] = [
6,
2, 2,
1, 1, 1, 1,
0.6, 0.6, 0.6, 0.6,
0.4,
1.6, 1.6,
0.8, 0.8, 0.8, 0.8,
];
// 한 틱에 고르는(무너뜨리는) 칸 수 — 성장 속도이자 프레임당 계산량 상한
const COLLAPSE_PER_FRAME = 2;
const CELL = 20;
const COLS = W / CELL;
const ROWS = H / CELL;
const NT = TILE_EDGES.length;
const ALL = (1 << NT) - 1;
const SEED0 = 66110;
const TXT_RUN = '이웃과 맞는 타일을 고르는 중';
const TXT_RESTARTS = '모순 재시작';
// 방향 d(0 위·1 오른쪽·2 아래·3 왼쪽)의 이웃 칸 오프셋과 맞은편 변
const DC = [0, 1, 0, -1];
const DR = [-1, 0, 1, 0];
function edgeOf(t: number, d: number): number { return TILE_EDGES[t].charCodeAt(d) - 48; }
// 미리 계산 — FIT[d][e] 는 "방향 d 의 이웃으로 놓였을 때 맞은편 변이 e 인 타일" 의 비트 묶음
const FIT: number[][] = [];
for (let d = 0; d < 4; d += 1) {
const row: number[] = [0, 0, 0];
for (let t = 0; t < NT; t += 1) { row[edgeOf(t, (d + 2) % 4)] |= 1 << t; }
FIT.push(row);
}
function bits(m: number): number {
let c = 0;
let x = m;
while (x) { x &= x - 1; c += 1; }
return c;
}
const cand = new Int32Array(COLS * ROWS);
const fixedTile = new Int8Array(COLS * ROWS);
const flash = new Float64Array(COLS * ROWS);
let tie = new Float64Array(COLS * ROWS);
let trng: () => number = makeRng(SEED0);
let left = 0;
let restarts = 0;
let lastContradiction = -1;
function resetGrid(): void {
cand.fill(ALL);
fixedTile.fill(-1);
flash.fill(0);
left = COLS * ROWS;
clearArt(INK);
}
function plant(s: number): void {
trng = makeRng(s);
tie = new Float64Array(COLS * ROWS);
for (let i = 0; i < tie.length; i += 1) { tie[i] = trng() * 0.1; }
restarts = 0;
lastContradiction = -1;
resetGrid();
}
function drawTile(i: number): void {
const t = fixedTile[i];
const x0 = (i % COLS) * CELL;
const y0 = Math.floor(i / COLS) * CELL;
const mx = x0 + CELL / 2;
const my = y0 + CELL / 2;
actx.fillStyle = rgba(mix(PAL[8], INK, 0.18), 1);
actx.fillRect(x0, y0, CELL, CELL);
// 물길 먼저, 그 위에 길
for (let kind = 2; kind >= 1; kind -= 1) {
const half = kind === 2 ? 4.5 : 2.6;
actx.fillStyle = kind === 2 ? rgba(PAL[6], 1) : rgba(mix(PAL[4], PAPER, 0.5), 1);
let any = false;
for (let d = 0; d < 4; d += 1) {
if (edgeOf(t, d) !== kind) { continue; }
any = true;
if (d === 0) { actx.fillRect(mx - half, y0, half * 2, CELL / 2 + half); }
else if (d === 1) { actx.fillRect(mx - half, my - half, CELL / 2 + half, half * 2); }
else if (d === 2) { actx.fillRect(mx - half, my - half, half * 2, CELL / 2 + half); }
else { actx.fillRect(x0, my - half, CELL / 2 + half, half * 2); }
}
if (any) {
// 가운데 이음 — 꺾이는 자리도 끊기지 않게
actx.beginPath();
actx.arc(mx, my, half, 0, TAU);
actx.fill();
}
}
}
function fix(i: number, t: number): void {
fixedTile[i] = t;
cand[i] = 1 << t;
flash[i] = 1;
left -= 1;
drawTile(i);
}
// 제약 전파 — 바뀐 칸을 큐에 넣고, 이웃마다 "맞닿은 변이 맞는 후보" 만 남긴다. 후보가 0 이 되면 모순(false)
function propagate(start: number): boolean {
const queue: number[] = [start];
let q = 0;
while (q < queue.length) {
const i = queue[q];
q += 1;
const c = i % COLS;
const r = Math.floor(i / COLS);
for (let d = 0; d < 4; d += 1) {
const nc = c + DC[d];
const nr = r + DR[d];
if (nc < 0 || nc >= COLS || nr < 0 || nr >= ROWS) { continue; }
const j = nr * COLS + nc;
if (fixedTile[j] >= 0) { continue; }
// 이 칸 후보들이 방향 d 쪽에 내놓는 변 종류 — 그 종류와 맞는 타일만 이웃에 남는다
let allow = 0;
for (let t = 0; t < NT; t += 1) { if (cand[i] & (1 << t)) { allow |= FIT[d][edgeOf(t, d)]; } }
const nm = cand[j] & allow;
if (nm === cand[j]) { continue; }
if (nm === 0) { return false; }
cand[j] = nm;
if (bits(nm) === 1) { fix(j, 31 - Math.clz32(nm)); }
queue.push(j);
}
}
return true;
}
// 후보가 가장 적은 칸(같으면 씨앗 난수로 정한 순서) 하나를 가중치 난수로 고른다
function collapseOne(): boolean {
let best = -1;
let bestScore = 1e9;
for (let i = 0; i < cand.length; i += 1) {
if (fixedTile[i] >= 0) { continue; }
const s = bits(cand[i]) + tie[i];
if (s < bestScore) { bestScore = s; best = i; }
}
if (best < 0) { return true; }
let total = 0;
for (let t = 0; t < NT; t += 1) { if (cand[best] & (1 << t)) { total += TILE_WEIGHTS[t]; } }
let pick = trng() * total;
let chosen = 31 - Math.clz32(cand[best]);
for (let t = 0; t < NT; t += 1) {
if (!(cand[best] & (1 << t))) { continue; }
pick -= TILE_WEIGHTS[t];
if (pick <= 0) { chosen = t; break; }
}
fix(best, chosen);
if (!propagate(best)) {
// 모순 — 어떤 칸에도 놓을 타일이 없다. 횟수를 세고 판 전체를 처음부터(난수는 이어서)
restarts += 1;
lastContradiction = best;
resetGrid();
}
return left === 0;
}
function grow(): boolean {
for (let k = 0; k < cand.length; k += 1) { flash[k] = Math.max(0, flash[k] - 0.08); }
for (let k = 0; k < COLLAPSE_PER_FRAME; k += 1) {
if (collapseOne()) { return true; }
}
return left === 0;
}
function paintFrame(): void {
blitArt();
// 아직 정해지지 않은 칸 — 남은 후보가 적을수록 안개가 옅어진다(전파가 퍼지는 모습)
for (let i = 0; i < cand.length; i += 1) {
const x0 = (i % COLS) * CELL;
const y0 = Math.floor(i / COLS) * CELL;
if (fixedTile[i] < 0) {
const k = bits(cand[i]) / NT;
ctx.fillStyle = rgba(mix(PAL[3], INK, 0.55), 0.25 + 0.6 * k);
ctx.fillRect(x0 + 1, y0 + 1, CELL - 2, CELL - 2);
} else if (flash[i] > 0) {
ctx.strokeStyle = rgba(PAPER, flash[i]);
ctx.lineWidth = 1.5;
ctx.strokeRect(x0 + 1, y0 + 1, CELL - 2, CELL - 2);
}
}
}
function statPairs(): [string, string][] {
return [['남은 칸', String(left)], [TXT_RESTARTS, String(restarts)]];
}
function runText(): string { return restarts > 0 ? TXT_RUN + ' · ' + TXT_RESTARTS + ' ' + restarts : TXT_RUN; }
function doneText(): string { return TXT_DONE + ' · ' + TXT_RESTARTS + ' ' + restarts; }
const TXT_DONE = '다 자람 — Enter 로 새 씨앗';
const TXT_PAUSE = '일시정지 — Space 로 이어서';
// 시연 — 첫 200ms 는 빈 판으로 두고(첫 변화 200ms 뒤) 자라게 한 뒤, 다 자라면 900ms 머물고 다음 씨앗으로
const DEMO_LEAD = 200;
const DEMO_HOLD_MS = 900;
// 동작 줄이기에서 한 번에 끝까지 키울 때 틱 수 상한 — 계산이 끝나지 않는 씨앗이 있어도 화면이 멈추지 않게
const GROW_GUARD = 6000;
let paused = false;
let done = false;
let holdMs = 0;
let clock = 0;
function reseed(s: number): void {
seed = s;
age = 0;
done = false;
holdMs = 0;
plant(s);
}
function tickGrow(): void {
if (done) { return; }
age += FIXED_DT;
if (grow()) { done = true; }
}
// 끝까지 한 번에 — 동작 줄이기에서는 자라는 과정 없이 다 자란 그림을 바로 보인다
function finishNow(): void {
let g = 0;
while (!done && g < GROW_GUARD) { tickGrow(); g += 1; }
}
function report(): void {
if (paused) { say(TXT_PAUSE); }
else if (done) { say(doneText()); }
else { say(runText()); }
}
function render(): void {
paintFrame();
const pairs: [string, string][] = [['씨앗', String(seed)]];
drawStats(pairs.concat(statPairs()));
report();
}
function setPaused(v: boolean): void {
paused = v;
if (pauseBtn) { pauseBtn.setAttribute('aria-pressed', v ? 'true' : 'false'); }
}
// 입력 한 번 뒤 — 동작 줄이기면 그 씨앗의 다 자란 모습으로 바로 그린다
function after(): void {
if (still) { finishNow(); }
render();
}
function newSeed(): void { setPaused(false); reseed(nextSeed(seed)); }
function replaySeed(): void { setPaused(false); reseed(seed); }
cv.addEventListener('pointerdown', function (): void { wake(); after(); });
cv.addEventListener('keydown', function (ev: KeyboardEvent): void {
const k = ev.key;
if (k === 'Enter') { newSeed(); }
else if (k === 'r' || k === 'R') { replaySeed(); }
else if (k === ' ') { setPaused(!paused); }
else { return; }
ev.preventDefault();
wake();
after();
});
if (redrawBtn) { redrawBtn.addEventListener('click', function (): void { wake(); newSeed(); after(); }); }
if (replayBtn) { replayBtn.addEventListener('click', function (): void { wake(); replaySeed(); after(); }); }
if (pauseBtn) { pauseBtn.addEventListener('click', function (): void { wake(); setPaused(!paused); after(); }); }
function onResize(): void {
fitCanvas();
render();
}
fitCanvas();
window.addEventListener('resize', onResize);
reseed(SEED0);
function tick(): void {
clock += FIXED_DT;
if (demo) {
if (clock < DEMO_LEAD) { return; }
if (done) {
holdMs += FIXED_DT;
if (holdMs >= DEMO_HOLD_MS) { reseed(nextSeed(seed)); }
return;
}
}
if (!paused) { tickGrow(); }
}
let rafId = 0;
let lastTs = -1;
let acc = 0;
function frame(ts: number): void {
if (still) { rafId = 0; return; }
if (lastTs < 0) { lastTs = ts; }
// 탭이 숨었다 돌아와도 한 번에 100ms 까지만 따라잡는다 — 한 프레임에 성장 계산이 몰리지 않게
acc += Math.min(ts - lastTs, 100);
lastTs = ts;
let n = 0;
while (acc >= FIXED_DT && n < 6) {
tick();
acc -= FIXED_DT;
n += 1;
}
render();
rafId = window.requestAnimationFrame(frame);
}
function startLoop(): void {
if (rafId) { return; }
lastTs = -1;
acc = 0;
rafId = window.requestAnimationFrame(frame);
}
// 동작 줄이기 설정이 페이지를 연 채 바뀌면 — 켜지면 루프를 멈추고 다 자란 그림으로, 꺼지면 루프를 다시 돈다
function onMotionPref(): void {
still = reduceQuery.matches;
if (still) {
if (rafId) { window.cancelAnimationFrame(rafId); rafId = 0; }
after();
} else {
startLoop();
}
}
if (typeof reduceQuery.addEventListener === 'function') { reduceQuery.addEventListener('change', onMotionPref); }
if (still) {
after();
} else {
render();
startLoop();
}
return function (): void {
window.cancelAnimationFrame(rafId);
window.removeEventListener('resize', onResize);
if (typeof reduceQuery.removeEventListener === 'function') { reduceQuery.removeEventListener('change', onMotionPref); }
};
}, []);
return (
<div className={cx("pc") + " is-demo"} ref={rootRef}>
<canvas className={cx("pc__canvas")} data-role="canvas" width={480} height={300} tabIndex={0} aria-label="후보가 가장 적은 칸부터 이웃과 변이 맞는 타일을 골라 길과 물길 지도를 채우고, 모순이 나면 처음부터 다시 하는 그림. Enter 로 새 씨앗을 그리고, R 로 같은 씨앗을 처음부터 다시 키우고, Space 로 일시정지한다"></canvas>
<p className={cx("pc__status")} data-role="status" aria-live="off">이웃과 맞는 타일을 고르는 중</p>
<div className={cx("pc__tools")}>
<button className={cx("pc__btn")} data-role="redraw" type="button">다시 그리기</button>
<button className={cx("pc__btn")} data-role="replay" type="button">같은 씨앗</button>
<button className={cx("pc__btn")} data-role="pause" type="button" aria-pressed="false">일시정지</button>
</div>
</div>
);
}06 Tiles That Fill In by Keeping Only Pieces That Match Their Neighbors — Measured area 50.553% · moving frames 23/23Original by GODRICH · SCSS and React ship in the zip · Generative Art JavaScript: 9 Patterns That Grow
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Generative Art JavaScript: 9 Patterns That GrowWith generative art JavaScript, one seed gives the same picture on every redraw. 02 reaches veins toward scattered attra See all demos in this post
