23飞机大战__pygame 快速入门

 

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1. 使用 pygame 创建图形窗口

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小节目标

1. 游戏的初始化和退出
2. 理解游戏中的坐标系
3. 创建游戏主窗口
4. 简单的游戏循环

可以将图片素材 绘制 到 游戏的窗口 上, 开发游戏之前需要先知道 如何建立游戏窗口!

1.1 游戏的初始化和退出

• 要使用 pygame 提供的所有功能之前, 需要调用 init 方法
• 在游戏结束前需要调用一下 quit 方法

方法	说明
pygame.init()	导入并初始化所有 pygame 模块, 使用其他模块之前, 必须调用 init 方法
pygame.quit()	卸载所有 pygame 模块, 在游戏结束之前调用 !

1.2 理解游戏中的坐标系

• 坐标系
  
  原点 在 左上角 (0, 0)
  
  x轴 水平方向向 右, 逐渐增加
  
  y轴 垂直方向向 下, 逐渐增加
  
• 在游戏中, 所有可见的元素 都是以 矩形区域 来描述位置的
• 要描述一个矩形区域有四个要素 :(x, y)(width, height) = >和画布差不多
• pygame 专门提供了一个类 pygame.Rect 用于描述 矩形区域

Rect(x, y, width, height) => Rect

ps : 和js画布差不多

提示

• pygame.Rect 是一个比较特殊的类, 内部只是封装了一些简单的数字计算
• 不执行 pygame.init() 方法同样能够直接使用

案例演练 :

1. 定义 hero_rect 矩形描述 英雄的位置和大小
2. 输出英雄的 坐标原点 (x, y)
3. 输出英雄的 尺寸 (宽, 高)

import pygame

hero_rect = pygame.Rect(100, 200, 120, 150)

print("英雄的原点 %d %d" % (hero_rect.x, hero_rect.y))
print("英雄的尺寸 %d %d" % (hero_rect.width, hero_rect.height))
print("英雄的尺寸 %d %d" % hero_rect.size)

英雄的原点 100 200
英雄的尺寸 120 150
英雄的尺寸 120 150

1.3 创建游戏主窗口

• pygame 专门提供了一个 模块 pygame.display 用于创建, 管理 游戏窗口

方法	说明
pygame.display.set_mode()	初始化游戏显示窗口
pygame.display.update()	刷新屏幕内容显示

• set_mode 方法

set_mode(resolution=(0,0), flags=0, depth=0) => Surface

• 作用 ---- 创建游戏显示窗口
• 参数
  
  resolution 指定屏幕的 宽 和 高, 默认创建的窗口大小和屏幕大小一致
  
  flags 参数指定屏幕的附加选项, 例如是否全屏等等, 默认不需要传递
  
  depth 参数表示颜色的位数, 默认自动匹配
  
• 返回值
  
  暂时 可以理解为 游戏的屏幕, 游戏的元素 都需要被绘制到 游戏的屏幕 上
• 注意 必须使用变量记录 set_mode 方法的返回结果! 因为 : 后续所有的图像绘制都基于这个返回结果

# 创建游戏的窗口
screen = pygame.display.set_mode((480, 700))

# 游戏循环
while True:
    pass

2. 理解 图像 并实现图像绘制

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• 在游戏中, 能够看到的 游戏元素 大多都是 图像
  
  图像文件 初始是保存在磁盘上的, 如果需要使用, 第一步 就需要 被加载到内存

• 要在屏幕上 看到某一个图像的内容, 需要按照三个步骤:

1. 使用 pygame.image.load() 加载图像的数据

2. 使用 游戏屏幕 对象, 调用 blit 方法 将图像绘制到指定位置

3. 调用 pygame.display.update() 方法更新整个屏幕的显示

pygame.image / load(file_path) => pygame.Surface / blit(图像, 位置) => pygame.display.update()

提示: 要想在屏幕上看到绘制的结果, 就一定要调用 pygame.display.update() 方法

代码演练 1 ---- 绘制背景图像

需求

1. 加载 background.png 创建背景
2. 将 背景 绘制在屏幕的 (0, 0) 位置
3. 调用屏幕更新显示背景图像

# 绘制背景图像
# 1. 加载图像数据
bg = pygame.image.load("./images/background.png")

# 2. blit 绘制图像
screen.blit(bg, (0, 0))

# 3. update 更新屏幕显示
pygame.display.update()

代码演练 2 ---- 绘制英雄图像

# 绘制英雄的飞机
hero = pygame.image.load("./images/me1.png")
screen.blit(hero, (200, 500))
pygame.display.update()

透明图像

• png 格式的图像是支持 透明 的
• 在绘制图像时, 透明区域 不会显示任何内容
• 但是如果 下方已经有内容, 会 透过 透明区域 显示出来

理解 update() 方法的作用

可以在 screen 对象完成 所有 blit 方法之后, 统一调用一次 display.update 方法

• 使用 display.set_mode() 创建的 screen 对象 是一个 内存中的屏幕数据对象
  
  可以理解成是 油画 的 画布 (和 js 画布 异曲同工)
• screen.blit 方法可以在 画布 上绘制很多 图像
  
  例如: 英雄, 敌机, 子弹 ...
  
  这些图像 有可能 会彼此 重叠或者覆盖
• display.update() 会将 画布 的 最终结果 绘制在屏幕上, 这样可以 提高屏幕绘制效率, 增加游戏的流畅度

3. 理解 游戏循环 和 游戏时钟

现在 英雄飞机 已经被绘制到屏幕上了, 怎么能够让飞机移动呢 ?

3.1 游戏中的动画实现原理

• 跟 电影 的原理类似, 游戏中的动画效果, 本质上是 快速 的在屏幕上绘制 图像
  
  电影是将多张 静止的电影胶片 连续, 快速 的播放, 产生连贯的视觉效果 !
• 一般在电脑上 每秒绘制 60 次 , 就能够达到非常 连续 高品质 的动画效果
  
  每次绘制的结果被称为 帧 Frame

3.2 游戏循环

游戏的两个组成部分

游戏循环的开始 就意味着 游戏的正式开始

游戏循环的作用

1. 保证游戏 不会直接退出
2. 变化图像位置 ---- 动画效果
   
   每隔 1 / 60 秒 移动一下所有图像的位置
   
   调用 pygame.display.update() 更新屏幕显示
3. 检测用户交互 ---- 按键, 鼠标等...

3.3 游戏时钟

• pygame 专门提供了一个类 pygame.time.Clock 可以非常方便的设置屏幕绘制速度 ---- 刷新帧率
• 要使用 时钟对象 需要两步 :
  
  在 游戏初始化 创建一个 时钟对象
  
  在 游戏循环 中让时钟对象调用 tick(帧率) 方法
• tick 方法会根据 上次被调用的时间, 自动设置 游戏循环 中的延时

# 创建时钟对象
clock = pygame.time.Clock()

# 游戏循环 => 游戏真正的开始
i = 0
while True:

    # 可以指定循环体内部的代码执行频率
    clock.tick(60)
    print(i)
    i += 1

3.4 英雄的简单动画实现

需求

1. 在 游戏初始化 定义一个 pygame.Rect 的变量记录英雄的初始位置
2. 在 游戏循环 中每次让 英雄 的 y - 1 ---- 向上移动
3. y <= 0 将英雄移动到屏幕的底部

提示:

• 每一次调用 update() 方法之前, 需要把 所有的游戏图像都重新绘制一遍
• 而且应该 最先 重新绘制 背景图像

# 1. 定义rect记录飞机的初始位置
hero_rect = pygame.Rect(150, 300, 102, 126)

while True:

    # 可以指定循环体内部的代码执行频率
    clock.tick(60)

    # 2. 修改飞机的位置
    hero_rect.y -= 1

    # 3. 调用blit方法绘制图像
    screen.blit(bg, (0, 0))
    screen.blit(hero, hero_rect)

    # 4. 调用update方法更新显示
    pygame.display.update()
提示:
•Rect 的属性 bottom = y + height
 if hero_rect.y <= -126:
    hero_rect.y = 700

3.5 在游戏循环中监听 事件

事件 event

• 就是游戏启动后, 用户针对游戏所做的操作
• 例如: 点击关闭按钮, 点击鼠标, 按下键盘

监听

• 在 游戏循环 中, 判断用户 具体的操作
• 只有 捕获 到用户具体的操作, 才能针对性的做出响应

代码实现

• pygame 中通过 pygame.event.get() 可以获得 用户当前所做动作 的 事件列表
  
  用户可以统一时间做很多事情
• 提示: 这段代码非常的固定, 几乎所有的 pygame 游戏都 大同小异 !

# 游戏循环
while True:

    # 设置屏幕刷新频率
    clock.tick(60)

    # 监听事件
    for event in pygame.event.get():

        # 判断事件类型是否是退出事件
        if event.type == pygame.QUIT:
            print("退出游戏...")

            # quit 卸载所有的模块
            pygame.quit()

            # exit() 直接终止当前正在执行的程序
            exit()

4. 理解 精灵 和 精灵组

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4.1 精灵 和 精灵组

• 在刚刚完成的案例中, 图像加载, 位置变化, 绘制图像 都需要程序员编写代码分别处理
• 为了简化开发步骤, pygame 提供了两个类
  
  pygame.sprite.Sprite ---- 存储 图像数据 image 和 位置 rect 的 对象
  
  pygame.sprite.Group

4.2 派生精灵子类

1. 新建 plane_sprites.py 文件
2. 定义 GameSprite 继承自 pygame.sprite.Sprite

注意

• 如果一个类的 父类 不是 object
• 在重写 初始化方法 时, 一定要 先 super() 一下父类的 __init__ 方法
• 保证父类中实现的 __init__ 代码能够被正常执行

属性

• image精灵图像, 使用 image_name 加载
• rect 精灵大小, 默认使用对象大小
• speed 精灵移动速度, 默认为 1

方法

• update 每次更新屏幕时, 在游戏循环内调用
  
  让精灵的 self.rect.y += self.speed

提示

• image 的 get_rect() 方法, 可以返回 pygame.Rect(0, 0, 图像宽, 图像高) 的对象

import pygame


class GameSprite(pygame.sprite.Sprite):
    """飞机大战游戏精灵"""

    def __init__(self, image_name, speed=1):

        # 调用父类的初始化方法
        super().__init__()

        # 定义对象的属性
        self.image = pygame.image.load(image_name)
        self.rect = self.image.get_rect()
        self.speed = speed

    def update(self):

        # 在屏幕的垂直方向上移动
        self.rect.y += self.speed

4.3 使用 游戏精灵 和 精灵组 创建敌机

需求

• 使用刚刚派生的 游戏精灵 和 精灵组 创建 敌机 并且实现敌机动画

步骤

1. 使用 from 导入 plane_sprites 模块
   
   from 导入的模块可以 直接使用
   
   import 导入的模块需要通过 模块名. 来使用
2. 在 游戏初始化 创建 精灵对象 和 精灵组对象
3. 在 游戏循环中 让 精灵组 分别调用 update() 和 draw(screen) 方法

职责

• 精灵
  
  封装 图像 image , 位置 rect 和 速度 speed
  
  提供 update() 方法, 根据游戏需求, 更新位置 rect
• 精灵组
  
  包含 多个精灵对象
  
  update 方法, 让精灵组中的所有精灵调用 update 方法更新位置
  
  draw(screen) 方法, 在 screen 上绘制精灵组中的所有精灵

# 创建敌机的精灵
enemy = GameSprite("./images/enemy1.png")
enemy1 = GameSprite("./images/enemy1.png", 2)

# 创建敌机的精灵组
enemy_group = pygame.sprite.Group(enemy, enemy1)


while True:

    ...

    # 让精灵组调用两个方法
    # update - 让组中的所有精灵更新位置
    enemy_group.update()

    # draw - 在screen上绘制所有的精灵
    enemy_group.draw(screen)

    ...