Python - - 項目實戰 -- pygame 快速入門

目標

1，項目准備
2，使用 pygame 創建圖形窗口
3，理解 圖像 並實現圖像繪制
4，理解 游戲循環 和 游戲時鍾
5，理解 精靈 和精靈組**

項目准備

1，新建 飛機大戰 項目
2，新建一個 fly_01_pygame.py
3，導入 游戲素材圖片

游戲的第一印象

• 把一些 靜止的圖像 會知道 游戲窗口 中
• 根據 用戶的交互 或其他情況，移動 這些圖像，產生動畫效果
• 根據 圖像之間 是否發生重疊，判斷 敵機是否被摧毀，等其他情況

01，使用 pygame 創建圖形窗口

小節目標

1，游戲的初始化和退出
2，理解游戲中的坐標系
3，創建游戲主窗口
4，簡單的游戲循環

注 可以將圖片素材 繪制 到 游戲的窗口 上，開發游戲之前需要先知道 如何建立游戲窗口

1.1 游戲的初始化和退出

• 要使用 pygame 提供的所有功能之前，需要調用 init 方法
• 在游戲結束前需要調用一下 quit 方法

方法	說明
pygame.init()	導入並初始化所有 pygame模塊，使用其他模塊之前，必須先調用 init 方法
pygame.quit()	卸載pygame模塊，在游戲結束之前調用

import pygame

pygame.init()

# 編寫游戲代碼
print("游戲代碼。。。")

pygame.quit()


### 結果呈現
pygame 1.9.4
Hello from the pygame community. https://www.pygame.org/contribute.html
游戲代碼。。。

1.2 理解游戲中的坐標系

• 坐標系
  • 原點 在 左上角 (0, 0)
  • x軸 水平方向向 右，逐漸增加
  • y軸 水平方向向 下，逐漸增加

• 在游戲中，所有可見的元素 都是以 矩形區域 來描述位置的
  • 要描述一個矩形區域有四個要素：(x, y) (width, height)
• pygame 專門提供一個類 pygame.Rect 用於描述 矩形區域

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

提示

• pygame.Rect 是一個比較特殊的類，內部只是封裝了一些數字計算
• 不執行 pygame.init() 方法同樣可以直接使用

案例演練

需求

1，定義 hero_rect 矩形描述 英雄的位置和大小
2，輸出英雄的 坐標原點 (x, y)
3，輸出英雄的 尺寸 （寬度 和 高度）

import pygame

# 定義 hero_rect 矩形描述 英雄的位置和大小
hero_rect = pygame.Rect(100, 500, 120, 125)

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


# 結果呈現
pygame 1.9.4
Hello from the pygame community. https://www.pygame.org/contribute.html
英雄的原點 100 500
英雄的尺寸 120 125
120 125

1.3 創建游戲主窗口

• pygame 專門提供了一個模塊 pygame.display 用於創建、管理 游戲窗口

|方法|說明|
|pygame.display.set_mode()|初始化游戲顯示窗口|
|pygame.display.update()|刷新屏幕內容顯示，稍后使用|

set_mode 方法

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

• 作用 - - 創建游戲顯示窗口

• 參數

  • resolution 指定屏幕的 寬 和 高 ，默認創建的窗口大小和屏幕大小一致
  • flags 參數指定屏幕的附加選項，例如是否全屏等等，默認不需要傳遞
  • depth 參數表示顏色的位數，默認自動匹配

• 返回值

  • 暫時 可以理解為 游戲的屏幕，游戲的元素 都需要被繪制到 游戲屏幕 上

• 注意 ：必須使用變量記錄 set_mode 方法的返回結果！因為：后續所有的圖像繪制都基於這個放回結果

# 創建游戲主窗口
screen = pygame.display.set_mode((480, 700))

import pygame

pygame.init()

# 創建游戲窗口
screen = pygame.display.set_mode((480, 700))

pygame.quit()

1.4 簡單的郵箱循環

• 為了做到游戲程序啟動后，不會立即退出，通常會在游戲程序中增加一個 無限循環
• 所謂 游戲循環 就是一個 無限循環
• 在 創建游戲窗口 代碼下方，增加一個無限循環
  • 注意：**游戲窗口不需要重復創建

import pygame

pygame.init()

# 創建游戲窗口
screen = pygame.display.set_mode((480, 700))

# 游戲循環
while True:
    pass

pygame.quit()

02，理解 圖像 並實現圖像繪制

• 在游戲中，能夠看到 游戲元素 大多都是 圖像

  • 圖像文件 初始是保存在磁盤上的，如果需要使用，第一步 就需要 被加載到內存

• 要在屏幕上 看到某一個圖像的內容，需要按照三個步驟：

  • 使用 pygame.image.load() 加載圖像的數據
  • 使用 游戲屏幕 對象，調用 blit 方法 將圖像繪制到指定位置
  • 調用 pygame.display.update() 方法更新整個顯示

提示：要想在屏幕上看到繪制的結果，就一定要調用 pygame.display.update() 方法

代碼演練I - - 繪制背景圖像

1，加載 background.png 創建背景
2，將 背景 繪制在屏幕的 (0, 0) 位置
3，調用屏幕更新顯示背景圖像

import pygame

pygame.init()

# 創建游戲窗口
screen = pygame.display.set_mode((480, 700))

# 繪制背景圖像
# 1，加載 圖像數據
bg = pygame.image.load("./images/background.png")

# 2，blit 繪制圖像
screen.blit(bg, (0, 0))

# 3，update 更新屏幕顯示
pygame.display.update()

while True:
    pass

pygame.quit()

代碼演練 II - - 繪制英雄圖像

需求
1，加載 me1 創建英雄飛機
2，將 英雄飛機 繪制在屏幕的 (200, 500) 位置
3，調用屏幕更新顯示飛機圖像

import pygame

pygame.init()

# 創建游戲窗口
screen = pygame.display.set_mode((480, 700))

# 繪制背景圖像
# 1，加載 圖像數據
bg = pygame.image.load("./images/background.png")

# 2，blit 繪制圖像
screen.blit(bg, (0, 0))

# 繪制英雄的飛機
hero = pygame.image.load("./images/me1.png")
screen.blit(hero, (200, 500))

# 3，update 更新屏幕顯示
pygame.display.update()




while True:
    pass

pygame.quit()

透明圖像

• png 格式的圖像是支持 透明 的
• 在繪制圖像時，透明區域 不會顯示任何內容
• 但是如果 下方已經有內容，會 透過 透明區域** 顯示出來

理解 update() 方法的作用

可以在 screen 對象完成 所有 blit 方法之后，統一調用一次 display.update() 方法，同樣可以在屏幕上 看到最終繪制的結果

• 使用 display.set_mode() 創建的 screen 對象 是一個 內存中的屏幕數據對象
  • 可以理解成 油畫 的 畫布
• screen.blit 方法可以在 畫布 上繪制很多 圖像
  • 例如：英雄、敵機、子彈
  • 這些圖像 有可能 會彼此 重疊或者覆蓋
• display.update() 會將 畫布 的 最終結果 繪制在屏幕上，這樣可以 提高屏幕繪制效率，增加游戲的流暢度

03，理解 游戲循環 和 游戲時鍾

現在 英雄飛機 已經被繪制到屏幕上了，怎么能夠讓飛機移動

3.1 游戲中的動畫實現原理

• 跟 電影 的原理類似，游戲中的動畫效果，本質上就是 快速 在屏幕上繪制 圖像
  • 定義是將多張 靜止的電源膠片 連續、快速 的播放
• 一般在電腦上 每秒繪制60次，就能達到非常 連續 高品質 的動畫效果
  • 每次繪制的結果稱為 幀 Frame

3.2 游戲循環

游戲的兩個組成部分

注 游戲循環的開始 就是 意味着 游戲的正式開始

游戲循環的作用

1，保證游戲 不會直接退出
2，變化圖像位置 - - 動畫效果

• 每隔 1 / 60 秒 移動一下所有圖像的位置
• 調用 pygame.display.update() 根新屏幕顯示
  3，檢測用戶交互 - - 按鍵，鼠標等。。。

3.3 游戲時鍾

• pygame 專門提供了一個類 pygame.time.Clock 可以非常方便的設置屏幕繪制速度 - - 刷新頻率
• 要使用 時鍾對象 需要兩步：
  • 在 游戲初始化 創建一個 時鍾對象
  • 在 游戲循環 中讓時鍾對象調用 tick(幀率) 方法
• tick 方法會根據 上次被調用的時間，自動設置 游戲循環 中的延時

import pygame

pygame.init()

# 創建游戲窗口
screen = pygame.display.set_mode((480, 700))

# 繪制背景圖像
# 1，加載 圖像數據
bg = pygame.image.load("./images/background.png")

# 2，blit 繪制圖像
screen.blit(bg, (0, 0))

# 繪制英雄的飛機
hero = pygame.image.load("./images/me1.png")
screen.blit(hero, (200, 500))

# 3，update 更新屏幕顯示
pygame.display.update()

# 創建時鍾對象
clock = pygame.time.Clock()

# 游戲循環 -> 意味着游戲的正式開始
i = 0

while True:
    # 可以指定循環體內部的代碼執行的頻率
    clock.tick(60)
    print(i)
    i += 1
    pass


pygame.quit()

3.4英雄的簡單動畫實現

需求
1，在 游戲初始化 定義一個 pygame.Rect 的變量記錄英雄
2，在 游戲循環 中每次讓 英雄 的 y - 1 - - 向上移動
3，y <= 0 將英雄移動到屏幕的底部

提示：

• 每一次調用 update() 方法之前，需要把 **所有的游戲圖像都沖重新繪制以遍
• 而且應該 最先 重新繪制 背景圖像

import pygame

pygame.init()

# 創建游戲窗口
screen = pygame.display.set_mode((480, 700))

# 繪制背景圖像
# 加載 圖像數據
bg = pygame.image.load("./images/background.png")

# blit 繪制圖像
screen.blit(bg, (0, 0))

# 繪制英雄的飛機
hero = pygame.image.load("./images/me1.png")
screen.blit(hero, (200, 500))

# update 更新屏幕顯示
pygame.display.update()

# 創建時鍾對象
clock = pygame.time.Clock()

# 1，定義rect 記錄飛機的初始位置
hero_rect = pygame.Rect(200, 500, 102, 126)

# 游戲循環 -> 意味着游戲的正式開始
while True:
    # 可以指定循環體內部的代碼執行的頻率
    clock.tick(90)

    # 2，修改飛機的位置
    hero_rect.y -= 1

    # 判斷飛機的位置
    if hero_rect.bottom <= 0:
        hero_rect.y = 700

    # 3，調用 blit 方法繪制圖像
    screen.blit(bg, (0, 0))
    screen.blit(hero, hero_rect)

    # 4，調用update方法更新顯示
    pygame.display.update()
    pass

pygame.quit()

提示

• Rect 的屬性 bottom = y + height

if hero_rect.bottom <= 0:
    hero_rect.y = 700

3.5 在游戲循環中 監聽 事件

事件 event

• 就是游戲啟動后，用戶針對游戲所做的操作
• 例如：點擊關閉按鈕、點擊鼠標、點擊鍵盤....

監聽

• 在 游戲循環 中，判斷用戶 具體的操作
  注： 只有 捕獲 到用戶具體的操作，才能有針對性的做出響應

代碼實現

• pygame 中通過 pygame.event.get() 可以獲得 用戶當前所有動作 的 事件列表
  • 用戶可以同一時間做很多事情
• 提示：這段代碼非常的固定，幾乎所有的 pygame 游戲都 大同小異

事件監聽

import pygame

pygame.init()

# 創建游戲窗口
screen = pygame.display.set_mode((480, 700))

# 繪制背景圖像
# 加載 圖像數據
bg = pygame.image.load("./images/background.png")

# blit 繪制圖像
screen.blit(bg, (0, 0))

# 繪制英雄的飛機
hero = pygame.image.load("./images/me1.png")
screen.blit(hero, (200, 500))

# update 更新屏幕顯示
pygame.display.update()

# 創建時鍾對象
clock = pygame.time.Clock()

# 定義rect 記錄飛機的初始位置
hero_rect = pygame.Rect(200, 500, 102, 126)

# 游戲循環 -> 意味着游戲的正式開始
while True:
    # 可以指定循環體內部的代碼執行的頻率
    clock.tick(90)

    # 捕獲事件
    event_list = pygame.event.get()
    if len(event_list):
        print(event_list)

    # 修改飛機的位置
    hero_rect.y -= 1

    # 判斷英雄的位置
    if hero_rect.bottom <= 0:
        hero_rect.y = 700

    # 調用 blit 方法繪制圖像
    screen.blit(bg, (0, 0))
    screen.blit(hero, hero_rect)

    # 調用update方法更新顯示
    pygame.display.update()
    pass

pygame.quit()


# 結果呈現
[<Event(4-MouseMotion {'pos': (425, 380), 'rel': (-4, -1), 'buttons': (0, 0, 0)})>]
[<Event(4-MouseMotion {'pos': (423, 380), 'rel': (-2, 0), 'buttons': (0, 0, 0)})>]
[<Event(4-MouseMotion {'pos': (421, 380), 'rel': (-2, 0), 'buttons': (0, 0, 0)})>]
[<Event(5-MouseButtonDown {'pos': (421, 380), 'button': 1})>]
[<Event(6-MouseButtonUp {'pos': (421, 380), 'button': 1})>]
[<Event(2-KeyDown {'unicode': 'q', 'key': 113, 'mod': 0, 'scancode': 16})>]
[<Event(3-KeyUp {'key': 113, 'mod': 0, 'scancode': 16})>]
[<Event(2-KeyDown {'unicode': 'w', 'key': 119, 'mod': 0, 'scancode': 17})>]
[<Event(3-KeyUp {'key': 119, 'mod': 0, 'scancode': 17})>]
[<Event(2-KeyDown {'unicode': 'e', 'key': 101, 'mod': 0, 'scancode': 18})>]

監聽退出事件

import pygame

pygame.init()

# 創建游戲窗口
screen = pygame.display.set_mode((480, 700))

# 繪制背景圖像
# 加載 圖像數據
bg = pygame.image.load("./images/background.png")

# blit 繪制圖像
screen.blit(bg, (0, 0))

# 繪制英雄的飛機
hero = pygame.image.load("./images/me1.png")
screen.blit(hero, (200, 500))

# update 更新屏幕顯示
pygame.display.update()

# 創建時鍾對象
clock = pygame.time.Clock()

# 定義rect 記錄飛機的初始位置
hero_rect = pygame.Rect(200, 500, 102, 126)

# 游戲循環 -> 意味着游戲的正式開始
while True:
    # 可以指定循環體內部的代碼執行的頻率
    clock.tick(90)

    # 監聽事件
    for event in pygame.event.get():

        # 判斷事件類型是否是退出事件
        if event.type == pygame.QUIT:
            print("游戲退出....")

            # quit 卸掉所有模塊
            pygame.quit()

            # exit() 直接終止正在運行的程序
            exit()


    # 修改飛機的位置
    hero_rect.y -= 1

    # 判斷英雄的位置
    if hero_rect.bottom <= 0:
        hero_rect.y = 700

    # 調用 blit 方法繪制圖像
    screen.blit(bg, (0, 0))
    screen.blit(hero, hero_rect)

    # 調用update方法更新顯示
    pygame.display.update()
    pass

pygame.quit()


# 結果呈現
游戲退出....

04，理解 精靈 和 精靈組

4.1 精靈 和 精靈組

• 在剛剛完成的案例中，圖像加載、位置變化、繪制圖像 都需要程序員編寫代碼
• 為了簡化開發步驟，pygame 提供了兩個類
  • pygame.sprite.Sprite - - 存儲 圖像數據 image 和 位置 Rect 的對象
  • pygame.sprite.Group

注意： 仍然需要調用 pygame.display.update() 才可以在屏幕看到最終結果

4.2 派生精靈子類

1，新建 plane_sprites.py 文件
2，定義 GameSprite 繼承自 pygame.sprite.Sprite

注意

• 如果一個類的 父類 不是 object
• 在重寫 初始化方法 時，一定要 先 super() 一下父類的 __init__ 方法
• 保證父類中實現的__init__代碼能夠被正常執行

屬性

• image 精靈圖像，使用 image_name 加載
• rect 精靈大小，默認使用圖像大小
• speed 精靈移動速度，默認為 1

方法

• update 每次更新屏幕時在游戲循環內調用
  • 讓精靈的 self.rect.y += self.speed

提示

• image 的 get_rect() 方法，可以返回 pygaem.Rect(0,0 圖像寬, 圖像高) 的對象

import pygame

class GameSprite(pygame.sprite.Sprite):
    """飛機大戰游戲精靈"""

    def __init__(self, image_name, speed=1):
        # 調用父類的初始化方法
        super().__init__()

        # 定義對象的屬性
        self.image = pygame.image.load(image_name)
        self.rect = self.image.get_rect()
        self.speed = speed

    def update(self, *args):
        # 在屏幕的垂直方向上移動
        self.rect.y += self.speed

4.3 使用 游戲精靈 和 精靈組 創建敵機

需求

• 使用剛剛派生的 游戲精靈 和 精靈組 創建 敵機 並且實現敵機動畫

步驟
1，使用 from導入 plane_sprites 模塊

• from 導入的模塊可以 直接使用
• import 導入的模塊需要通過 模塊名. 來使用

2，在 游戲初始化 創建 精靈對象 和 精靈組對象

3，在 游戲循環中 讓 精靈組 分別調用 update() 和 draw(screen) 方法

職責

• 精靈

  • 封裝 圖像image、位置 rect 和速度 speed
  • 提供 update() 方法，根據游戲需求，更新位置 rect

• 精靈組

  • 包含 多個 精靈對象
  • update 方法，讓精靈組中的所有精靈調用 update 方法更新位置
  • draw(screen) 方法，在 screen 上繪制精靈組中的所有精靈

import pygame
from Aircraft_War.plane_sprites import *


# 游戲初始化
pygame.init()

# 創建游戲窗口
screen = pygame.display.set_mode((480, 700))

# 繪制背景圖像
# 加載 圖像數據
bg = pygame.image.load("./images/background.png")

# blit 繪制圖像
screen.blit(bg, (0, 0))

# 繪制英雄的飛機
hero = pygame.image.load("./images/me1.png")
screen.blit(hero, (200, 500))

# update 更新屏幕顯示
pygame.display.update()

# 創建時鍾對象
clock = pygame.time.Clock()

# 定義rect 記錄飛機的初始位置
hero_rect = pygame.Rect(200, 500, 102, 126)


# 創建敵機的精靈
enemy = GameSprite("./images/enemy1.png")
enemy1 = GameSprite("./images/enemy1.png", 2)

# 創建敵機的精靈組
enemy_group = pygame.sprite.Group(enemy, enemy1)


# 游戲循環 -> 意味着游戲的正式開始
while True:
    # 可以指定循環體內部的代碼執行的頻率
    clock.tick(90)

    # 監聽事件
    for event in pygame.event.get():

        # 判斷事件類型是否是退出事件
        if event.type == pygame.QUIT:
            print("游戲退出....")

            # quit 卸掉所有模塊
            pygame.quit()

            # exit() 直接終止正在運行的程序
            exit()


    # 修改飛機的位置
    hero_rect.y -= 1

    # 判斷英雄的位置
    if hero_rect.bottom <= 0:
        hero_rect.y = 700

    # 調用 blit 方法繪制圖像
    screen.blit(bg, (0, 0))
    screen.blit(hero, hero_rect)


    # 讓精靈組調用兩個方法
    # update - 讓組中的所有精靈更新位置
    enemy_group.update()

    # draw - 在 screen 上繪制所有的精靈
    enemy_group.draw(screen)


    # 調用update方法更新顯示
    pygame.display.update()
    pass

# 游戲的退出
pygame.quit()