pygame-KidsCanCode系列jumpy-part17-mask-collide碰撞檢測

這節我們研究下pygame的幾種碰撞檢測模式：

如上圖，左側是默認的檢測模式：基於矩形的檢測(這也是性能最好的模式), 右側是基於圓形的檢測(性能略差於矩形檢測)。

矩形檢測法雖然性能好，但是缺點也很明顯：檢測不准確，上圖中"飛機與目標"從視覺上看，根本沒碰到。

 

為了改進，pygame給這二種模式，新增了xxx_ratio的方法，允許指定檢測時，指定二個目標的疊加程度，只有達到指定的疊加值，才認為是真正碰撞到了，參考下圖：

注：ratio的值越大，表示疊加的部分越少！

我們寫一個小程序來測試一下：

import pygame
from os import path
from xml.dom.minidom import parse

SIZE = (WIDTH, HEIGHT) = (265, 320)
FPS = 45

BLACK = 0, 0, 0
WHITE = 255, 255, 255

pygame.init()
pygame.mixer.init()

screen = pygame.display.set_mode(SIZE)
pygame.display.set_caption("My Game")
clock = pygame.time.Clock()

spritesheet_image_file_name = path.join(path.dirname(__file__), "../img/spritesheet_jumper.png")
spritesheet_xml_file_name = path.join(path.dirname(__file__), "../img/spritesheet_jumper.xml")
spritesheet_image = pygame.image.load(spritesheet_image_file_name)
spritesheet_image.set_colorkey(BLACK)
spritesheet_dom_tree = parse(spritesheet_xml_file_name)
root_textures = spritesheet_dom_tree.documentElement
sub_textures = root_textures.getElementsByTagName("SubTexture")
dic_image = {}


def get_image_rect(img_name):
    if dic_image.get(img_name):
        return dic_image[img_name]
    for texture in sub_textures:
        name = texture.getAttribute("name")
        if img_name == name:
            dic_image[img_name] = pygame.Rect(
                int(texture.getAttribute("x")),
                int(texture.getAttribute("y")),
                int(texture.getAttribute("width")),
                int(texture.getAttribute("height"))
            )
            return dic_image[img_name]


def get_image(img_name):
    rect = get_image_rect(img_name);
    image = pygame.Surface((rect.width, rect.height))
    image.blit(spritesheet_image, (0, 0), rect)
    image.set_colorkey(BLACK)
    return image


class Demo(pygame.sprite.Sprite):
    def __init__(self, image, pos):
        pygame.sprite.Sprite.__init__(self)
        self.image = image
        self.rect = self.image.get_rect()
        self.rect.x = pos[0]
        self.rect.y = pos[1]


running = True
pos1 = (20, 5)
pos2 = (125, 110)

demo1 = Demo(get_image("bunny1_walk1.png"), pos1)
demo2 = Demo(get_image("bunny2_stand.png"), pos2)

all_sprites = pygame.sprite.LayeredUpdates()
all_sprites.add(demo1, layer=2)
all_sprites.add(demo2, layer=1)

group2 = pygame.sprite.Group()
group2.add(demo2)

while running:
    clock.tick(FPS)

    for event in pygame.event.get():
        if event.type == pygame.QUIT:
            running = False
        if event.type == pygame.KEYDOWN:
            if event.key == pygame.K_LEFT:
                demo1.rect.x += -3
            if event.key == pygame.K_RIGHT:
                demo1.rect.x += 3
            if event.key == pygame.K_UP:
                demo1.rect.y += -3
            if event.key == pygame.K_DOWN:
                demo1.rect.y += 3

    screen.fill(BLACK)

    all_sprites.draw(screen)

    pygame.draw.rect(screen, (0, 255, 0), demo2.rect, 1)
    pygame.draw.rect(screen, (255, 0, 0), demo1.rect, 1)

    font = pygame.font.SysFont("Menlo", 25, True)

    # 默認的檢測模式(rect)
    if pygame.sprite.spritecollide(demo1, group2, False):
        pos_txt = font.render("hit:true", 1, (255, 255, 128))
    else:
        pos_txt = font.render("hit:false", 1, (255, 255, 128))
    screen.blit(pos_txt, (150, 10))

    pygame.display.update()

pygame.quit()

這是默認的Rect檢測模式。把100行換成：

    # 矩形檢測（至少要重疊1-0.7=30%才算發生了碰撞）
    if pygame.sprite.spritecollide(demo1, group2, False, pygame.sprite.collide_rect_ratio(0.7)):

再看下效果：

 

繼續，換成圓形檢測試下：

    # 圓形檢測（至少要重疊1-0.7=30%才算發生了碰撞）
    if pygame.sprite.spritecollide(demo1, group2, False, pygame.sprite.collide_circle_ratio(0.7)):

那么，有沒有一種方法能做到精確檢測呢？當然有，有一種基於mask(在繪圖軟件中，也稱為遮罩或蒙版)的檢測方法，類似把背景去掉后，像素級的碰撞檢測，當然性能也是最差的。

首先要在Sprite的類上，指定mask:

class Demo(pygame.sprite.Sprite):
    def __init__(self, image, pos):
        pygame.sprite.Sprite.__init__(self)
        self.image = image
        self.rect = self.image.get_rect()
        self.rect.x = pos[0]
        self.rect.y = pos[1]
        #指定蒙版
        self.mask = pygame.mask.from_surface(self.image)

然后把檢測代碼改成：

    # 基於mask的檢測
    if pygame.sprite.spritecollide(demo1, group2, False, pygame.sprite.collide_mask):

好了，利用上面學到的知識，把上節的遺留問題："player與enemy的碰撞檢測不准確" 解決一下，效果如下：

優化前	優化后

 

源碼示例：https://github.com/yjmyzz/kids-can-code/tree/master/part_17