用 python 寫一個模擬玩家移動的示例

實例：二維矢量模擬玩家移動

在游戲中，一般使用二維矢量保存玩家的位置，使用矢量計算可以計算出玩家移動的位置，下面的 demo 中，首先實現二維矢量對象，接着構造玩家對象，最后使用矢量對象和玩家對象共同模擬玩家移動的過程

1）實現二維矢量結構

矢量是數據中的概念，二維矢量擁有兩個方向的信息，同時可以進行加、減、乘（縮放）、距離、單位化等計算

在計算機中，使用擁有 x 和 y 兩個分量的 Vecor2 結構體實現數學中二維向量的概念，如下：

# coding=utf-8
import math
import time


# 坐標類
class Vector(object):
    def __init__(self, x=0, y=0):
        self.x = x
        self.y = y
    
    # 相加
    def add(self, vector):
        self.x += vector.x
        self.y += vector.y
    
    # 相減
    def sub(self, vector):
        x = self.x - vector.x
        y = self.y - vector.y
        return Vector(x, y)

    # 相乘
    def multi(self, speed):
        self.x *= speed
        self.y *= speed
        return self

    # 計算距離
    def distance(self, vector):
        dx = self.x - vector.x
        dy = self.y - vector.y
        return math.sqrt(dx ** 2 + dy ** 2)

    # 矢量單位化
    def normalize(self):
        mag = self.x ** 2 + self.y ** 2
        if mag > 0:
            one_over_mag = 1 / math.sqrt(mag)
            vector = Vector(x=self.x * one_over_mag, y=self.y * one_over_mag)
        else:
            vector = Vector()
        return vector

 

2）實現玩家對象

玩家對象負責存儲玩家的當前位置、目標位置和移動速度，使用 moveTo() 為玩家設定目的地坐標，使用 update() 更新玩家坐標

# 玩家類
class Player(object):
    def __init__(self, current_vector=None, target_vector=None, speed=0):
        self.current_vector = current_vector
        self.target_vector = target_vector
        self.speed = speed

    # 獲取玩家坐標
    def get_current_vector(self):
        return self.current_vector

    # 判斷是否到達終點
    def is_arrived(self):
        return self.current_vector.distance(self.target_vector) < self.speed

    # 更新玩家位置
    def update_vector(self):
        # 獲取方向矢量（固定值）
        direction_vector = self.target_vector.sub(self.current_vector)
        # 矢量單位化（固定值）
        normalize_vector = direction_vector.normalize()
        # 根據速度計算 x, y 方向上前進的長度
        ongoing_vector = normalize_vector.multi(self.speed)
        # 更新位置
        self.current_vector.add(ongoing_vector)

更新坐標稍微復雜一些，需要通過矢量計算獲得玩家移動后的新位置，步驟如下：

1. 使用矢量減法，將目標位置（targetPos）減去當前位置（currPos）即可計算出位於兩個位置之間的新矢量
2. 使用 normalize() 方法將方向矢量變為模為 1 的單位化矢量，
3. 然后用單位化矢量乘以玩家的速度，就能得到玩家每次分別在 x, y 方向上移動的長度
4. 將目標當前位置的坐標與移動的坐標相加，得到新位置的坐標，並做修改

 

3）主程序

玩家移動是一個不斷更新位置的循環過程，每次檢測玩家是否靠近目標點附近，如果還沒有到達，則不斷地更新位置，並打印出玩家的當前位置，直到玩家到達終點

if __name__ == '__main__':
    p = Player()
    p.current_vector = Vector(0, 0)
    p.target_vector = Vector(2, 2)
    p.speed = 0.2

    while not p.is_arrived():
        p.update_vector()
        print(f"({p.current_vector.x}, {p.current_vector.y})")
        time.sleep(1)

    print("arrive at the destination")

1. 將 Player 實例化，設定玩家終點坐標，當前坐標
2. 更新玩家位置
3. 每次移動后，打印玩家的位置坐標
4. 延時 1 秒（便於觀察效果）

 

 

ending~