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Python 超級瑪麗代碼實現:人物行走和碰撞檢測

本文轉載自   查看原文   2020-01-07 14:49   1134 

功能介紹

人物行走
人物的行走速度這邊分成水平方向（X軸）和豎直方向（Y軸），水平方向的速度要考慮加速度和摩擦力，豎直方向的速度要考慮重力加速度。
  • 水平方向：設定X軸向右走的速度為大於0，向左走的速度為小於0
  • 豎直方向：設定Y軸向下的速度為大於0，向上的速度為小於0
游戲中的人物有下面幾個主要的狀態：
  • 站立不動：水平方向速度為0，且豎直方向站在某個物體上。
  • 向左或向右走：水平方向速度的絕對值大於0，且豎直方向站在某個物體上。
  • 向上跳：豎直方向方向速度小於0，且上方沒有碰到某個物體，同時需要玩家按住jump鍵。
  • 向下降落：豎直方向方向速度大於0或者玩家沒有按住jump鍵，且下方沒有碰到某個物體。
向上跳和向下降落的狀態判斷可能一開始比較難理解，可以看后面的具體實現，目的是如果玩家長按jump鍵時，可以讓人物跳的更高。
上面的判斷是否站在某個物體上，或者是否碰到某個物體，就需要用到物體之間的碰撞檢測。

碰撞檢測

對於游戲中出現的每一樣東西，比如磚塊，箱子，水管，地面，還有人物都可以看成是一個獨立的物體，所以每個物體類都繼承了pygame的精靈類pg.sprite.Sprite，可以使用精靈類提供的碰撞檢測函數來判斷。
 
設置source\ constants.py 中的變量DEBUG值為True，可以看到圖1的游戲截圖，比如最簡單的地面，可以看成是一個長方形的物體。
  • 下方紅色的長方形物體就是地面（ground）
  • 右邊的幾個紅色小方塊是階梯（step）
  • 左邊空中的像牆一樣的是磚塊（brick）
  • 帶問號的是箱子（box）
因為人物是站在地面上，且水平速度為0，所以當前的人物狀態就是站立不動。
 

 

游戲代碼

 游戲實現代碼的github鏈接 超級瑪麗

 這邊是csdn的下載鏈接 超級瑪麗  

代碼介紹 

人物行走代碼 

有一個單獨的人物類，在source\components\player.py 中，其中有個handle_state 函數，根據人物當前的狀態執行不同的函數。 

為了簡潔下面所有函數中將不相關的代碼都省略掉了。 

代碼已打包，學習python可加交流群：887934385 分享視頻教程

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 2  def handle_state(self, keys, fire_group):
 3         if self.state == c.STAND:
 4             self.standing(keys, fire_group)
 5         elif self.state == c.WALK:
 6             self.walking(keys, fire_group)
 7         elif self.state == c.JUMP:
 8             self.jumping(keys, fire_group)
 9         elif self.state == c.FALL:
10             self.falling(keys, fire_group)

 

人物的狀態就是上面說的4個狀態：

  • 站立不動：c.STAND
  • 向左或向右走：c.WALK
  • 向上跳：c.JUMP
  • 向下降落：c.FALL

人物類關於行走速度的成員變量先了解下：

水平方向相關的

  • x_accel：水平方向的加速度，值大於0，不區別方向。
  • max_x_vel：水平方向的最大速度，值大於0，不區別方向。
  • x_vel：水平方向的速度，值大於0表示向右走，值小於0表示向左走。
  • 初始值：max_run_vel和max_walk_vel 表示最大速度，run_accel和walk_accel表示加速度。
  • facing_right：值為True表示當前是向右走，值為False表示當前是向左走，這個是用來設置人物的圖像。

豎直方向相關的

  • gravity：重力加速度，值大於0，表示方向向下。
  • jump_vel：起跳時豎直方向的初始速度，值小於0，表示方向向上。
  • y_vel：豎直方向的速度。

看下最復雜的 walking 函數，keys數組是當前按下的鍵盤輸入，tools.keybinding中值的含義如下：

 

1 keybinding = {
2     'action':pg.K_s,
3     'jump':pg.K_a,
4     'left':pg.K_LEFT,
5     'right':pg.K_RIGHT,
6     'down':pg.K_DOWN
7 }
  • 先根據當前是否有按下 keybinding[‘action’] 鍵來設置不同的最大水平方向速度和水平方向加速度。
  • 如果有按下 keybinding[‘jump’] 鍵，則設置人物狀態為c.JUMP，初始化豎直方向的速度
  • 如果有按下keybinding[‘left’]鍵，表示要向左走，如果 x_vel 大於0，表示之前是向右走的，所以設置一個轉身的加速度為SMALL_TURNAROUND，然后調用cal_vel 函數根據之前的速度和加速度，計算出當前的速度。
  • 如果有按下keybinding[‘right’]鍵，表示要向右走，和上面類似
  • 如果沒有按下keybinding[‘left’]鍵和keybinding[‘right’]鍵，就像有摩擦力的存在，則水平方向的速度會慢慢變成0，如果 x_vel 值為0，則設置人物狀態為c.STAND。
 1   def walking(self, keys, fire_group):        
 2         if keys[tools.keybinding['action']]:
 3             self.max_x_vel = self.max_run_vel
 4             self.x_accel = self.run_accel
 5         else:
 6             self.max_x_vel = self.max_walk_vel
 7             self.x_accel = self.walk_accel
 8         
 9         if keys[tools.keybinding['jump']]:
10             if self.allow_jump:
11                 self.state = c.JUMP
12                 if abs(self.x_vel) > 4:
13                     self.y_vel = self.jump_vel - .5
14                 else:
15                     self.y_vel = self.jump_vel
16                 
17         if keys[tools.keybinding['left']]:
18             self.facing_right = False
19             if self.x_vel > 0:
20                 self.frame_index = 5
21                 self.x_accel = c.SMALL_TURNAROUND
22          
23             self.x_vel = self.cal_vel(self.x_vel, self.max_x_vel, self.x_accel, True)
24         elif keys[tools.keybinding['right']]:
25             self.facing_right = True
26             if self.x_vel < 0:
27                 self.frame_index = 5
28                 self.x_accel = c.SMALL_TURNAROUND
29             
30             self.x_vel = self.cal_vel(self.x_vel, self.max_x_vel, self.x_accel)
31         else:
32             if self.facing_right:
33                 if self.x_vel > 0:
34                     self.x_vel -= self.x_accel
35                 else:
36                     self.x_vel = 0
37                     self.state = c.STAND
38             else:
39                 if self.x_vel < 0:
40                     self.x_vel += self.x_accel
41                 else:
42                     self.x_vel = 0
43                     self.state = c.STAND
44    
45    def cal_vel(self, vel, max_vel, accel, isNegative=False):
46         """ max_vel and accel must > 0 """
47         if isNegative:
48             new_vel = vel * -1
49         else:
50             new_vel = vel
51         if (new_vel + accel) < max_vel:
52             new_vel += accel
53         else:
54             new_vel = max_vel
55         if isNegative:
56             return new_vel * -1
57         else:
58             return new_vel

 

再看下jumping 函數，

  • 開始gravity 設為 c.JUMP_GRAVITY，可以看到JUMP_GRAVITY 比GRAVITY值小很多，如果玩家長按jump鍵時，可以讓人物跳的更高。
  • 如果豎直方向速度y_vel 大於0，表示方向向下，則設置人物狀態為c.FALL
  • 如果按下 keybinding[‘left’]鍵或 keybinding[‘right’]鍵，則計算水平方向的速度。
  • 如果沒有按 keybinding[‘jump’]鍵，則設置人物狀態為c.FALL

 

 1 JUMP_GRAVITY = .31
 2 GRAVITY = 1.01
 3 
 4     def jumping(self, keys, fire_group):
 5         """ y_vel value: positive is down, negative is up """  
 6         self.allow_jump = False
 7         self.frame_index = 4
 8         self.gravity = c.JUMP_GRAVITY
 9         self.y_vel += self.gravity
10         
11         if self.y_vel >= 0 and self.y_vel < self.max_y_vel:
12             self.gravity = c.GRAVITY
13             self.state = c.FALL
14 
15         if keys[tools.keybinding['right']]:
16             self.x_vel = self.cal_vel(self.x_vel, self.max_x_vel, self.x_accel)
17         elif keys[tools.keybinding['left']]:
18             self.x_vel = self.cal_vel(self.x_vel, self.max_x_vel, self.x_accel, True)
19         
20         if not keys[tools.keybinding['jump']]:
21             self.gravity = c.GRAVITY
22             self.state = c.FALL

 

standing函數和 falling 函數比較簡單，就省略了。

碰撞檢測代碼

      人物的碰撞檢測代碼在 source\states\level.py 中的入口是

update_player_position函數 ，可以看到這邊分成水平方向和豎直方向：

  • 根據人物的水平方向速度x_vel 更新人物的X軸位置，同時人物的X軸位置不能超出游戲地圖的X軸范圍，然后調用check_player_x_collisions函數進行水平方向的碰撞檢測。
  • 根據人物的水平方向速度x_vel 更新人物的X軸位置，同時人物的X軸位置不能超出游戲地圖的X軸范圍，然后調用check_player_x_collisions函數進行水平方向的碰撞檢測。
  • 根據人物的豎直方向速度y_vel 更新人物的Y軸位置，然后調用check_player_y_collisions函數進行豎直方向的碰撞檢測
 1   def update_player_position(self):
 2         self.player.rect.x += round(self.player.x_vel)
 3         if self.player.rect.x < self.start_x:
 4             self.player.rect.x = self.start_x
 5         elif self.player.rect.right > self.end_x:
 6             self.player.rect.right = self.end_x
 7         self.check_player_x_collisions()
 8         
 9         if not self.player.dead:
10             self.player.rect.y += round(self.player.y_vel)
11             self.check_player_y_collisions()

 

具體實現時將同一類物體放在一個pygame.sprite.Group類中

 

1 pygame.sprite.Group
2   A container class to hold and manage multiple Sprite objects.
3   Group(*sprites) -> Group

 

這樣每次調用pg.sprite.spritecollideany 函數就能判斷人物和這一類物體是否有碰撞。

 

1 pygame.sprite.spritecollideany()
2   Simple test if a sprite intersects anything in a group.
3   spritecollideany(sprite, group, collided = None) -> Sprite Collision with the returned sprite.
4   spritecollideany(sprite, group, collided = None) -> None No collision

 

不同物體的group如下，另外敵人，金幣和蘑菇等物體的碰撞檢測先忽略。

  • ground_step_pipe_group：地面，階梯和水管的group。
  • brick_group：磚塊的group, 如果是金幣磚塊，從下面碰撞會獲取金幣。
  • box_group：箱子的group，從下面碰撞箱子可以出現金幣，蘑菇，花等的獎勵。

因為不同種類group撞擊時，后續產生的結果會有區別，所有需要對每一類group分別進行碰撞檢測。

X軸方向上面3類group如果檢測到有碰撞時，會調用adjust_player_for_x_collisions 函數，來調整人物的X軸位置。

 

 1 def check_player_x_collisions(self):
 2         ground_step_pipe = pg.sprite.spritecollideany(self.player, self.ground_step_pipe_group)
 3         brick = pg.sprite.spritecollideany(self.player, self.brick_group)
 4         box = pg.sprite.spritecollideany(self.player, self.box_group)
 5         ...
 6         if box:
 7             self.adjust_player_for_x_collisions(box)
 8         elif brick:
 9             self.adjust_player_for_x_collisions(brick)
10         elif ground_step_pipe:
11             if (ground_step_pipe.name == c.MAP_PIPE and
12                 ground_step_pipe.type == c.PIPE_TYPE_HORIZONTAL):
13                 return
14             self.adjust_player_for_x_collisions(ground_step_pipe)
15         elif powerup:
16             ...
17         elif enemy:
18             ...
19         elif coin:
20             ...

 

adjust_player_for_x_collisions 函數先根據人物和碰撞物體的X軸相對位置，判斷人物在碰撞物體的左邊還是右邊，來調整人物的X軸位置，然后設置人物水平方向的速度為0。

 

1  def adjust_player_for_x_collisions(self, collider):
2         if collider.name == c.MAP_SLIDER:
3             return
4 
5         if self.player.rect.x < collider.rect.x:
6             self.player.rect.right = collider.rect.left
7         else:
8             self.player.rect.left = collider.rect.right
9         self.player.x_vel = 0

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check_player_y_collisions 函數也是對不同group分別進行碰撞檢測，Y軸方向這3類group如果檢測到有碰撞時，會調用adjust_player_for_y_collisions 函數，來調整人物的Y軸位置。 最后調用check_is_falling函數判斷人物是否要設成 向下降落 的狀態。 

 

 1   def walking(self, keys, fire_group):        
 2         if keys[tools.keybinding['action']]:
 3             self.max_x_vel = self.max_run_vel
 4             self.x_accel = self.run_accel
 5         else:
 6             self.max_x_vel = self.max_walk_vel
 7             self.x_accel = self.walk_accel
 8         
 9         if keys[tools.keybinding['jump']]:
10             if self.allow_jump:
11                 self.state = c.JUMP
12                 if abs(self.x_vel) > 4:
13                     self.y_vel = self.jump_vel - .5
14                 else:
15                     self.y_vel = self.jump_vel
16                 
17         if keys[tools.keybinding['left']]:
18             self.facing_right = False
19             if self.x_vel > 0:
20                 self.frame_index = 5
21                 self.x_accel = c.SMALL_TURNAROUND
22          
23             self.x_vel = self.cal_vel(self.x_vel, self.max_x_vel, self.x_accel, True)
24         elif keys[tools.keybinding['right']]:
25             self.facing_right = True
26             if self.x_vel < 0:
27                 self.frame_index = 5
28                 self.x_accel = c.SMALL_TURNAROUND
29             
30             self.x_vel = self.cal_vel(self.x_vel, self.max_x_vel, self.x_accel)
31         else:
32             if self.facing_right:
33                 if self.x_vel > 0:
34                     self.x_vel -= self.x_accel
35                 else:
36                     self.x_vel = 0
37                     self.state = c.STAND
38             else:
39                 if self.x_vel < 0:
40                     self.x_vel += self.x_accel
41                 else:
42                     self.x_vel = 0
43                     self.state = c.STAND
44    
45    def cal_vel(self, vel, max_vel, accel, isNegative=False):
46         """ max_vel and accel must > 0 """
47         if isNegative:
48             new_vel = vel * -1
49         else:
50             new_vel = vel
51         if (new_vel + accel) < max_vel:
52             new_vel += accel
53         else:
54             new_vel = max_vel
55         if isNegative:
56             return new_vel * -1
57         else:
58             return new_vel


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