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  • Pygame

    前言

      前几天我们做出了一个可控制的飞机,今天我们来做一些小改进,这是代码的一些小改进,却是我们小游戏的一大改进啊~(╯°口°)╯(┴—┴ 然后再引进另外一个主题,pygame.sprite,精灵模块,那它究竟又有什么用呢?

    正片开始~

      1. 对主循环的优化

      记得我们的上一个版本吗?我们在主循环中不断地绘制背景和飞机,这样的做法其实很消耗cpu资源的,但在这种现象在我们的demo中并不明显,这是为什么呢?我想主要原因应该是我们使用了update()函数(部分刷新,surface与surface之间变化的地方刷新)和我们画面上控制的元素少,如果我们在一个surface上控制上百个球运动,然后主循环无限刷,想必一定会给cpu带来很多不必要的负担;这里为什么用“不必要”这个词呢?是因为人眼几乎不能分辨出70fps以上的画面,那我们也就没有必要把资源花在无休止地提高刷新率上了。

      其实我们只需要新增两条语句就达到目的了~

    1 ...
    2 clock = pygame.time.Clock()
    3 ...
    4 while True
    5     clock.tick(60)
    6 ...

    pygame.time.Clock()帮我们创建一个记录时间的对象;clock.tick(60)就是限制游戏最大帧率(framerate)为60,tick()函数要求出现在每一帧里,其实也就是主循环里。不过tick()函数仅仅是限制最大帧率,也就是说很可能由于游戏画面太复杂或者机器性能不佳,帧率达不到参数值。不过即使是这样,这个函数也帮上大忙了~

      2. 关于精灵(pygame.sprite)模块

      究竟什么是精灵,这个问题比较泛,据说“精灵”这个词源自于游戏加速的硬件设备,不过随着硬件的升级,似乎现代计算机也不需要专门的加速硬件了。不过在游戏中我们通常认为它就是一个独立的画面元素,它拥有一些属性和资源,可以和其它画面元素进行交互。我对游戏编程不太了解,只能做这等表面的认识了... 囧rz。不过在pygame.sprite中,精灵是一个很容易理解的概念。我们可以简单地把它理解为一个可以和画面交互的图片,而事实上精灵模块也是一个轻量级(lightweight)的模块,文档自己也说它是“entirely optional”,所以说,即使你不用精灵模块,也是没有问题的。

      那为什么还要说啊!?(╯°口°)╯(┴—┴ 那是因为精灵模块也提供了相应的便利,主要体现在两个方面:一个是可以同时控制多个运动的元素,另一个是可以帮我们实现精灵间的碰撞检测。我举个例子:一个可玩的2d射击游戏,同一时间画面上绝对不止一个敌人,不止一颗子弹,不止一个运动的物体;再想想我们之前写的控制飞机的代码,如何接收事件,如何不飞出窗口等等;如果所有代码都用我们前面的方法实现,那我们需要管理的内容就会很多;如果能有一个模块可以帮我们管理一类画面元素,那不就方便很多吗? (°∀°)ノ

      现在我们看一个例子:

     1 # -*- coding = utf-8 -*-
     2 
     3 import pygame
     4 from pygame.locals import *
     5 from sys import exit
     6 from random import randint
     7 
     8 SCREEN_WIDTH = 480
     9 SCREEN_HEIGHT = 640
    10 
    11 # Player类 -- 继承自pygame.sprite.Sprite
    12 class Player(pygame.sprite.Sprite):
    13     def __init__(self, initial_position):
    14         pygame.sprite.Sprite.__init__(self)     #※ 父构造函数
    15         self.image = pygame.Surface([10, 10])   #※ 精灵图片Surface
    16         self.image.fill((0, 0, 0))
    17         self.rect = self.image.get_rect()       #※ 精灵图片的大小
    18         self.rect.topleft = initial_position    #※ 精灵图片的位置
    19 
    20         self.speed = 6
    21     
    22     def update(self):
    23         self.rect.left += self.speed
    24         if self.rect.left > SCREEN_WIDTH:            
    25             self.kill()
    26 
    27 pygame.init()
    28 clock = pygame.time.Clock()
    29 screen = pygame.display.set_mode([SCREEN_WIDTH, SCREEN_HEIGHT])
    30 
    31 # 建立精灵组
    32 group = pygame.sprite.Group()
    33 
    34 while True:
    35     clock.tick(10)
    36     print(len(group.sprites()))
    37     
    38     for event in pygame.event.get():
    39         if event.type == QUIT:
    40             pygame.quit()
    41             exit()
    42 
    43     # 绘制背景
    44     screen.fill((255,255,255))
    45 
    46     # 不断往精灵组中添加精灵
    47     group.add(Player((randint(0, SCREEN_WIDTH), randint(0, SCREEN_HEIGHT))))
    48     
    49     # 将每个精灵更新后显示在Screen上
    50     group.update()
    51     group.draw(screen)
    52     
    53     pygame.display.update()

      运行程序,我们可以看到满天繁星~

      我们现在再来解释一下程序:

      其实程序主体就分为几部分,继承Sprite类编写自己的类;建立精灵组;控制精灵组行为;绘制精灵组成员到screen上。

      在类中,两个主要属性,self.image和self.rect;一个主要方法,self.update(),其实在Sprite类中,update函数是空的,我们重写这个函数主要是方便当我们把精灵添加到组时,调用Group.update()会调用全体精灵的update(),这样我们就方便控制全体精灵的行为了。我已经把代码写的很精练,相信大家都能看得懂。还有一点,当精灵“飞”出屏幕时,我们调用kill()函数,将其从组中移除,回收资源。

      3. 将Hero封装成类

      哈哈,说了这么多,现在正式开始大业!改一改之前的代码,将Hero封装起来~

      1 # -*- coding = utf-8 -*-
      2 """
      3 @author: Will Wu
      4 """
      5 
      6 import pygame                   # 导入pygame库
      7 from pygame.locals import *     # 导入pygame库中的一些常量
      8 from sys import exit            # 导入sys库中的exit函数
      9 
     10 # 玩家类
     11 class Hero(pygame.sprite.Sprite):
     12     
     13     def __init__(self, hero_surface, hero_init_pos):
     14         pygame.sprite.Sprite.__init__(self)            
     15         self.image = hero_surface
     16         self.rect = self.image.get_rect()
     17         self.rect.topleft = hero_init_pos
     18         self.speed = 6
     19 
     20     def move(self, offset):
     21         x = self.rect.left + offset[pygame.K_RIGHT] - offset[pygame.K_LEFT]
     22         y = self.rect.top + offset[pygame.K_DOWN] - offset[pygame.K_UP]
     23         if x < 0:
     24             self.rect.left = 0
     25         elif x > SCREEN_WIDTH - self.rect.
     26             self.rect.left = SCREEN_WIDTH - self.rect.width
     27         else:
     28             self.rect.left = x
     29             
     30         if y < 0:
     31             self.rect.top = 0
     32         elif y > SCREEN_HEIGHT - self.rect.height:
     33             self.rect.top = SCREEN_HEIGHT - self.rect.height
     34         else:
     35             self.rect.top = y
     36 
     37 # 定义窗口的分辨率
     38 SCREEN_WIDTH = 480
     39 SCREEN_HEIGHT = 640
     40 
     41 # 定义画面帧率
     42 FRAME_RATE = 60
     43 
     44 # 定义动画周期(帧数)
     45 ANIMATE_CYCLE = 30
     46 
     47 ticks = 0
     48 clock = pygame.time.Clock()
     49 offset = {pygame.K_LEFT:0, pygame.K_RIGHT:0, pygame.K_UP:0, pygame.K_DOWN:0}
     50 
     51           
     52 # 初始化游戏
     53 pygame.init()                   # 初始化pygame
     54 screen = pygame.display.set_mode([SCREEN_WIDTH, SCREEN_HEIGHT])     # 初始化窗口
     55 pygame.display.set_caption('This is my first pygame-program')       # 设置窗口标题
     56 
     57 # 载入背景图
     58 background = pygame.image.load('resources/image/background.png')
     59 
     60 # 载入飞机图片
     61 shoot_img = pygame.image.load('resources/image/shoot.png')
     62 # 用subsurface剪切读入的图片
     63 hero_surface = []
     64 hero_surface.append(shoot_img.subsurface(pygame.Rect(0, 99, 102, 126)))
     65 hero_surface.append(shoot_img.subsurface(pygame.Rect(165, 360, 102, 126)))
     66 hero_pos = [200, 500]
     67 
     68 # 创建玩家
     69 hero = Hero(hero_surface[0], hero_pos)
     70 
     71 
     72 # 事件循环(main loop)
     73 while True:
     74 
     75     # 控制游戏最大帧率
     76     clock.tick(FRAME_RATE)
     77 
     78     # 绘制背景
     79     screen.blit(background, (0, 0))
     80 
     81     # 改变飞机图片制造动画
     82     if ticks >= ANIMATE_CYCLE:
     83         ticks = 0
     84     hero.image = hero_surface[ticks//(ANIMATE_CYCLE//2)]
     85 
     86     # 绘制飞机
     87     screen.blit(hero.image, hero.rect)
     88     ticks += 1 # python已略去自增运算符
     89 
     90     # 更新屏幕
     91     pygame.display.update()                                         
     92     
     93     # 处理游戏退出
     94     # 从消息队列中循环取
     95     for event in pygame.event.get():
     96         if event.type == pygame.QUIT:
     97             pygame.quit()
     98             exit()
     99 
    100         # ※ Python中没有switch-case 多用字典类型替代
    101         # 控制方向       
    102         if event.type == pygame.KEYDOWN:
    103             if event.key in offset:
    104                 offset[event.key] = hero.speed
    105         elif event.type == pygame.KEYUP:
    106             if event.key in offset:
    107                 offset[event.key] = 0
    108 
    109     # 移动飞机
    110     hero.move(offset)

    有了前面sprite例子的讲解,相信大家肯定可以看懂上面的代码,我们不做过多解释,因为原本的代码并没有太多逻辑上的变化,我们直奔下一环节!

      4.  射!击!子!弹!

      对!飞机大战没有枪林弹雨怎么行,所以我们终于要加入子弹了!先想想子弹有什么属性?每颗长得都一样,每颗滑行的速度都一样,但起始位置可能不一样(飞机位置移动),但屏幕上那么多子弹,怎么管理得过来?所以我们还是用Sprite类解决问题~

      

     1 # -*- coding = utf-8 -*-
     2 """
     3 @author: Will Wu
     4 """
     5 
     6 ...
     7 
     8 # 子弹类
     9 class Bullet(pygame.sprite.Sprite):
    10 
    11     def __init__(self, bullet_surface, bullet_init_pos):
    12         pygame.sprite.Sprite.__init__(self)            
    13         self.image = bullet_surface
    14         self.rect = self.image.get_rect()
    15         self.rect.topleft = bullet_init_pos
    16         self.speed = 8
    17 
    18     # 控制子弹移动
    19     def update(self):
    20         self.rect.top -= self.speed
    21         if self.rect.top < -self.rect.height:
    22             self.kill()
    23             
    24 
    25 # 玩家类
    26 class Hero(pygame.sprite.Sprite):
    27     
    28     def __init__(self, hero_surface, hero_init_pos):
    29         ...
    30 
    31         # 子弹1的Group
    32         self.bullets1 = pygame.sprite.Group()
    33 
    34     # 控制射击行为
    35     def single_shoot(self, bullet1_surface):
    36         bullet1 = Bullet(bullet1_surface, self.rect.midtop)
    37         self.bullets1.add(bullet1)
    38         #print("bullet's amount: %d" %len(self.bullets1.sprites()))
    39 
    40     ...
    41 
    42 ###########################################################################
    43 
    44 ...
    45 
    46 # bullet1图片
    47 bullet1_surface = shoot_img.subsurface(pygame.Rect(1004, 987, 9, 21))
    48 ...
    49 
    50 
    51 # 事件循环(main loop)
    52 while True:
    53 
    54     ...
    55 
    56     # 射击
    57     if ticks % 10 == 0:
    58         hero.single_shoot(bullet1_surface)
    59     # 控制子弹
    60     hero.bullets1.update()
    61     # 绘制子弹
    62     hero.bullets1.draw(screen)
    63 
    64     ...

    ※ “...”略去了部分代码

      其实新加入的代码也很容易理解,只要你明白了例子中讲解的内容,你就会觉得其实都是大同小异。这里讲几个点:第一是Hero类中没有update函数而Bullet类中重写了,这是因为,文档中也说了,update是为了我们方便控制精灵行为的,而Hero的实例只有一个,所以重写update似乎并没有什么必要,而子弹因为有很多,所以我们重写update,方便统一管理;第二个是我们在主循环中使用了ticks来控制射击频率,single_shoot()函数实际就是调用一次,就往子弹组中添加一个子弹精灵,为了避免子弹过于密集,我们需要限制发射子弹的频率。

      至此,我们飞机这一块的内容基本完成啦~接下来就要制造敌人了! (°∀°)ノ

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