Python

目标

1，项目准备
2，使用 pygame 创建图形窗口
3，理解 图像 并实现图像绘制
4，理解 游戏循环 和 游戏时钟
5，理解 精灵 和精灵组**

项目准备

1，新建 飞机大战 项目
2，新建一个 fly_01_pygame.py
3，导入 游戏素材图片

游戏的第一印象

• 把一些 静止的图像 会知道 游戏窗口 中
• 根据 用户的交互 或其他情况，移动 这些图像，产生动画效果
• 根据 图像之间 是否发生重叠，判断 敌机是否被摧毁，等其他情况

01，使用 pygame 创建图形窗口

小节目标

1，游戏的初始化和退出
2，理解游戏中的坐标系
3，创建游戏主窗口
4，简单的游戏循环

注 可以将图片素材 绘制 到 游戏的窗口 上，开发游戏之前需要先知道 如何建立游戏窗口

1.1 游戏的初始化和退出

• 要使用 pygame 提供的所有功能之前，需要调用 init 方法
• 在游戏结束前需要调用一下 quit 方法

方法	说明
pygame.init()	导入并初始化所有 pygame模块，使用其他模块之前，必须先调用 init 方法
pygame.quit()	卸载pygame模块，在游戏结束之前调用

import pygame

pygame.init()

# 编写游戏代码
print("游戏代码。。。")

pygame.quit()


### 结果呈现
pygame 1.9.4
Hello from the pygame community. https://www.pygame.org/contribute.html
游戏代码。。。

1.2 理解游戏中的坐标系

• 坐标系
  • 原点 在 左上角 (0, 0)
  • x轴 水平方向向 右，逐渐增加
  • y轴 水平方向向 下，逐渐增加

• 在游戏中，所有可见的元素 都是以 矩形区域 来描述位置的
  • 要描述一个矩形区域有四个要素：(x, y) (width, height)
• pygame 专门提供一个类 pygame.Rect 用于描述 矩形区域

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

提示

• pygame.Rect 是一个比较特殊的类，内部只是封装了一些数字计算
• 不执行 pygame.init() 方法同样可以直接使用

案例演练

需求

1，定义 hero_rect 矩形描述 英雄的位置和大小
2，输出英雄的 坐标原点 (x, y)
3，输出英雄的 尺寸 （宽度 和 高度）

import pygame

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

print("英雄的原点 %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)


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

1.3 创建游戏主窗口

• pygame 专门提供了一个模块 pygame.display 用于创建、管理 游戏窗口

|方法|说明|
|pygame.display.set_mode()|初始化游戏显示窗口|
|pygame.display.update()|刷新屏幕内容显示，稍后使用|

set_mode 方法

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

• 作用 - - 创建游戏显示窗口

• 参数

  • resolution 指定屏幕的 宽 和 高 ，默认创建的窗口大小和屏幕大小一致
  • flags 参数指定屏幕的附加选项，例如是否全屏等等，默认不需要传递
  • depth 参数表示颜色的位数，默认自动匹配

• 返回值

  • 暂时 可以理解为 游戏的屏幕，游戏的元素 都需要被绘制到 游戏屏幕 上

• 注意 ：必须使用变量记录 set_mode 方法的返回结果！因为：后续所有的图像绘制都基于这个放回结果

# 创建游戏主窗口
screen = pygame.display.set_mode((480, 700))

import pygame

pygame.init()

# 创建游戏窗口
screen = pygame.display.set_mode((480, 700))

pygame.quit()

1.4 简单的邮箱循环

• 为了做到游戏程序启动后，不会立即退出，通常会在游戏程序中增加一个 无限循环
• 所谓 游戏循环 就是一个 无限循环
• 在 创建游戏窗口 代码下方，增加一个无限循环
  • 注意：**游戏窗口不需要重复创建

import pygame

pygame.init()

# 创建游戏窗口
screen = pygame.display.set_mode((480, 700))

# 游戏循环
while True:
    pass

pygame.quit()

02，理解 图像 并实现图像绘制

• 在游戏中，能够看到 游戏元素 大多都是 图像

  • 图像文件 初始是保存在磁盘上的，如果需要使用，第一步 就需要 被加载到内存

• 要在屏幕上 看到某一个图像的内容，需要按照三个步骤：

  • 使用 pygame.image.load() 加载图像的数据
  • 使用 游戏屏幕 对象，调用 blit 方法 将图像绘制到指定位置
  • 调用 pygame.display.update() 方法更新整个显示

提示：要想在屏幕上看到绘制的结果，就一定要调用 pygame.display.update() 方法

代码演练I - - 绘制背景图像

1，加载 background.png 创建背景
2，将 背景 绘制在屏幕的 (0, 0) 位置
3，调用屏幕更新显示背景图像

import pygame

pygame.init()

# 创建游戏窗口
screen = pygame.display.set_mode((480, 700))

# 绘制背景图像
# 1，加载 图像数据
bg = pygame.image.load("./images/background.png")

# 2，blit 绘制图像
screen.blit(bg, (0, 0))

# 3，update 更新屏幕显示
pygame.display.update()

while True:
    pass

pygame.quit()

代码演练 II - - 绘制英雄图像

需求
1，加载 me1 创建英雄飞机
2，将 英雄飞机 绘制在屏幕的 (200, 500) 位置
3，调用屏幕更新显示飞机图像

import pygame

pygame.init()

# 创建游戏窗口
screen = pygame.display.set_mode((480, 700))

# 绘制背景图像
# 1，加载 图像数据
bg = pygame.image.load("./images/background.png")

# 2，blit 绘制图像
screen.blit(bg, (0, 0))

# 绘制英雄的飞机
hero = pygame.image.load("./images/me1.png")
screen.blit(hero, (200, 500))

# 3，update 更新屏幕显示
pygame.display.update()




while True:
    pass

pygame.quit()

透明图像

• png 格式的图像是支持 透明 的
• 在绘制图像时，透明区域 不会显示任何内容
• 但是如果 下方已经有内容，会 透过 透明区域** 显示出来

理解 update() 方法的作用

可以在 screen 对象完成 所有 blit 方法之后，统一调用一次 display.update() 方法，同样可以在屏幕上 看到最终绘制的结果

• 使用 display.set_mode() 创建的 screen 对象 是一个 内存中的屏幕数据对象
  • 可以理解成 油画 的 画布
• screen.blit 方法可以在 画布 上绘制很多 图像
  • 例如：英雄、敌机、子弹
  • 这些图像 有可能 会彼此 重叠或者覆盖
• display.update() 会将 画布 的 最终结果 绘制在屏幕上，这样可以 提高屏幕绘制效率，增加游戏的流畅度

03，理解 游戏循环 和 游戏时钟

现在 英雄飞机 已经被绘制到屏幕上了，怎么能够让飞机移动

3.1 游戏中的动画实现原理

• 跟 电影 的原理类似，游戏中的动画效果，本质上就是 快速 在屏幕上绘制 图像
  • 定义是将多张 静止的电源胶片 连续、快速 的播放
• 一般在电脑上 每秒绘制60次，就能达到非常 连续 高品质 的动画效果
  • 每次绘制的结果称为 帧 Frame

3.2 游戏循环

游戏的两个组成部分

注 游戏循环的开始 就是 意味着 游戏的正式开始

游戏循环的作用

1，保证游戏 不会直接退出
2，变化图像位置 - - 动画效果

• 每隔 1 / 60 秒 移动一下所有图像的位置
• 调用 pygame.display.update() 根新屏幕显示
  3，检测用户交互 - - 按键，鼠标等。。。

3.3 游戏时钟

• pygame 专门提供了一个类 pygame.time.Clock 可以非常方便的设置屏幕绘制速度 - - 刷新频率
• 要使用 时钟对象 需要两步：
  • 在 游戏初始化 创建一个 时钟对象
  • 在 游戏循环 中让时钟对象调用 tick(帧率) 方法
• tick 方法会根据 上次被调用的时间，自动设置 游戏循环 中的延时

import pygame

pygame.init()

# 创建游戏窗口
screen = pygame.display.set_mode((480, 700))

# 绘制背景图像
# 1，加载 图像数据
bg = pygame.image.load("./images/background.png")

# 2，blit 绘制图像
screen.blit(bg, (0, 0))

# 绘制英雄的飞机
hero = pygame.image.load("./images/me1.png")
screen.blit(hero, (200, 500))

# 3，update 更新屏幕显示
pygame.display.update()

# 创建时钟对象
clock = pygame.time.Clock()

# 游戏循环 -> 意味着游戏的正式开始
i = 0

while True:
    # 可以指定循环体内部的代码执行的频率
    clock.tick(60)
    print(i)
    i += 1
    pass


pygame.quit()

3.4英雄的简单动画实现

需求
1，在 游戏初始化 定义一个 pygame.Rect 的变量记录英雄
2，在 游戏循环 中每次让 英雄 的 y - 1 - - 向上移动
3，y <= 0 将英雄移动到屏幕的底部

提示：

• 每一次调用 update() 方法之前，需要把 **所有的游戏图像都冲重新绘制以遍
• 而且应该 最先 重新绘制 背景图像

import pygame

pygame.init()

# 创建游戏窗口
screen = pygame.display.set_mode((480, 700))

# 绘制背景图像
# 加载 图像数据
bg = pygame.image.load("./images/background.png")

# blit 绘制图像
screen.blit(bg, (0, 0))

# 绘制英雄的飞机
hero = pygame.image.load("./images/me1.png")
screen.blit(hero, (200, 500))

# update 更新屏幕显示
pygame.display.update()

# 创建时钟对象
clock = pygame.time.Clock()

# 1，定义rect 记录飞机的初始位置
hero_rect = pygame.Rect(200, 500, 102, 126)

# 游戏循环 -> 意味着游戏的正式开始
while True:
    # 可以指定循环体内部的代码执行的频率
    clock.tick(90)

    # 2，修改飞机的位置
    hero_rect.y -= 1

    # 判断飞机的位置
    if hero_rect.bottom <= 0:
        hero_rect.y = 700

    # 3，调用 blit 方法绘制图像
    screen.blit(bg, (0, 0))
    screen.blit(hero, hero_rect)

    # 4，调用update方法更新显示
    pygame.display.update()
    pass

pygame.quit()

提示

• Rect 的属性 bottom = y + height

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

3.5 在游戏循环中 监听 事件

事件 event

• 就是游戏启动后，用户针对游戏所做的操作
• 例如：点击关闭按钮、点击鼠标、点击键盘....

监听

• 在 游戏循环 中，判断用户 具体的操作
  注： 只有 捕获 到用户具体的操作，才能有针对性的做出响应

代码实现

• pygame 中通过 pygame.event.get() 可以获得 用户当前所有动作 的 事件列表
  • 用户可以同一时间做很多事情
• 提示：这段代码非常的固定，几乎所有的 pygame 游戏都 大同小异

事件监听

import pygame

pygame.init()

# 创建游戏窗口
screen = pygame.display.set_mode((480, 700))

# 绘制背景图像
# 加载 图像数据
bg = pygame.image.load("./images/background.png")

# blit 绘制图像
screen.blit(bg, (0, 0))

# 绘制英雄的飞机
hero = pygame.image.load("./images/me1.png")
screen.blit(hero, (200, 500))

# update 更新屏幕显示
pygame.display.update()

# 创建时钟对象
clock = pygame.time.Clock()

# 定义rect 记录飞机的初始位置
hero_rect = pygame.Rect(200, 500, 102, 126)

# 游戏循环 -> 意味着游戏的正式开始
while True:
    # 可以指定循环体内部的代码执行的频率
    clock.tick(90)

    # 捕获事件
    event_list = pygame.event.get()
    if len(event_list):
        print(event_list)

    # 修改飞机的位置
    hero_rect.y -= 1

    # 判断英雄的位置
    if hero_rect.bottom <= 0:
        hero_rect.y = 700

    # 调用 blit 方法绘制图像
    screen.blit(bg, (0, 0))
    screen.blit(hero, hero_rect)

    # 调用update方法更新显示
    pygame.display.update()
    pass

pygame.quit()


# 结果呈现
[<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})>]

监听退出事件

import pygame

pygame.init()

# 创建游戏窗口
screen = pygame.display.set_mode((480, 700))

# 绘制背景图像
# 加载 图像数据
bg = pygame.image.load("./images/background.png")

# blit 绘制图像
screen.blit(bg, (0, 0))

# 绘制英雄的飞机
hero = pygame.image.load("./images/me1.png")
screen.blit(hero, (200, 500))

# update 更新屏幕显示
pygame.display.update()

# 创建时钟对象
clock = pygame.time.Clock()

# 定义rect 记录飞机的初始位置
hero_rect = pygame.Rect(200, 500, 102, 126)

# 游戏循环 -> 意味着游戏的正式开始
while True:
    # 可以指定循环体内部的代码执行的频率
    clock.tick(90)

    # 监听事件
    for event in pygame.event.get():

        # 判断事件类型是否是退出事件
        if event.type == pygame.QUIT:
            print("游戏退出....")

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

            # exit() 直接终止正在运行的程序
            exit()


    # 修改飞机的位置
    hero_rect.y -= 1

    # 判断英雄的位置
    if hero_rect.bottom <= 0:
        hero_rect.y = 700

    # 调用 blit 方法绘制图像
    screen.blit(bg, (0, 0))
    screen.blit(hero, hero_rect)

    # 调用update方法更新显示
    pygame.display.update()
    pass

pygame.quit()


# 结果呈现
游戏退出....

04，理解 精灵 和 精灵组

4.1 精灵 和 精灵组

• 在刚刚完成的案例中，图像加载、位置变化、绘制图像 都需要程序员编写代码
• 为了简化开发步骤，pygame 提供了两个类
  • pygame.sprite.Sprite - - 存储 图像数据 image 和 位置 Rect 的对象
  • pygame.sprite.Group

注意： 仍然需要调用 pygame.display.update() 才可以在屏幕看到最终结果

4.2 派生精灵子类

1，新建 plane_sprites.py 文件
2，定义 GameSprite 继承自 pygame.sprite.Sprite

注意

• 如果一个类的 父类 不是 object
• 在重写 初始化方法 时，一定要 先 super() 一下父类的 __init__ 方法
• 保证父类中实现的__init__代码能够被正常执行

属性

• image 精灵图像，使用 image_name 加载
• rect 精灵大小，默认使用图像大小
• speed 精灵移动速度，默认为 1

方法

• update 每次更新屏幕时在游戏循环内调用
  • 让精灵的 self.rect.y += self.speed

提示

• image 的 get_rect() 方法，可以返回 pygaem.Rect(0,0 图像宽, 图像高) 的对象

import pygame

class GameSprite(pygame.sprite.Sprite):
    """飞机大战游戏精灵"""

    def __init__(self, image_name, speed=1):
        # 调用父类的初始化方法
        super().__init__()

        # 定义对象的属性
        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动
        self.rect.y += self.speed

4.3 使用 游戏精灵 和 精灵组 创建敌机

需求

• 使用刚刚派生的 游戏精灵 和 精灵组 创建 敌机 并且实现敌机动画

步骤
1，使用 from导入 plane_sprites 模块

• from 导入的模块可以 直接使用
• import 导入的模块需要通过 模块名. 来使用

2，在 游戏初始化 创建 精灵对象 和 精灵组对象

3，在 游戏循环中 让 精灵组 分别调用 update() 和 draw(screen) 方法

职责

• 精灵

  • 封装 图像image、位置 rect 和速度 speed
  • 提供 update() 方法，根据游戏需求，更新位置 rect

• 精灵组

  • 包含 多个 精灵对象
  • update 方法，让精灵组中的所有精灵调用 update 方法更新位置
  • draw(screen) 方法，在 screen 上绘制精灵组中的所有精灵

import pygame
from Aircraft_War.plane_sprites import *


# 游戏初始化
pygame.init()

# 创建游戏窗口
screen = pygame.display.set_mode((480, 700))

# 绘制背景图像
# 加载 图像数据
bg = pygame.image.load("./images/background.png")

# blit 绘制图像
screen.blit(bg, (0, 0))

# 绘制英雄的飞机
hero = pygame.image.load("./images/me1.png")
screen.blit(hero, (200, 500))

# update 更新屏幕显示
pygame.display.update()

# 创建时钟对象
clock = pygame.time.Clock()

# 定义rect 记录飞机的初始位置
hero_rect = pygame.Rect(200, 500, 102, 126)


# 创建敌机的精灵
enemy = GameSprite("./images/enemy1.png")
enemy1 = GameSprite("./images/enemy1.png", 2)

# 创建敌机的精灵组
enemy_group = pygame.sprite.Group(enemy, enemy1)


# 游戏循环 -> 意味着游戏的正式开始
while True:
    # 可以指定循环体内部的代码执行的频率
    clock.tick(90)

    # 监听事件
    for event in pygame.event.get():

        # 判断事件类型是否是退出事件
        if event.type == pygame.QUIT:
            print("游戏退出....")

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

            # exit() 直接终止正在运行的程序
            exit()


    # 修改飞机的位置
    hero_rect.y -= 1

    # 判断英雄的位置
    if hero_rect.bottom <= 0:
        hero_rect.y = 700

    # 调用 blit 方法绘制图像
    screen.blit(bg, (0, 0))
    screen.blit(hero, hero_rect)


    # 让精灵组调用两个方法
    # update - 让组中的所有精灵更新位置
    enemy_group.update()

    # draw - 在 screen 上绘制所有的精灵
    enemy_group.draw(screen)


    # 调用update方法更新显示
    pygame.display.update()
    pass

# 游戏的退出
pygame.quit()