Python_从零开始学习_(48) 飞机大战__pygame 快速入门

素颜马尾好姑娘i 2021-09-16 20:50 421阅读 0赞

**目录**

1.  使用 pygame 创建图形窗口

1.1  游戏的初始化和退出

1.2  理解游戏中的坐标系

1.3  创建游戏主窗口

2.  理解 图像 并实现图像绘制

代码演练 1 ---- 绘制背景图像

代码演练 2 ---- 绘制英雄图像

理解 update() 方法的作用

3.  理解 游戏循环 和 游戏时钟

3.1  游戏中的动画实现原理

3.2  游戏循环

3.3  游戏时钟

3.4  英雄的简单动画实现

3.5 在游戏循环中监听 事件

4.  理解 精灵 和 精灵组

4.1  精灵 和 精灵组

4.2  派生精灵子类

4.3  使用 游戏精灵 和 精灵组 创建敌机

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## 1.  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

> 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

<table style="width:650px;"> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>方法</th> 
   <th>说明</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>pygame.init()</td> 
   <td>导入并初始化所有 pygame 模块,&nbsp; 使用其他模块之前,&nbsp; 必须调用 init 方法</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>pygame.quit()</td> 
   <td>卸载所有 pygame 模块,&nbsp; 在游戏结束之前调用 !</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

### 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** 垂直方向向 **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) = >和画布差不多
 *  pygame 专门提供了一个类 pygame.Rect 用于描述 **矩形区域**

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

ps : 和js画布差不多

提示

*  pygame.Rect 是一个比较特殊的类,  内部只是封装了一些简单的数字计算
 *  不执行 pygame.init() 方法同样能够直接使用

案例演练 :

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, 高)**

import pygame
    
    hero_rect = pygame.Rect(100, 200, 120, 150)
    
    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("英雄的尺寸 %d %d" % hero_rect.size)

### 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**

<table style="width:400px;"> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>方法</th> 
   <th>说明</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>pygame.display.set_mode()</td> 
   <td>初始化游戏显示窗口</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>pygame.display.update()</td> 
   <td>刷新屏幕内容显示</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

*  **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 **游戏的屏幕** 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返回结果

# 创建游戏的窗口
    screen = pygame.display.set_mode((480, 700))
    
    # 游戏循环
    while True:
        pass

## 2.  理解 图像 并实现图像绘制 ##

--------------------

*  在游戏中,  能够看到的 **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:

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

pygame.image / load(file\_path)  =>  pygame.Surface / blit(图像, 位置) =>  pygame.display.update()

> 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 1 ---- 绘制背景图像 ###

**需求**

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

# 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()

### 代码演练 2 ---- 绘制英雄图像 ###

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

**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

*  使用 display.set\_mode() 创建的 screen **对象 **是一个 **内存中的屏幕数据对象**  
      
    可以理解成是 **油画 **的 **画布** (和 js 画布 异曲同工)
 *  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**

## **3.  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呢 ?**

### **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,  本质上是 **快速 **的在屏幕上绘制 **图像**  
      
    电影是将多张 **静止的电影胶片 连续,  快速 **的播放,  产生连贯的视觉效果 !
 *  一般在电脑上 **每秒绘制 60 次 ,  **就能够达到非常 **连续 高品质 **的动画效果  
      
    每次绘制的结果被称为 **帧 Frame**

### **3.2  游戏循环** ###

**游戏的两个组成部分**

> **游戏循环的开始 **就意味着 **游戏的正式开始**

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2ppYW5kYW4xMTI3_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

** 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() 更新屏幕显示
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 ---- **刷新帧率**
 *  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

# 创建时钟对象
    clock = pygame.time.Clock()
    
    # 游戏循环 => 游戏真正的开始
    i = 0
    while True:
    
        # 可以指定循环体内部的代码执行频率
        clock.tick(60)
        print(i)
        i += 1

### 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 的变量记录英雄的初始位置
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 **所有的游戏图像都重新绘制一遍**
>  *  而且应该 **最先 **重新绘制 **背景图像**

# 1. 定义rect记录飞机的初始位置
    hero_rect = pygame.Rect(150, 300, 102, 126)
    
    while True:
    
        # 可以指定循环体内部的代码执行频率
        clock.tick(60)
    
        # 2. 修改飞机的位置
        hero_rect.y -= 1
    
        # 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()

提示:

*  Rect 的属性 bottom = y + height

if hero_rect.y <= -126:
        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,  按下键盘**

**监听**

*  在 **游戏循环 **中, 判断用户 **具体的操作**
 *  只有 **捕获** 到用户具体的操作,  才能针对性的做出响应

**代码实现**

*  pygame 中通过 pygame.event.get() 可以获得 **用户当前所做动作 **的 **事件列表**  
      
    用户可以统一时间做很多**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 !**

# 游戏循环
    while True:
    
        # 设置屏幕刷新频率
        clock.tick(60)
    
        # 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("退出游戏...")
    
                # quit 卸载所有的模块
                pygame.quit()
    
                # exit() 直接终止当前正在执行的程序
                exit()

## 4.  理解 精灵 和 精灵组 ##

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### 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分别处理
 *  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

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2ppYW5kYW4xMTI3_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][]

### 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, 默认使用对象大小
 *  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 **pygame.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):
    
            # 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

# 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)
    
    
    while True:
    
        ...
    
        # 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)
    
        ...

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2ppYW5kYW4xMTI3_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20210726/b69532deac0047669489f95fde8c9793.png
[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2ppYW5kYW4xMTI3_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]: /images/20210726/2cd280ea1c1141cbbaea29bed0555c12.png