《零基础入门学习Python》第086讲：Pygame：碰撞检测

痛定思痛。 2022-03-30 04:54 386阅读 0赞

上节课我们介绍了动画精灵，这节课我们把重点放在碰撞检测上，大部分游戏都是需要做碰撞检测的，因为你需要知道小球是否发生了碰撞，子弹是否击中了目标，主角是否踩到了狗屎。

那应该如何实现呢？

说白了，它这个原理很简单，就是检测两个精灵之间是否存在重叠的部分，像我们上节课的小球，在图1的情况下，它们就没有产生重叠，也就是没有发生碰撞。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQxNTU2MzE4_size_16_color_FFFFFF_t_70][] 图1

当碰撞发生的那一刹那，width = r1 + r2，如图2所示。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQxNTU2MzE4_size_16_color_FFFFFF_t_70 1][] 图2

当它们产生重叠，产生交集的时候，width < r1 + r2，如图3所示：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQxNTU2MzE4_size_16_color_FFFFFF_t_70 2][] 图3

所以我们判断两个小球是否发生碰撞，我们只要检测两个小球的圆心距是否小于等于它们两个半径之和。

我们先来尝试自己写碰撞检测的函数：

（我当然知道 sprite 模块里面有提供现成的，但是我提议大家学习任何东西之前我们要搞懂它的原理，懂得了它的原理，以后你学习别的语言、别的知识就会事半功倍了）

函数名叫做 collide\_check()。

import pygame
    import sys
    import math
    from pygame.locals import *
    from random import *
    
    # 球类继承自Spirte类
    class Ball(pygame.sprite.Sprite):
        def __init__(self, image, position, speed, bg_size):
            # 初始化动画精灵
            pygame.sprite.Sprite.__init__(self)
    
            self.image = pygame.image.load(image).convert_alpha()
            self.rect = self.image.get_rect()
            # 将小球放在指定位置
            self.rect.left, self.rect.top = position
            self.speed = speed
            self.width, self.height = bg_size[0], bg_size[1]
    
        def move(self):
            self.rect = self.rect.move(self.speed)
    
            # 如果小球的左侧出了边界，那么将小球左侧的位置改为右侧的边界
            # 这样便实现了从左边进入，右边出来的效果
            if self.rect.right < 0:
                self.rect.left = self.width
    
            elif self.rect.left > self.width:
                self.rect.right = 0
    
            elif self.rect.bottom < 0:
                self.rect.top = self.height
    
            elif self.rect.top > self.height:
                self.rect.bottom = 0
    
    def collide_check(item, target): #碰撞检测
        col_balls = []
        for each in target:
            distance = math.sqrt(\
                math.pow((item.rect.center[0] - each.rect.center[0]), 2) + \
                math.pow((item.rect.center[1] - each.rect.center[1]), 2))
            if distance <= (item.rect.width + each.rect.width) / 2:
                col_balls.append(each)
    
        return col_balls #返回碰撞的小球
    
    def main():
        pygame.init()
    
        ball_image = "gray_ball.png"
        bg_image = "background.png"
    
        running = True
    
        # 根据背景图片指定游戏界面尺寸
        bg_size = width, height = 1024, 681
        screen = pygame.display.set_mode(bg_size)
        pygame.display.set_caption("Play the ball - Python Demo")
    
        background = pygame.image.load(bg_image).convert_alpha()
    
        # 用来存放小球对象的列表
        balls = []
    
        # 创建五个小球
        BALL_NUM = 5
        for i in range(BALL_NUM):
            # 位置随机，速度随机
            position = randint(0, width-100), randint(0, height-100)
            speed = [randint(-10, 10), randint(-10, 10)]
            ball = Ball(ball_image, position, speed, bg_size)
            
            while collide_check(ball, balls):#在创建小球的时候也要进行一次碰撞检测，防止一生成就与别的小球重叠了
                ball.rect.left, ball.rect.top = randint(0, width-100), randint(0, height-100)
            balls.append(ball)
    
        clock = pygame.time.Clock()
    
        while running:
            for event in pygame.event.get():
                if event.type == QUIT:
                    sys.exit()
                
            screen.blit(background, (0, 0))
    
            for each in balls:
                each.move()
                screen.blit(each.image, each.rect)
    
            for i in range(BALL_NUM):
                item = balls.pop(i)  #把自身拿出来
    
                if collide_check(item, balls):  #把自己和别的球进行碰撞检测
                    item.speed[0] = -item.speed[0]
                    item.speed[1] = -item.speed[1]
    
                balls.insert(i, item) #还要把自己放进去
    
            pygame.display.flip()
            clock.tick(30)
    
    
    if __name__ == "__main__":
        main()

这就已经很完美了。

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

上面是我们自己写的碰撞检测。接下来我们来谈一下现成的。

为什么我们要谈一下 sprite 提供的现成的碰撞检测函数呢？不知道大家有没有注意到 我们写的 collide\_check() 函数只是适用于圆与圆之间的碰撞检测，其它的多边形（如矩形、三角形）以及一些不规则的多边形，那怎么办，我们就不会得到相应的结果了，我们可以试图去为每一种情况写一个碰撞检测函数，也不是不可以。

但其实 Pygame 的 sprite 模块事实上已经提供了一个成熟的碰撞检测的函数供我们使用，这也是我们要将我们的类继承 sprite 模块的 Sprite 基类的原因。

sprite 模块提供了 spritecollide() 方法用于 检测某个精灵是否与指定的组中的其它精灵发生碰撞。（和我们写的 collide\_check() 原理基本上类似）

> spritecollide(sprite, group, dokill, collided = None)

第一个参数 sprite 是指定被检测的精灵；（就是我们写的里面的 item）

第二个参数 group 是指定一个组（就是我们写的里面的 target 列表），它是 sprite 的组，因此要使用 sprite.Group() 来生成；

第三个参数 dokill 是设置是否从组中删除检测到碰撞的精灵，设置为True，则删除；

第四个参数 collided 是指定一个回调函数，用于定制特殊的检测方法，如果第四个参数忽略的话，默认是检测精灵之间的 rect 属性。

（我们这里不能使用默认的 检测方法，看下图，图中的情况会被检测为碰撞，但其实两小球还没碰撞）

> collide\_circle(left, right) 方法适用于检测两个圆之间是否发生碰撞，left 和 right 参数分别是两个精灵，所以我们直接 使用

> collided = pygame.sprite.collide\_circle

另外，collide\_circle()方法需要精灵有一个半径的属性，所以我们给 Ball 类增加一个 radius 属性。

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQxNTU2MzE4_size_16_color_FFFFFF_t_70 3][]

代码如下：

import pygame
    import sys
    from pygame.locals import *
    from random import *
    
    # 球类继承自Spirte类
    class Ball(pygame.sprite.Sprite):
        def __init__(self, image, position, speed, bg_size):
            # 初始化动画精灵
            pygame.sprite.Sprite.__init__(self)
    
            self.image = pygame.image.load(image).convert_alpha()
            self.rect = self.image.get_rect()
            # 将小球放在指定位置
            self.rect.left, self.rect.top = position
            self.speed = speed
            self.width, self.height = bg_size[0], bg_size[1]
            self.radius = self.rect.width / 2  #增加半径属性
    
        def move(self):
            self.rect = self.rect.move(self.speed)
    
            # 如果小球的左侧出了边界，那么将小球左侧的位置改为右侧的边界
            # 这样便实现了从左边进入，右边出来的效果
            if self.rect.right < 0:
                self.rect.left = self.width
    
            elif self.rect.left > self.width:
                self.rect.right = 0
    
            elif self.rect.bottom < 0:
                self.rect.top = self.height
    
            elif self.rect.top > self.height:
                self.rect.bottom = 0
            
    def main():
        pygame.init()
    
        ball_image = "gray_ball.png"
        bg_image = "background.png"
    
        running = True
    
        # 根据背景图片指定游戏界面尺寸
        bg_size = width, height = 1024, 681
        screen = pygame.display.set_mode(bg_size)
        pygame.display.set_caption("Play the ball - Python Demo")
    
        background = pygame.image.load(bg_image).convert_alpha()
    
        # 用来存放小球对象的列表
        balls = []
        group = pygame.sprite.Group()
    
        # 创建五个小球
        for i in range(5):
            # 位置随机，速度随机
            position = randint(0, width-100), randint(0, height-100)
            speed = [randint(-10, 10), randint(-10, 10)]
            ball = Ball(ball_image, position, speed, bg_size)
            while pygame.sprite.spritecollide(ball, group, False, pygame.sprite.collide_circle):#在创建小球这里必须进行一下碰撞检测
                ball.rect.left, ball.rect.top = randint(0, width-100), randint(0, height-100)
            balls.append(ball)
            group.add(ball)
    
        clock = pygame.time.Clock()
    
        while running:
            for event in pygame.event.get():
                if event.type == QUIT:
                    sys.exit()
                
            screen.blit(background, (0, 0))
    
            for each in balls:
                each.move()
                screen.blit(each.image, each.rect)
    
            for each in group:
                group.remove(each) #把自身拿出来
    
                if pygame.sprite.spritecollide(each, group, False, pygame.sprite.collide_circle):#把自己和别的球进行碰撞检测
                    each.speed[0] = -each.speed[0]
                    each.speed[1] = -each.speed[1]
    
                group.add(each)#还要把自己放进去
    
            pygame.display.flip()
            clock.tick(30)
    
    
    if __name__ == "__main__":
        main()

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