Python里那些可爱的游戏模块们

╰半橙微兮° 2023-10-06 13:42 34阅读 0赞

一晃自己用python写小游戏也有段时间了，自娱自乐之余，也对这些模块如数家珍下，仅做一家之言供后来者参考吧。

首先是范畴问题，python适合写什么游戏呢？

简言之，**python适合写一些2D的小游戏**。比如贪吃蛇啊，超级玛丽，FC或者90年代街机之类的游戏，写这些游戏的难度，对Python爱好者来说都是no problem的。当然大神级别的尝尝3D也是可以滴，比如惊艳的[fogleman/Minecraft][fogleman_Minecraft]。其实大神就是一层窗户纸加上多年的修行，如果对Ctypes，OpenGL了然于胸，那任督二脉已然打通了，随便摆个架势就能被人当成老司机。不过我实在不建议这样炫技，毕竟python玩3D还是 toooooooooooooo slow了点。

然后，用什么模块来写游戏呢？

好吧，这可能只有我这种，天秤座且带着选择困难症的人，才会有这种疑问，用嘛玩意来写呢？**单机游戏，pygame or pyglet，手机游戏，kivy**（虽然不完美，但也没有别的选择了）。

开始进入正题，首先是pygame。

在我眼里，pygame是Python写游戏的第一选择，为什么这么说涅，LMGTFY？在pygame官网里也有自嘲自夸的[关于pygame的废话][pygame]。

我先来段代码吧，一起来看看pygame怎么样。简单点，就在屏幕显示个‘hello pygame’。

import pygame as pg
    from label import Label
    
    
    class Game(object):
    
        def __init__(self,width,height):
            self.screen_width = width
            self.screen_height = height
            self.screen = pg.display.set_mode((self.screen_width,self.screen_height))
            self.done = False
            self.clock = pg.time.Clock()
            self.fps = 60.0
            self.labels = pg.sprite.Group()
            self.label = Label('hello pygame',
                               {'center':(self.screen_width/2,self.screen_height/2)},
                               self.labels,
                               font_size = 100)
    
        def event_loop(self):
            for event in pg.event.get():
                if event.type == pg.QUIT:
                    self.done = True
                if event.type == pg.KEYDOWN:
                    if event.key == pg.K_ESCAPE:
                        self.done = True
    
        def draw(self):
            self.labels.draw(self.screen)
    
    
        def update(self,dt):
            pass
    
        def run(self):
            dt = self.clock.tick(self.fps)
            while not self.done:
                self.event_loop()
                self.update(dt)
                self.draw()
                pg.display.update()
    
    
    if __name__ == '__main__':
        pg.init()
        game = Game(800,600)
        game.run()
        pg.quit()

if no time to check the code：

就跳过以下段落

else：

我简单啰嗦一下。看def run这里。在游戏运行时，循环里包括三块，event\_loop，update和draw，这也是游戏组成的几个部分。

首先event\_loop是获取玩家输入的，比如通过WSAD控制角色移动，代码里实现的是玩家点叉退出和按Esc键退出。

其次update处理游戏逻辑，比如角色和boss距离在100px时boss发起攻击。代码里pass，因为只是一个label显示，如果让label变成blinker，一闪一闪的。就可以在update里面调用label.update方法，然后就ok了。

最后是draw和display.update。就是显示在屏幕上咯，经过逻辑计算后，角色和boss的位置在屏幕上显示。代码里就把label在屏幕上显示出来了。

经过这个过程后，玩家再次输入，控制角色开始新的循环。如果没看懂再回过头再看一遍。

\# 其实我感觉代码已经很清楚了，直接看代码应该都能理解每句话什么意思，如果不行，问问身边Python老司机，如果对里面fps，clock之类不懂的话，可以看看相关游戏编程的书：）

怎么样，写游戏这个事整体有了个宏观把握了吧，即便是一个连面向对象都不懂的python新手，是不是也可以架构自己的游戏了？下图是我在某游戏编程书里扒拉出来的。

![format_png][]

不难看出，用**pygame写游戏第一个特点，结构清晰，如果你是新手，有助于你了解游戏的组成结构。**

那么**第二个特点，自由度高，如果你是老手，可以上下其手，为所欲为。**举一个平常的例子，简单的鼠标操作，单击选中，双击运行，但硬件层面上是不存在双击事件的，如果需要，在pygame里当鼠标单击的时候，记录下时间，再次单击的时候，再一次记录时间，如果间隔小于某一阈值，返回True。还有屏幕上鼠标箭头的这种显示，也是很底层硬件的东西，但是pygame就可以修改它，而且还不难，强大吧。不要以为这些游戏里都碰不上，以游戏怒首领蜂为例，Button A， tap是机枪，hold on是激光，同样是按键，短按是机枪，长按是激光，这种控制在pygame里只需记录下Button A 的keydown时间就可以实现，所以还是很有用滴。

但是与此同时，带来了一个问题，自由度大了，代码量就上来了，如上面的代码，需要自己去写一个Label类，这里我也把代码贴上来吧。

import copy
    import pygame as pg
    
    LOADED_FONTS = {}
    LABEL_DEFAULTS = {
            "font_path": None,
            "font_size": 12,
            "text_color": "white",
            "fill_color": None,
            "alpha": 255}
    
    def _parse_color(color):
        if color is not None:
            try:
                return pg.Color(str(color))
            except ValueError as e:
                return pg.Color(*color)
        return color
    
    class _KwargMixin(object):
    
        def process_kwargs(self, name, defaults, kwargs):
            settings = copy.deepcopy(defaults)
            for kwarg in kwargs:
                if kwarg in settings:
                    if isinstance(kwargs[kwarg], dict):
                        settings[kwarg].update(kwargs[kwarg])
                    else:
                        settings[kwarg] = kwargs[kwarg]
                else:
                    message = "{} has no keyword: {}"
                    raise AttributeError(message.format(name, kwarg))
            for setting in settings:
                setattr(self, setting, settings[setting])
    
    class Label(pg.sprite.Sprite,_KwargMixin):
    
        def __init__(self, text, rect_attr, *groups, **kwargs):
            super(Label, self).__init__(*groups)
            self.process_kwargs("Label", LABEL_DEFAULTS, kwargs)
            path, size = self.font_path, self.font_size
            if (path, size) not in LOADED_FONTS:
                LOADED_FONTS[(path, size)] = pg.font.Font(path, size)
            self.font = LOADED_FONTS[(path, size)]
            self.fill_color = _parse_color(self.fill_color)
            self.text_color = _parse_color(self.text_color)
            self.rect_attr = rect_attr
            self.set_text(text)
    
        def set_text(self, text):
            self.text = text
            self.update_text()
    
        def update_text(self):
            if self.alpha != 255:
                self.fill_color = pg.Color(*[x + 1 if x < 255 else x - 1 for x in self.text_color[:3]])
            if self.fill_color:
                render_args = (self.text, True, self.text_color, self.fill_color)
    
            else:
                render_args = (self.text, True, self.text_color)
            self.image = self.font.render(*render_args)
            if self.alpha != 255:
                self.image.set_colorkey(self.fill_color)
                self.image.set_alpha(self.alpha)
            self.rect = self.image.get_rect(**self.rect_attr)
    
        def draw(self, surface):
            surface.blit(self.image, self.rect)

感受一下，何如？不仔细看就看不明白了吧，如果对pygame不了解，现在已经彻底懵圈了。没关系，这不是重点，我只是举这个例子来说明，好多人诟病pygame不是那么pythonic，这可能就是其中一个原因吧。

其实很多python爱好者对写游戏并不感冒，更多的时候只是**想找个工具写写UI**，如果抛开什么像素碰撞检测之类纯游戏里的东东，也没太多精力和兴趣自己造轱辘玩，大可以**使用pyglet**。

说个题外话，因为带娃的缘故，pyglet实在太像piglet（[小猪皮杰\_百度百科][Link 1]）了，看看pyglet的logo，是不是就是一个猪屁股上安了一个猪尾巴 ……（好吧，原谅我太有想象力了）

同样，还是先上代码再分析吧，同样让屏幕显示个‘hello pyglet’吧。

import pyglet
    
    class Game(pyglet.window.Window):
        def __init__(self,*args,**kwargs):
            super(Game,self).__init__(*args,**kwargs)
            self.label = pyglet.text.Label('hello pyglet',
                                           font_size=100,
                                           x=self.width//2,
                                           y=self.height//2,
                                           anchor_x='center',
                                           anchor_y='center')
    
        def on_draw(self):
            self.clear()
            self.label.draw()
    
    if __name__=='__main__':
        game = Game(width = 800,height = 600)
        pyglet.app.run()

ok，回过头来看，也就不到20行吧。感觉何如，比pygame简洁很多，自带label模块，自带app运行模式。这也是许多人用pyglet的原因之一吧，高效啊，国人有个很牛逼的[feisuzhu/thbattle][feisuzhu_thbattle] project的前端就是用的pyglet。

\# 我自己也是个弹幕类游戏爱好者，但东方系列实在太变态了，说实话我并不怎么爱玩东方系列，但Zun神绝对是独立游戏者的楷模了，全才啊，而且同人文化这种擦边版权的问题，对Zun神来说似乎起到了帮助宣传的作用 ：）。

和pygame部分模块用C语言编写相比，pyglet是纯Python。一大特点就是免安装，拷贝到文件夹下到处运行，如果搭配embed版本的Python，那简直就是插上优盘到处开车啊。据说pygame在Window下其实也可以拷走免安装运行，但需要相同的环境。不要小看这个免安装运行，它可以让你打包的时候不出错或者少出错。记得一年前steam上有款游戏[Switchcars][]，就是pygame写的（严格的说是 pygame\_sdl2，可以理解为pygame 2.0版本，小白鼠可以自行搜索体验，支持Android哦），作者透露说开始是用sdl1，后来打包steam api的时候遇到了麻烦，改成了sdl2，不过这些都是C语言大神们干的事，咱们也就听听怎么回事就好。作者从写这个游戏到最终上线花了3年多，好吧，国外就是闲人多~~~（其实我是想说人家执着，我也想窝家里写三年游戏，但是我老婆孩子咋弄？）

言归正传，**pyglet支持多个显示器，也支持多个窗口**，pygame只能有一个显示器一个窗口，貌似多线程多进程也不行。如果你有多台显示器，而且要实现多个窗口，那就必须pyglet了。此外**pyglet直接关联OpenGL**，虽然这玩意有点out of date赶脚，但现在也号召延迟退休了好吧。pyglet的作者也并非拿来主义，还是对opengl的画图操作进行了重组，更容易被新手掌握，但怎么说呢，一方面opengl是可以调用gpu的，理论上比单纯cpu更快，这是pygame达不到的。另一方面python本身实在不适合做3D，如果只用2D，其实还是pygame的Surface操作起来直观。当然一些渲染之类，还是上opengl更带劲，比如在pyglet基础上还有个[cocos2d][]，里面有很多酷炫效果。接着说opengl的事，如果用这玩意，要用ctypes，这个就挺不伦不类的，比如说创建一个array，代码里就是‘a = (GLfloat \* 2)()’，这种一点毛病没有的写法，估计让处女座强迫症们死的心都有了。因为pyglet速度慢，主要是写3D游戏而言，有大神要重新造轮子，名字都起好了Cyglet，但我觉得还真是一条路子，但从C往python转很easy，从python回到C估计如果不是图速度，没有人愿意读那些鼠标谷轮半天也不见底的代码。

再说说kivy吧，跨平台，实际上就是针对Android和ios的。如果你写的好，可以上线卖钱哦，比如Google商店里的[mancala][]就是kivy写的哦。其实我本人也是新手，没有太多的经验，还是直接上代码来个‘hello kivy’吧

from kivy.base import runTouchApp
    from kivy.lang import Builder
    
    
    runTouchApp(Builder.load_string('''
    Label:
        text:'hello kivy'
        font_size:100
    '''))

∑q|ﾟДﾟ|p，是的，你没看错，就是这么短小精悍，kivy本身也是个自造词，而不是py啥啥啥，这也有点老子就是要来个新语言kvlang的野心。为了了解kivy的来源，我还专门在kivy-dev里发了封邮件问了下，得到的回复是

![format_png 1][]

和我猜的答案也差不多，就是来源于[几维鸟][Link 2]，也可以看看那个动画，就当是干了这碗鸡汤吧。

![format_png 2][]

其实用kivy和用pygame，pyglet写游戏在逻辑上没有太多的颠覆性的东西，相反有些东西变得更加容易，比如说自带Animation类，就是不同的easing functions，当然自己去写一点问题也没有，但现成的轮子干嘛不用呢。还有Screenmanager，这就是游戏里活生生的[statemachine][]啊，而且还自带切换效果：）

当然有好也有坏，目前我发现用kivy写游戏一个很大的问题，木有一个合适的Layout去显示分辨率固定的图片。大部分游戏还是基于像素的，如果所有的图片像素是基于800x600的，那么在1024x960里就乐呵了，要么拉伸扭曲，要么有黑边（好多war3运行的时候就是有黑边）。目前我的解决方法是按大比例方向拉伸，如果长度方向拉伸1.5倍，高度方法拉伸2倍，那就都拉伸2倍，只是部分图片跑到屏幕外边而已。其实kivy的wiki上有个方法，带黑边的[viewport][]，不是很完美啊，还有前面提到的mancala，那哥哥用的是在Floatlayout上改的，一方面别人卖钱的东西我不愿意拿来用，因为License也不是MIT。另一方面我发现它也并不是很完美啊。

总之，**用kivy开发游戏还有很多路要走**，当然，对Python玩家来说，这不正是我们的菜么？

一晃写了这么多了，比起写文章，我还是愿意写代码啊：）

ps，再压轴介绍两个模块吧。

**pymunk [Pymunk - pymunk 5.2.0 documentation][]**

![format_png 3][]

如果游戏里有物理因素必用，比如愤怒的小鸟之类，具体就不解释了，谁用谁知道。

**pytmx [https://github.com/bitcraft/PyTMX][https_github.com_bitcraft_PyTMX]**

如果游戏里有tiled map必用，比如开源的[Tuxemon][]，同样不解释了，谁用谁知道。

顺便说下，tuxemon的代码还是很棒的，如果是新手，模仿里面的style不失为一种很好的提高途径。

来源:[https://zhuanlan.zhihu.com/p/26661987][https_zhuanlan.zhihu.com_p_26661987]

[fogleman_Minecraft]: https://link.zhihu.com/?target=https%3A//github.com/fogleman/Minecraft
[pygame]: https://link.zhihu.com/?target=http%3A//www.pygame.org/wiki/about%23More%2520silly%2520nonsense%2520about%2520Pygame
[format_png]: https://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cHM6Ly9waWNiLnpoaW1nLmNvbS84MC92Mi1mMTkyNGMxMzMzNWFkNmJlMDgzODYyMzE0Y2NmYmYzYV83MjB3LnBuZw?x-oss-process=image/format,png
[Link 1]: https://link.zhihu.com/?target=http%3A//baike.baidu.com/item/%25E5%25B0%258F%25E7%258C%25AA%25E7%259A%25AE%25E6%259D%25B0
[feisuzhu_thbattle]: https://link.zhihu.com/?target=https%3A//github.com/feisuzhu/thbattle
[Switchcars]: https://link.zhihu.com/?target=http%3A//store.steampowered.com/app/442210/Switchcars/
[cocos2d]: https://link.zhihu.com/?target=http%3A//python.cocos2d.org/
[mancala]: https://link.zhihu.com/?target=https%3A//play.google.com/apps/testing/design.purplesquirrel.mancala
[format_png 1]: https://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cHM6Ly9waWMyLnpoaW1nLmNvbS84MC92Mi1mMTg4YTdjODkyM2NhMWYzMTA3YjUyMWJhOWQzY2UyZl83MjB3LnBuZw?x-oss-process=image/format,png
[Link 2]: https://link.zhihu.com/?target=http%3A//baike.baidu.com/item/%25E5%2587%25A0%25E7%25BB%25B4%25E9%25B8%259F/5699142%23viewPageContent
[format_png 2]: https://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cHM6Ly9waWNiLnpoaW1nLmNvbS84MC92Mi0zYTcxNzk3NDcwYWMzN2FkMzkzMDFmNTc2YTU2MmQzZl83MjB3LnBuZw?x-oss-process=image/format,png
[statemachine]: https://link.zhihu.com/?target=https%3A//en.wikipedia.org/wiki/Finite-state_machine
[viewport]: https://link.zhihu.com/?target=https%3A//github.com/kivy/kivy/wiki/Viewport-with-fixed-resolution-autofit-to-window
[Pymunk - pymunk 5.2.0 documentation]: https://link.zhihu.com/?target=http%3A//www.pymunk.org/en/latest/
[format_png 3]: https://imgconvert.csdnimg.cn/aHR0cHM6Ly9waWMyLnpoaW1nLmNvbS92Mi0wYmE0NzE5N2M4OTQ1ZWQ0NzFmYTlmMTcwNjM3YzNlNV9iLmpwZw?x-oss-process=image/format,png
[https_github.com_bitcraft_PyTMX]: https://link.zhihu.com/?target=https%3A//github.com/bitcraft/PyTMX
[Tuxemon]: https://link.zhihu.com/?target=https%3A//www.tuxemon.org/
[https_zhuanlan.zhihu.com_p_26661987]: https://zhuanlan.zhihu.com/p/26661987