十、pygame小游戏开发

一、安装pygame

关于第三方模块的安装可以参考这里

pip install pygame
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pygame 就是一个 Python 模块，专为电子游戏设计，官方网站
安装完后,通过下面命令可以验证是否成功

python3 -m pygame.examples.aliens
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如果成功会看到这个界面

二、pygame快速入门

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

例如:

import pygame

pygame.init()

print("游戏执行代码")

pygame.quit()
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2.1 坐标系认识

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Rect 来描述位置的，要描述一个矩形区域有四个要素：

• x : 矩形的左上角x坐标
• y : 矩形的左上角y坐标
• width: 矩形的宽度
• height: 矩形的高度

pygame 专门提供了一个类 pygame.Rect 用于描述 矩形区域，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() 方法同样能够直接使用
pygame.Rect可以使用的属性有:

例如:

hero_rect = pygame.Rect(0, 0, 200, 250)
print("矩形的左上角坐标 %d %d" % (hero_rect.x, hero_rect.y))
print("矩形的宽高 %d %d" % (hero_rect.width, hero_rect.height))
# size 属性会返回矩形区域的 (宽, 高) 元组
print("矩形的大小 %d %d" % hero_rect.size)
print("矩形的中心坐标 %d %d" % (hero_rect.centerx, hero_rect.centery))
# center 属性会返回矩形区域的 (centerx, centery) 元组
print("矩形的中心坐标 %d %d" % hero_rect.center)
print("矩形的四个顶角 %d %d %d %d" % (hero_rect.left, hero_rect.top, hero_rect.right, hero_rect.bottom))
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输出结果:

矩形的左上角坐标 0 0
矩形的宽高 200 250
矩形的大小 200 250
矩形的中心坐标 100 125
矩形的中心坐标 100 125
矩形的四个顶角 0 0 200 250
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2.2 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

• pygame.display.set_mode(): 初始化游戏显示窗口
• pygame.display.update(): 刷新屏幕内容显示(稍后介绍)

set_mode方法

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

创建一个480*700的游戏窗口可以这样做:

screen = pygame.display.set_mode((480, 700))
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为了能够让窗口一直显示,我们需要保持程序处于运行中, 那么可以使用游戏循环来解决，所谓游戏循环 就是一个 无限循环
注意: 在创建游戏窗口代码下方，增加一个无限循环即可，游戏窗口不需要重复创建

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

# 游戏循环
while True:
    pass
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此外, pygame.display还可以通过set_caption方法来设置窗口的标题，例如:

pygame.display.set_caption("飞机大战游戏")
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2.3 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：

• 使用 pygame.image.load() 加载图像的数据, 传入的图片格式支持JPG、PNG、GIF等, 返回值是一个surface对象，surface对象表示所有载入的图像
• 使用 游戏屏幕(screen) 对象，调用 blit 方法 将图像绘制到指定位置
• 调用 pygame.display.update() 方法更新整个屏幕的显示
  

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

(1) 绘制游戏窗口的背景
首先需要将背景图片导入到项目工程内容，通常会建一个images文件夹用于存放资源图片

import pygame

pygame.init()

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

# 1.加载图片
bg = pygame.image.load("./images/background.png")
# 2.绘制到屏幕上
screen.blit(bg, (0, 0))
# 3.更新窗口
pygame.display.update()

# 游戏循环
while True:
    pass

pygame.quite()
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效果图如下:

(2) 绘制英雄战机

'''绘制英雄战机'''
hero = pygame.image.load("./images/me1.png")
screen.blit(hero, (200, 500))
pygame.display.update()
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效果图:

(3) 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 看到最终的绘制结果；
• 使用 display.set_mode() 创建的 screen 对象 是一个 内存中的屏幕数据对象，可以理解成是 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…
• 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

完整示例如下:

import pygame

pygame.init()

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

'''绘制背景图像'''
# 1> 加载图像
bg = pygame.image.load("./images/background.png")

# 2> 绘制在屏幕
screen.blit(bg, (0, 0))

'''绘制英雄图像'''
# 1> 加载图像
hero = pygame.image.load("./images/me1.png")

# 2> 绘制在屏幕
screen.blit(hero, (200, 500))

# 3> 更新显示 - update 方法会把之前所有绘制的结果，一次性更新到屏幕窗口上
pygame.display.update()

# 游戏循环
while True:
    pass

pygame.quite()
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2.4 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 ？

(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; 而电影是将多张 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

(2) 游戏初始化与游戏循环
游戏初始化是在游戏循环之前准备工作, 绘制的图片通常是静止的
游戏循环的作用就是保证游戏不会直接退出,变化图像位置 —— 产生动画效果

(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

# 创建游戏时钟对象
clock = pygame.time.Clock()
i = 0

# 游戏循环
while True:

    # 设置屏幕刷新帧率, 没隔1s循环执行60次, 这样就可以控制游戏循环执行的频率了.
    clock.tick(60)

    print(i)
    i += 1
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2.5 简单动画实现的实现

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

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

import pygame

'''游戏初始化'''
pygame.init()

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

'''绘制背景图像'''
bg = pygame.image.load("./images/background.png")
screen.blit(bg, (0, 0))

'''绘制英雄图像'''
hero = pygame.image.load("./images/me1.png")
# 定义英雄的初始位置(水平居中)
center_x = 240 - hero.get_width() / 2
hero_rect = pygame.Rect(center_x, 500, 102, 126)

'''创建游戏时钟对象'''
clock = pygame.time.Clock()

'''游戏循环'''
while True:
    # 设置屏幕刷新帧率
    clock.tick(60)
    # 更新英雄位置,向上移动,每次移动3个像素
    hero_rect.y -= 3
    # 如果移出屏幕，则将英雄的顶部移动到屏幕底部
    if hero_rect.bottom <= 0:
        hero_rect.y = 700
    # 绘制背景图片
    screen.blit(bg, (0, 0))
    # 绘制英雄图像
    screen.blit(hero, hero_rect)
    # 更新显示
    pygame.display.update()

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效果图:

2.6 监听事件

事件 event就是，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…
pygame 中通过 pygame.event.get() 可以获得 用户当前所做动作 的 事件列表, 例如:

# 游戏循环
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