Python:飞机大战游戏2：pygame 快速入门

作者: IIronMan | 来源:发表于2018-11-18 20:52 被阅读64次

总体目录

1.1、项目准备
1.2、使用 pygame 创建图形窗口
1.3、理解图像并实现图像绘制
1.4、理解 游戏循环 和 游戏时钟
1.5、理解精灵和 精灵组

一、项目准备

1.1、新建 飞机大战 项目
1.2、新建一个 JK_01_pygame入门.py 的模块
1.3、导入 游戏素材图片
新建项目和素材的导入
1.4、游戏的本质
- 把一些 静止的图像 绘制到 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

二、使用 pygame 创建图形窗口

2.1、总体内容
- (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

2.2、游戏的初始化和退出

先导入pygame ：import pygame
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()	卸载所有 pygame 模块，在游戏结束之前调用！

游戏的初始化和退出

2.3、理解游戏中的坐标系
- 坐标系
  - 原点在左上角 (0,0)
  - x轴水平方向右，逐渐增大
  - x、y轴 垂直方向下，逐渐增大
    坐标系
    - 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 专门提供了一个类 pygame.Rect 用于描述 矩形区域
      
      语法：Rect(x,y,width,height) -> rect,使用如下
```
import pygame
hero_rect =  pygame.Rect(200,300,50,50)
print("%d %d"%hero_rect.size)
print(hero_rect)
```
      pygame.Rect 用于描述矩形区域
      - 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() 方法同样能够直接使用
2.4、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(是一个宽高的元组)
  - flag 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需要基于这个返回结果
```
# 创建游戏主窗口(宽高设置为480*700)
# screen = pygame.display.set_mode((480,700))
```
2.5、简单的游戏循环
- 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 游戏循环
- 所谓的 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
- 提示：游戏的窗口不需要重复创建
```
# 创建游戏主窗口 宽度：480 高度：700
screen = pygame.display.set_mode((480,700))
# 游戏循环
while True:
       pass
```

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

三、理解图像并实现图像绘制

3.1、在游戏中，能够看到的 游戏元素 大多数是图像
- 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

3.2、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('图片路径') 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

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

import pygame

# 1、初始化游戏模块
pygame.init()

# 2、创建游戏窗口 宽度：480 高度：700
screen = pygame.display.set_mode((480,700))

# 绘制背景图像
# 2.1、加载图像数据(.代表当前目录)
bg = pygame.image.load("./images/background.png")
# 2.2、blit 绘制图像到屏幕
screen.blit(bg,(0, 0))
# 2.3、update 更新屏幕显示
pygame.display.update()

while True:
         pass

# 3、退出游戏，卸载加载的所有模块，
pygame.quit()

3.3、理解 update() 方法的作用

可以在 screen 对象完成所有 bilt 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（可以理解为 油画的画布）
- screen.blit 方法可以在画布上绘制很多图形
  - 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

四、理解游戏循环和游戏时钟

4.1、游戏中的动画实现原理
- 跟电影的实现原理类似，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
4.2、游戏循环 （意味着游戏的正式开始）
- 游戏的两个组成部分：游戏初始化 和 游戏循环
  游戏的两个组成部分
- 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
4.3、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：
  - (1)、在 游戏初始化 创建一个 时钟对象
  - (2)、在 游戏循环 中让时钟对象调用 tick(帧率) 方法
- tick 方法会根据 上次调用的时间，自动设置 游戏循环 中的延时
```
# 设置时钟对象
clock = pygame.time.Clock()

# 游戏循环意味着游戏的开始
while True:
     # 可以指定循环体内部代码执行的帧率
     clock.tick(60)
     pass
```

4.4、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 减 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

import pygame

# 1、初始化游戏，加载所有的模块
pygame.init()

# 2、创建游戏窗口 宽度：480 高度：700
screen = pygame.display.set_mode((480, 700))

# 绘制背景图像
# 2.1、加载图像数据
bg = pygame.image.load("./images/background.png")
# 2.2、blit 绘制图像
screen.blit(bg, (0, 0))

# 加载英雄图像数据
hero = pygame.image.load("./images/me1.png")
 # blit 绘制英雄图像
screen.blit(hero, (150,500))

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

# 定义 英雄的初始位置
hero_rect = pygame.Rect(150,500,102,126)

# 2.4、设置时钟对象
clock = pygame.time.Clock()

# 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(60)

      # 修改飞机的位置
      hero_rect.y -= 1

      # 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()

# 3、退出游戏，卸载加载的所有模块，
pygame.quit()

4.5、在游戏循环中监听事件
- 事件 event
  - 就是游戏启动后，用户针对游戏所坐的操作
  - 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，才能有针对性的做出相应
- 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 （用户在同一事件做很多的事情）
- 提示：这段代码非常的固定，很多 pygame 游戏都 大同小异
  
  效果图
```
# 游戏循环
while True:
      # 设置屏幕刷新的帧率
      clock.tick(60)

      # 事件的监听(捕获事件)
      for event in pygame.event.get():

            #  判断用户是否点击了关闭按钮
            if event.type == pygame.QUIT:
                 print("退出游戏")
                
                 # 卸载所有的模块
                 pygame.quit()

                 # 直接退出系统（终止当前正在执行的程序）
                 exit()
```

五、精灵和精灵组

5.1、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
- 为了简化开发的步骤，pygame 提供了两个类
  - pygame.sprite.Spring -- 存储 图像数据 image 和 位置 rect 的对象
  - pygame.sprite.Group
    精灵和精灵组
提示：有了精灵和精灵组,仍然要调用 pygame.display.update() 才能在屏幕看到最终的结果
5.2、派生精灵子类
- (1)、新建 plan_sprites.py 文件
- (2)、定义 GameSprite 继承于 pygame.sprite.Sprite
- 注意：
  - 如果一个类的父类不是 object,在重写 初始化方法 的时候，一定要先 super() 一下父类的 __init__方法
  - 在保证父类中实现的__init__ 代码能够正常执行
    GameSprite
- 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 pygame.Rect(0,0,图像宽，图像高) 的对象
```
import pygame

class GameSprites(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):

        # 在屏幕的垂直方向移动
        self.rect.y = self.speed
```
5.3、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 plan_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 upate() 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，然精灵组中的所有精灵调用 update 方法更新位置
    - draw(screen) 方法，在 screen 上绘制精灵组中所有精灵
- 代码：
```
# 创建敌机的精灵对象
enemy1 = GameSprite("./images/enemy1.png")
enemy2 = GameSprite("./images/enemy1.png")
# 创建敌机的精灵组
enemy_group = pygame.sprite.Group(enemy1, enemy2)

# 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)
```

5.4、到目前位置所有的代码

plan_main.py 文件

import pygame
from plan_sprites import *

# 1、初始化游戏，加载所有的模块
pygame.init()

# 2、创建游戏窗口 宽度：480 高度：700
screen = pygame.display.set_mode((480, 700))

# 绘制背景图像
# 2.1、加载图像数据
bg = pygame.image.load("./images/background.png")
# 2.2、blit 绘制图像
screen.blit(bg, (0, 0))

# 加载英雄图像数据
hero = pygame.image.load("./images/me1.png")
# blit 绘制英雄图像
screen.blit(hero, (150,500))

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

# 定义 英雄的初始位置
hero_rect = pygame.Rect(150,500,102,126)

# 2.4、设置时钟对象
clock = pygame.time.Clock()

# 创建敌机的精灵对象
enemy1 = GameSprites("./images/enemy1.png")
enemy2 = GameSprites("./images/enemy1.png",2)
# 创建敌机的精灵组
enemy_group = pygame.sprite.Group(enemy1, enemy2)

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

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

           #  判断用户是否点击了关闭按钮
           if event.type == pygame.QUIT:
                    print("退出游戏")
                    # 卸载所有的模块
                    pygame.quit()

                    # 直接退出系统
                    exit()

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

      # 修改飞机的位置
      hero_rect.y -= 1

      # 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()

# 3、退出游戏，卸载加载的所有模块，
pygame.quit()

plan_sprites.py

import pygame

class GameSprites(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):

         # 在屏幕的垂直方向移动
         self.rect.y += self.speed

Python:飞机大战游戏2：pygame 快速入门

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