- Python非常受欢迎的一个原因是它的应用领域非常广泛,其中就包括游戏开发。而是用Python进行游戏开发的首选模块就是PyGame。
1. 初识Pygame
- PyGame是跨平台Python模块,专为电子游戏设计,包含图像、声音等,创建在SDL(Simple DirectMedia Layer)基础上,允许实时电子游戏研发而不会被低级语言,如C语言或是更低级的汇编语言束缚。基于这样一个设想,所有需要的游戏功能和理念(主要是图像方面)都完全简化为游戏逻辑本身,所有的资源结构都可以由高级语言(如Python)提供。
1. 安装Pygame
- PyGame的官方网址是www.pygame.org。在该网址中可以查看PyGame的相关文档。PyGame的安装命令很简单:
pip install pygame
import pygamepygame.ver
- 运行结果如下:
2. Pygame常用模块
- Pygame做游戏开发的优势在于不需要过多地考虑底层相关的内容,可以把工作中心放在游戏逻辑上。例如,PyGame中集成了很多和底层相关的模块,如访问显示设备、管理事件、使用字体等。
- Pygame常用模块如下:
模块名 | 功能 |
---|
pygame.cdrom | 访问光驱。 |
pygame.cursors | 加载光标。 |
pygame.display | 访问显示设备。 |
pygame.draw | 绘制形状、线和点。 |
pygame.event | 管理事件。 |
pygame.font | 使用字体。 |
pygame.image | 加载和存储图片。 |
pygame.joystick | 使用游戏手柄或类似的东西。 |
pygame.key | 读取键盘按键。 |
pygame.mixer | 声音。 |
pygame.mouse | 鼠标。 |
pygame.movie | 播放视频。 |
pygame.music | 播放音乐。 |
pygame.overlay | 访问高级视频叠加。 |
pygame.rect | 管理矩形区域。 |
pygame.sndarray | 操作声音数据。 |
pygame.sprite | 操作移动图像。 |
pygame.surface | 管理图像和屏幕。 |
pygame.surfarray | 管理点阵图像数据。 |
pygame.time | 管理时间和帧信息。 |
pygame.transform | 缩放和移动图像。 |
- 使用Pygame的display模块和event模块创建一个PyGame窗口,代码如下:
# -*- coding: utf-8 -*-import sys # 导入sys模块import pygame # 导入pygame模块pygame.init()# 初始化pygamesize = width, height = 320, 240 # 设置窗口尺寸screen = pygame.display.set_mode(size)# 显示窗口# 执行死循环,确保窗口一直显示while True:# 检查事件for event in pygame.event.get():# 遍历所有事件if event.type == pygame.QUIT: # 如果单击关闭窗口,则退出sys.exit()pygame.quit() # 退出pygame
- 运行结果如下:
2. 制作一个跳跃的小球游戏(Pygame基本使用)
- 创建一个游戏窗口,然后在窗口内创建一个小球。以一定速度移动小球,当小球碰到游戏窗口的边缘时,小球弹回,继续移动。
(1)创建一个游戏窗口,宽高设置640*480:
import sysimport pygamepygame.init() size = width,height=640,480 screen = pygame.display.set_mode(size)
- 上述代码中,首先导入pygame模块,然后调用init()方法初始化pygame模块。接下来设置窗口的宽和高,最后使用display模块显示窗体。
- display模块的常用方法:
方法名 | 功能 |
---|
pygame.display.init | 初始化display模块。 |
pygame.display.quit | 结束display模块。 |
pygame.display.get_init | 如果display模块已经被初始化,则返回True。 |
pygame.display.set_mode | 初始化一个准备显示的界面。 |
pygame.display.get_surface | 获取当前的Surface对象。 |
pygame.display.flip | 更新整个待显示的Surface对象到屏幕上。 |
pygame.display.update | 更新部分内容显示到屏幕上,如果没有参数则与flip功能相同。 |
(2)运行上述代码,会出现一个一闪而过的黑色窗口,这是因为程序执行完成后会自动关闭。如果让窗口一直显示,需要使用while True让程序一直执行,此外,还需要设置关闭按钮。代码具体如下: | |
import sysimport pygame pygame.init() size = width, height = 640, 480screen = pygame.display.set_mode(size) while True:for event in pygame.event.get():if event.type == pygame.QUIT: sys.exit()pygame.quit()
- 上述代码中,添加了轮询事件检测。pygame.event.get()能够获取事件队列,使用for…in遍历事件,然后根据type属性判断事件类型。这里的事件处理方式与GUI类似,如event.type等于pygame.GUIT表示检测到关闭pygame窗口事件,pygame.KEYDOWN表示键盘按下事件,pygame.MOUSEBUTTONDOWN表示鼠标按下事件等。
(3)在窗口中添加小球。我们先准备好一张ball.png图片,然后加载该图片,最后将图片显示在窗口中:
import sysimport pygame pygame.init() size = width, height = 640, 480 screen= pygame.display.set_mode(size) color = (0, 0, 0) ball = pygame.image.load("ball.png")ballrect = ball.get_rect()while True:for event in pygame.event.get():if event.type == pygame.QUIT:sys.exit()screen.fill(color)screen.blit(ball, ballrect)pygame.display.flip()pygame.quit()
- 上述代码使用image模块的load()方法加载图片,返回值ball是一个Surface对象。Surface是用来代表图片的pygame对象,可以对一个Surface对象进行涂画、变形、复制等各种操作。事实上,屏幕也只是一个surface,pygame.display.set_mode就返回一个屏幕Surface对象。如果将ball这个Surface对象画到screen.Surface对象,需要使用blit()方法,最后使用display模块的flip方法更新整个待显示的Surface对象到屏幕上。
- 运行结果如下:
- Surface对象的常用方法如下:
方法名 | 功能 |
---|
pygame.Surface.blit | 将一个图像画到另一个图像上。 |
pygame.Surface.convert | 转换图像的像素格式。 |
pygame.Surface.convert_alpha | 转换图像的像素格式,包含alpha通道的转换。 |
pygame.Surface.fill | 使用颜色填充Surface |
pygame.Surface.get_rect | 获取Surface的矩形区域。 |
(4)下面该让小球动起来了。ball.get_rect()方法返回值ballrect()方法返回值ballrect是一个Rect对象,该对象有一个move()方法可用于移动矩形。move(x,y)函数有两个参数,第一个参数是X轴移动的距离,第二个参数是Y轴移动的距离。窗体左上角坐标为(0,0),例如move(100,50)。
- 为实现小球不停地移动,将move()函数添加到while循环内:
import sysimport pygamepygame.init()size = width, height = 640, 480screen = pygame.display.set_mode(size)color = (0, 0, 0)ball = pygame.image.load("ball.png")ballrect = ball.get_rect() speed = [5, 5] while True:for event in pygame.event.get():if event.type == pygame.QUIT:sys.exit()ballrect = ballrect.move(speed)screen.fill(color)screen.blit(ball, ballrect) pygame.display.flip()pygame.quit()
- 运行上述代码,小球在屏幕中一闪而过,此时,小球并没有真正消失,而是移动到窗体外了,此时需要添加碰撞检测的功能。当小球与窗体的任一边缘发生碰撞,则改变小球的移动方向:
import sysimport pygame pygame.init()size = width, height = 640, 480screen = pygame.display.set_mode(size) color = (0, 0, 0) ball = pygame.image.load("ball.png")ballrect = ball.get_rect()speed = [1, 1]while True:for event in pygame.event.get():if event.type == pygame.QUIT: sys.exit()ballrect = ballrect.move(speed) if ballrect.left < 0 or ballrect.right > width:speed[0] = -speed[0]if ballrect.top < 0 or ballrect.bottom > height:speed[1] = -speed[1]screen.fill(color)screen.blit(ball, ballrect) pygame.display.flip() pygame.quit()
- 上述代码中,添加了碰撞检测功能。如果球碰到左右边缘,则更改X轴数据为负数;如果碰到上下边缘,则改Y轴数据为负数。
- 运行结果如下:
(6)运行上述代码发现好像有多个小球在飞快移动,这是因为运行上述代码的时间非常短,导致肉眼错觉,因此需要添加一个“时钟”来控制程序运行时间。用pygame的time模块控制。使用pygame时钟前,必须先创建一个Clock对象的一个实例,然后在while循环中设置多长时间运行一次。代码如下:
import sysimport pygamepygame.init() size = width, height = 640, 480screen = pygame.display.set_mode(size)color = (0, 0, 0)ball = pygame.image.load("ball.png")ballrect = ball.get_rect() speed = [5, 5] clock = pygame.time.Clock() while True:clock.tick(60)for event in pygame.event.get():if event.type == pygame.QUIT: sys.exit()ballrect = ballrect.move(speed)if ballrect.left < 0 or ballrect.right > width:speed[0] = -speed[0]if ballrect.top < 0 or ballrect.bottom > height:speed[1] = -speed[1]screen.fill(color) screen.blit(ball, ballrect) screen.blit(ball, ballrect) pygame.display.flip()pygame.quit()
- 至此,就完成了跳跃的小球游戏。
- 运行效果如下:
3. 开发Flappy Bird游戏
- 游戏的素材可以从该网站上找自己喜欢的:https://www.aigei.com/s?tab=file&type=2d&q=flappy+bird&page=3#resContainer
- 也可以使用我下载的:
1. 游戏简介
- Flappy Bird是一款鸟类飞行游戏,由越南河内独立游戏开发者阮哈东(DongNguyen)开发。在Flappy Bird这款游戏中,玩家只需要用一根手指来操控,单击触摸手机屏幕,小鸟就会往上飞,不断地单击就会不断地往高处飞。放松手指,则会快速下降。所以玩家要控制小鸟一直向前飞行,然后注意躲避途中高低不平的管子。如果小鸟碰到了障碍物,游戏就会结束。每当小鸟飞过一组管道,玩家就会获得一分。
2. 游戏分析
- 在Flappy Bird中,主要有两个对象:小鸟和管道。可以创建Bird类和Pineline类来分别表示这两个对象。小鸟可以通过上下移动来躲避管道,所以在Bird类中创建一个birdUpdate()方法,实现小鸟的上下移动。为了体现小鸟向前飞行的特征,可以让管道一直向左侧移动,这样在窗口中就好像小鸟在向前飞行。所以,在Pineline类中也创建了一个updatePipline()方法,实现管道的向左移动。此外,还创建了3个函数:createMap()函数用于绘制地图;checkDead()函数用于判断小鸟的生命状态;getResult()函数用于获取最终分数。最后在主逻辑中实例化类并调用相关方法,实现相应功能。
3. 搭建主框架
- 通过前面分析,我们可以搭建起Flappy Bird游戏的主框架。Flappy Bird游戏有两个对象:小鸟和管道。先来创建这两个类,类中的具体方法可以先使用pass语句替代。然后创建一个绘制地图的函数createMap()。最后,在主逻辑中绘制背景图片。关键代码如下:
import pygameimport sysimport randomclass Bird(object):"""定义一个鸟类"""def __init__(self):"""定义初始化方法"""passdef birdUpdate(self):passclass Pipeline(object):"""定义一个管道类"""def __init__(self):"""定义初始化方法"""passdef updatePipeline(self):"""水平移动"""passdef createMap(screen, background):"""定义创建地图的方法"""screen.fill((255, 255, 255)) screen.blit(background, (0, 0))pygame.display.update()if __name__ == "__main__":"""主程序"""pygame.init() size = width, height = 400, 720screen = pygame.display.set_mode(size)clock = pygame.time.Clock()Pipeline = Pipeline() Bird = Bird()while True:clock.tick(60) for event in pygame.event.get():if event.type == pygame.QUIT:sys.exit()background = pygame.image.load("assets/background.png") createMap(screen, background)pygame.quit()
- 运行结果如下:
4. 创建小鸟类
- 下面创建小鸟类。该类需要初始化很多参数,所以定义一个__init__()方法,用来初始化各种参数,包括鸟飞行的几种状态、飞行的速度、跳跃的高度等。然后定义birdUpdate()方法,该方法用于实现小鸟的跳跃和坠落。接下来,在主逻辑的轮询事件中添加键盘按下事件或鼠标单击事件,如按下鼠标,使小鸟上升等。最后,在createMap()方法中显示小鸟的图像。
import pygameimport sysimport random Bird(object):"""定义一个鸟类"""def __init__(self):"""定义初始化方法"""self.birdRect = pygame.Rect(65, 50, 50, 50)self.birdStatus = [pygame.image.load("assets/1.png"), pygame.image.load("assets/2.png"), pygame.image.load("assets/dead.png")]self.status = 0 self.birdX = 120 self.birdY = 350self.jump = Falseself.jumpSpeed = 10self.gravity = 5self.dead = False def birdUpdate(self):if self.jump:self.jumpSpeed -= 1self.birdY -= self.jumpSpeedelse:self.gravity += 0.2 self.birdY += self.gravityself.birdRect[1] = self.birdYclass Pipeline(object):"""定义一个管道类"""def __init__(self):"""定义初始化方法"""passdef updatePipeline(self):"""水平移动"""passdef createMap(screen, background):"""定义创建地图的方法"""screen.fill((255, 255, 255)) screen.blit(background, (0, 0))if Bird.dead: Bird.status = 2elif Bird.jump:Bird.status = 1screen.blit(Bird.birdStatus[Bird.status], (Bird.birdX, Bird.birdY))Bird.birdUpdate() pygame.display.update()if __name__ == "__main__":"""主程序"""pygame.init() size = width, height = 400, 720screen = pygame.display.set_mode(size)clock = pygame.time.Clock()Pipeline = Pipeline() Bird = Bird()while True:clock.tick(60) for event in pygame.event.get():if event.type == pygame.QUIT:sys.exit()if (event.type == pygame.KEYDOWN or event.type == pygame.MOUSEBUTTONDOWN) and not Bird.dead:Bird.jump = True Bird.gravity = 5Bird.jumpSpeed = 10 background = pygame.image.load("assets/background.png") createMap(screen, background)pygame.quit()
- 上述代码在Bird类中设置了birdStatus属性,该属性是一个鸟类图片的列表,列表中显示鸟类的3种飞行状态,根据小鸟的不同状态加载相应的图片。在birdUpdate()方法中,为了达到较好的动画效果,使用jumpSpeed和gravity两个属性逐渐变化。运行上述代码,在窗体内创建一只鸟,默认情况下小鸟会一直下降。当单击一下鼠标或按一下键盘,小鸟会跳跃一下,高度上升。运行效果如下图:
5. 创建管道类
- 创建完鸟类之后,我们来创建管道类。同样,在_init_()方法中初始化各种参数,包括设置管道的坐标,加载上下管道图片等。然后在updatePipline()方法中,定义管道向左移动的速度,并且当管道移出屏幕时重新绘制下一组管道。最后,在createMap()函数中显示管道。关键代码如下:
import pygameimport sysimport random Bird(object):"""定义一个鸟类"""def __init__(self):"""定义初始化方法"""self.birdRect = pygame.Rect(65, 50, 50, 50)self.birdStatus = [pygame.image.load("assets/1.png"), pygame.image.load("assets/2.png"), pygame.image.load("assets/dead.png")]self.status = 0 self.birdX = 120 self.birdY = 350self.jump = Falseself.jumpSpeed = 10self.gravity = 5self.dead = False def birdUpdate(self):if self.jump:self.jumpSpeed -= 1self.birdY -= self.jumpSpeedelse:self.gravity += 0.2 self.birdY += self.gravityself.birdRect[1] = self.birdYclass Pipeline(object):"""定义一个管道类"""def __init__(self):"""定义初始化方法"""self.wallx = 400self.pineUp = pygame.image.load("assets/top.png") self.pineDown = pygame.image.load("assets/bottom.png") def updatePipeline(self):"""管道水平移动方法"""self.wallx -= 5if self.wallx < -80:self.wallx = 400def createMap(screen, background):"""定义创建地图的方法"""screen.fill((255, 255, 255)) screen.blit(background, (0, 0))screen.blit(Pipeline.pineUp, (Pipeline.wallx, -300)) screen.blit(Pipeline.pineDown, (Pipeline.wallx, 500))Pipeline.updatePipeline()if Bird.dead: Bird.status = 2elif Bird.jump:Bird.status = 1screen.blit(Bird.birdStatus[Bird.status], (Bird.birdX, Bird.birdY))Bird.birdUpdate() pygame.display.update()if __name__ == "__main__":"""主程序"""pygame.init() size = width, height = 400, 720screen = pygame.display.set_mode(size)clock = pygame.time.Clock()Pipeline = Pipeline() Bird = Bird()while True:clock.tick(60) for event in pygame.event.get():if event.type == pygame.QUIT:sys.exit()if (event.type == pygame.KEYDOWN or event.type == pygame.MOUSEBUTTONDOWN) and not Bird.dead:Bird.jump = True Bird.gravity = 5Bird.jumpSpeed = 10 background = pygame.image.load("assets/background.png") createMap(screen, background)pygame.quit()
- 上述代码中,在createMap()函数中,设置先显示管道,再显示小鸟。这样做的目的是,当小鸟与管道图像重合的时候,小鸟的图像显示在上层,而管道的图像显示在底层。运行结果如下:
6. 计算得分
- 当小鸟飞过管道时,玩家得分加1.这里对于飞过管道的逻辑做了简化处理:当管道移动到窗体左侧一定距离后,默认小鸟飞过管道,使分数加1,并显示在屏幕上。在updatePipeline()方法中实现该功能。代码如下:
import pygameimport sysimport random Bird(object):"""定义一个鸟类"""def __init__(self):"""定义初始化方法"""self.birdRect = pygame.Rect(65, 50, 50, 50)self.birdStatus = [pygame.image.load("assets/1.png"), pygame.image.load("assets/2.png"), pygame.image.load("assets/dead.png")]self.status = 0 self.birdX = 120 self.birdY = 350self.jump = Falseself.jumpSpeed = 10self.gravity = 5self.dead = False def birdUpdate(self):if self.jump:self.jumpSpeed -= 1self.birdY -= self.jumpSpeedelse:self.gravity += 0.2 self.birdY += self.gravityself.birdRect[1] = self.birdYclass Pipeline(object):"""定义一个管道类"""def __init__(self):"""定义初始化方法"""self.wallx = 400self.pineUp = pygame.image.load("assets/top.png") self.pineDown = pygame.image.load("assets/bottom.png") def updatePipeline(self):"""管道水平移动方法"""self.wallx -= 5if self.wallx < -80:global scorescore += 1self.wallx = 400def createMap(screen, background, font):"""定义创建地图的方法"""screen.fill((255, 255, 255)) screen.blit(background, (0, 0))screen.blit(Pipeline.pineUp, (Pipeline.wallx, -100)) screen.blit(Pipeline.pineDown, (Pipeline.wallx, 500))Pipeline.updatePipeline()if Bird.dead: Bird.status = 2elif Bird.jump:Bird.status = 1screen.blit(Bird.birdStatus[Bird.status], (Bird.birdX, Bird.birdY))Bird.birdUpdate() screen.blit(font.render("score: " + str(score), -1, (255, 255, 255)), (230, 20))pygame.display.update()if __name__ == "__main__":"""主程序"""pygame.init() pygame.font.init()font = pygame.font.SysFont(None, 50)size = width, height = 400, 680screen = pygame.display.set_mode(size)clock = pygame.time.Clock()Pipeline = Pipeline() Bird = Bird()score = 0while True:clock.tick(60) for event in pygame.event.get():if event.type == pygame.QUIT:sys.exit()if (event.type == pygame.KEYDOWN or event.type == pygame.MOUSEBUTTONDOWN) and not Bird.dead:Bird.jump = True Bird.gravity = 5Bird.jumpSpeed = 10 background = pygame.image.load("assets/background.png") createMap(screen, background, font)pygame.quit()
- 运行效果如下:
7. 碰撞检测
- 当小鸟与管道相碰撞时,小鸟颜色变为灰色,游戏结束,并且显示总分数。在checkDead()函数中通过pygame.Rect()可以分别获取小鸟的矩形区域对象和管道的矩形区域对象,该对象有一个colliderect()方法可以判断俩各个矩形区域是否相碰撞。如果相碰撞,设置Bird.dead属性为True。此外,当小鸟飞出窗体时,也设置Bird.dead属性为True。最后,用两行文字显示总成绩。关键代码如下:
import pygameimport sysimport random Bird(object):"""定义一个鸟类"""def __init__(self):"""定义初始化方法"""self.birdRect = pygame.Rect(65, 50, 50, 50)self.birdStatus = [pygame.image.load("assets/1.png"), pygame.image.load("assets/2.png"), pygame.image.load("assets/dead.png")]self.status = 0 self.birdX = 120 self.birdY = 350self.jump = Falseself.jumpSpeed = 10self.gravity = 5self.dead = False def birdUpdate(self):if self.jump:self.jumpSpeed -= 1self.birdY -= self.jumpSpeedelse:self.gravity += 0.2 self.birdY += self.gravityself.birdRect[1] = self.birdYclass Pipeline(object):"""定义一个管道类"""def __init__(self):"""定义初始化方法"""self.wallx = 400self.pineUp = pygame.image.load("assets/top.png") self.pineDown = pygame.image.load("assets/bottom.png") def updatePipeline(self):"""管道水平移动方法"""self.wallx -= 5if self.wallx < -80:global scorescore += 1self.wallx = 400def createMap(screen, background, font):"""定义创建地图的方法"""screen.fill((255, 255, 255)) screen.blit(background, (0, 0))screen.blit(Pipeline.pineUp, (Pipeline.wallx, -100)) screen.blit(Pipeline.pineDown, (Pipeline.wallx, 500))Pipeline.updatePipeline()if Bird.dead: Bird.status = 2elif Bird.jump:Bird.status = 1screen.blit(Bird.birdStatus[Bird.status], (Bird.birdX, Bird.birdY))Bird.birdUpdate() screen.blit(font.render("score: " + str(score), -1, (255, 255, 255)), (230, 20))pygame.display.update()def checkDead():upRect = pygame.Rect(Pipeline.wallx, -100,Pipeline.pineUp.get_width() - 10, Pipeline.pineUp.get_height())downRect = pygame.Rect(Pipeline.wallx, 500, Pipeline.pineDown.get_width() - 10, Pipeline.pineDown.get_height())if upRect.colliderect(Bird.birdRect) or downRect.colliderect(Bird.birdRect):Bird.dead = Truereturn Trueelse:return Falsedef getResult():final_text1 = "Game over"final_text2 = "Your final score is: " + str(score)ft1_font = pygame.font.SysFont("Arial", 70)ft1_surf = ft1_font.render(final_text1, 1, (242, 3, 36)) ft2_font = pygame.font.SysFont("Arial", 50) ft2_surf = ft2_font.render(final_text2, 1, (253, 177, 6))screen.blit(ft1_surf, [screen.get_width() / 2 - ft1_surf.get_width() / 2, 100])screen.blit(ft2_surf, [screen.get_width() / 2 - ft2_surf.get_width() / 2, 200])pygame.display.flip()if __name__ == "__main__":"""主程序"""pygame.init() pygame.font.init()font = pygame.font.SysFont(None, 50)size = width, height = 400, 680screen = pygame.display.set_mode(size)clock = pygame.time.Clock()Pipeline = Pipeline() Bird = Bird()score = 0while True:clock.tick(60) for event in pygame.event.get():if event.type == pygame.QUIT:sys.exit()if (event.type == pygame.KEYDOWN or event.type == pygame.MOUSEBUTTONDOWN) and not Bird.dead:Bird.jump = True Bird.gravity = 5Bird.jumpSpeed = 10 background = pygame.image.load("assets/background.png") if checkDead(): getResult() else:createMap(screen, background, font)pygame.quit()
- 上述代码的checkDead()方法中,upRect.colliderect(Bird.birdRect)用于检测小鸟的矩形区域是否与上管道的矩形区域相撞,colliderect()函数的参数是另一个矩形区域对象。碰撞后小鸟死亡的情况如下图:
- 本实例已经实现了Flappy Bird的基本功能,但还有很多需要完善的地方,如设置游戏的难度,包括设置管道的高度、小鸟的飞行速度等。
4. 小结
- 主要讲解了如何使用Pygame开发游戏。首先通过一个跳跃的小球游戏来了解Pygame的基本使用方法,然后利用Python逐步开发一个知名游戏Flappy Bird。通过本章的学习,可以掌握Pygame的基础知识,并使用Python面向对象的思维方式开发一个Python小游戏,进一步体会Python编程的乐趣。