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Pygame - Python游戏编程入门(2)

2024-11-28 10:12:02   202人阅读

前言

　　前几天我们做出了一个可控制的飞机，今天我们来做一些小改进，这是代码的一些小改进，却是我们小游戏的一大改进啊~(╯°口°)╯(┴—┴ 然后再引进另外一个主题，pygame.sprite，精灵模块，那它究竟又有什么用呢？

 

正片开始~

　　1. 对主循环的优化

　　记得我们的上一个版本吗？我们在主循环中不断地绘制背景和飞机，这样的做法其实很消耗cpu资源的，但在这种现象在我们的demo中并不明显，这是为什么呢？我想主要原因应该是我们使用了update()函数（部分刷新，surface与surface之间变化的地方刷新）和我们画面上控制的元素少，如果我们在一个surface上控制上百个球运动，然后主循环无限刷，想必一定会给cpu带来很多不必要的负担；这里为什么用“不必要”这个词呢？是因为人眼几乎不能分辨出70fps以上的画面，那我们也就没有必要把资源花在无休止地提高刷新率上了。

　　其实我们只需要新增两条语句就达到目的了~

1 ...2 clock = pygame.time.Clock()3 ...4 while True5     clock.tick(60)6 ...

pygame.time.Clock()帮我们创建一个记录时间的对象；clock.tick(60)就是限制游戏最大帧率（framerate）为60，tick()函数要求出现在每一帧里，其实也就是主循环里。不过tick()函数仅仅是限制最大帧率，也就是说很可能由于游戏画面太复杂或者机器性能不佳，帧率达不到参数值。不过即使是这样，这个函数也帮上大忙了~

 

　　2. 关于精灵（pygame.sprite）模块

　　究竟什么是精灵，这个问题比较泛，据说“精灵”这个词源自于游戏加速的硬件设备，不过随着硬件的升级，似乎现代计算机也不需要专门的加速硬件了。不过在游戏中我们通常认为它就是一个独立的画面元素，它拥有一些属性和资源，可以和其它画面元素进行交互。我对游戏编程不太了解，只能做这等表面的认识了... 囧rz。不过在pygame.sprite中，精灵是一个很容易理解的概念。我们可以简单地把它理解为一个可以和画面交互的图片，而事实上精灵模块也是一个轻量级（lightweight）的模块，文档自己也说它是“entirely optional”，所以说，即使你不用精灵模块，也是没有问题的。

　　那为什么还要说啊！？(╯°口°)╯(┴—┴ 那是因为精灵模块也提供了相应的便利，主要体现在两个方面：一个是可以同时控制多个运动的元素，另一个是可以帮我们实现精灵间的碰撞检测。我举个例子：一个可玩的2d射击游戏，同一时间画面上绝对不止一个敌人，不止一颗子弹，不止一个运动的物体；再想想我们之前写的控制飞机的代码，如何接收事件，如何不飞出窗口等等；如果所有代码都用我们前面的方法实现，那我们需要管理的内容就会很多；如果能有一个模块可以帮我们管理一类画面元素，那不就方便很多吗？ (°∀°)?

　　现在我们看一个例子：

 

 1 # -*- coding = utf-8 -*- 2  3 import pygame 4 from pygame.locals import * 5 from sys import exit 6 from random import randint 7  8 SCREEN_WIDTH = 480 9 SCREEN_HEIGHT = 64010 11 # Player类 -- 继承自pygame.sprite.Sprite12 class Player(pygame.sprite.Sprite):13     def __init__(self, initial_position):14         pygame.sprite.Sprite.__init__(self)     #※ 父构造函数15         self.image = pygame.Surface([10, 10])   #※ 精灵图片Surface16         self.image.fill((0, 0, 0))17         self.rect = self.image.get_rect()       #※ 精灵图片的大小18         self.rect.topleft = initial_position    #※ 精灵图片的位置19 20         self.speed = 621     22     def update(self):23         self.rect.left += self.speed24         if self.rect.left > SCREEN_WIDTH:            25             self.kill()26 27 pygame.init()28 clock = pygame.time.Clock()29 screen = pygame.display.set_mode([SCREEN_WIDTH, SCREEN_HEIGHT])30 31 # 建立精灵组32 group = pygame.sprite.Group()33 34 while True:35     clock.tick(10)36     print(len(group.sprites()))37     38     for event in pygame.event.get():39         if event.type == QUIT:40             pygame.quit()41             exit()42 43     # 绘制背景44     screen.fill((255,255,255))45 46     # 不断往精灵组中添加精灵47     group.add(Player((randint(0, SCREEN_WIDTH), randint(0, SCREEN_HEIGHT))))48     49     # 将每个精灵更新后显示在Screen上50     group.update()51     group.draw(screen)52     53     pygame.display.update()

 

　　运行程序，我们可以看到满天繁星~

技术分享

 

　　我们现在再来解释一下程序：

　　其实程序主体就分为几部分，继承Sprite类编写自己的类；建立精灵组；控制精灵组行为；绘制精灵组成员到screen上。

　　在类中，两个主要属性，self.image和self.rect；一个主要方法，self.update()，其实在Sprite类中，update函数是空的，我们重写这个函数主要是方便当我们把精灵添加到组时，调用Group.update()会调用全体精灵的update()，这样我们就方便控制全体精灵的行为了。我已经把代码写的很精练，相信大家都能看得懂。还有一点，当精灵“飞”出屏幕时，我们调用kill()函数，将其从组中移除，回收资源。

 

　　3. 将Hero封装成类

　　哈哈，说了这么多，现在正式开始大业！改一改之前的代码，将Hero封装起来~

 

  1 # -*- coding = utf-8 -*-  2 """  3 @author: Will Wu  4 """  5   6 import pygame                   # 导入pygame库  7 from pygame.locals import *     # 导入pygame库中的一些常量  8 from sys import exit            # 导入sys库中的exit函数  9  10 # 玩家类 11 class Hero(pygame.sprite.Sprite): 12      13     def __init__(self, hero_surface, hero_init_pos): 14         pygame.sprite.Sprite.__init__(self)             15         self.image = hero_surface 16         self.rect = self.image.get_rect() 17         self.rect.topleft = hero_init_pos 18         self.speed = 6 19  20     def move(self, offset): 21         x = self.rect.left + offset[pygame.K_RIGHT] - offset[pygame.K_LEFT] 22         y = self.rect.top + offset[pygame.K_DOWN] - offset[pygame.K_UP] 23         if x < 0: 24             self.rect.left = 0 25         elif x > SCREEN_WIDTH - self.rect.width: 26             self.rect.left = SCREEN_WIDTH - self.rect.width 27         else: 28             self.rect.left = x 29              30         if y < 0: 31             self.rect.top = 0 32         elif y > SCREEN_HEIGHT - self.rect.height: 33             self.rect.top = SCREEN_HEIGHT - self.rect.height 34         else: 35             self.rect.top = y 36  37 # 定义窗口的分辨率 38 SCREEN_WIDTH = 480 39 SCREEN_HEIGHT = 640 40  41 # 定义画面帧率 42 FRAME_RATE = 60 43  44 # 定义动画周期（帧数） 45 ANIMATE_CYCLE = 30 46  47 ticks = 0 48 clock = pygame.time.Clock() 49 offset = {pygame.K_LEFT:0, pygame.K_RIGHT:0, pygame.K_UP:0, pygame.K_DOWN:0} 50  51            52 # 初始化游戏 53 pygame.init()                   # 初始化pygame 54 screen = pygame.display.set_mode([SCREEN_WIDTH, SCREEN_HEIGHT])     # 初始化窗口 55 pygame.display.set_caption(‘This is my first pygame-program‘)       # 设置窗口标题 56  57 # 载入背景图 58 background = pygame.image.load(‘resources/image/background.png‘) 59  60 # 载入飞机图片 61 shoot_img = pygame.image.load(‘resources/image/shoot.png‘) 62 # 用subsurface剪切读入的图片 63 hero_surface = [] 64 hero_surface.append(shoot_img.subsurface(pygame.Rect(0, 99, 102, 126))) 65 hero_surface.append(shoot_img.subsurface(pygame.Rect(165, 360, 102, 126))) 66 hero_pos = [200, 500] 67  68 # 创建玩家 69 hero = Hero(hero_surface[0], hero_pos) 70  71  72 # 事件循环(main loop) 73 while True: 74  75     # 控制游戏最大帧率 76     clock.tick(FRAME_RATE) 77  78     # 绘制背景 79     screen.blit(background, (0, 0)) 80  81     # 改变飞机图片制造动画 82     if ticks >= ANIMATE_CYCLE: 83         ticks = 0 84     hero.image = hero_surface[ticks//(ANIMATE_CYCLE//2)] 85  86     # 绘制飞机 87     screen.blit(hero.image, hero.rect) 88     ticks += 1 # python已略去自增运算符 89  90     # 更新屏幕 91     pygame.display.update()                                          92      93     # 处理游戏退出 94     # 从消息队列中循环取 95     for event in pygame.event.get(): 96         if event.type == pygame.QUIT: 97             pygame.quit() 98             exit() 99 100         # ※ Python中没有switch-case 多用字典类型替代101         # 控制方向       102         if event.type == pygame.KEYDOWN:103             if event.key in offset:104                 offset[event.key] = hero.speed105         elif event.type == pygame.KEYUP:106             if event.key in offset:107                 offset[event.key] = 0108 109     # 移动飞机110     hero.move(offset)

 

有了前面sprite例子的讲解，相信大家肯定可以看懂上面的代码，我们不做过多解释，因为原本的代码并没有太多逻辑上的变化，我们直奔下一环节！

 

　　4.  射！击！子！弹！

　　对！飞机大战没有枪林弹雨怎么行，所以我们终于要加入子弹了！先想想子弹有什么属性？每颗长得都一样，每颗滑行的速度都一样，但起始位置可能不一样（飞机位置移动），但屏幕上那么多子弹，怎么管理得过来？所以我们还是用Sprite类解决问题~

　　

 1 # -*- coding = utf-8 -*- 2 """ 3 @author: Will Wu 4 """ 5  6 ... 7  8 # 子弹类 9 class Bullet(pygame.sprite.Sprite):10 11     def __init__(self, bullet_surface, bullet_init_pos):12         pygame.sprite.Sprite.__init__(self)            13         self.image = bullet_surface14         self.rect = self.image.get_rect()15         self.rect.topleft = bullet_init_pos16         self.speed = 817 18     # 控制子弹移动19     def update(self):20         self.rect.top -= self.speed21         if self.rect.top < -self.rect.height:22             self.kill()23             24 25 # 玩家类26 class Hero(pygame.sprite.Sprite):27     28     def __init__(self, hero_surface, hero_init_pos):29         ...30 31         # 子弹1的Group32         self.bullets1 = pygame.sprite.Group()33 34     # 控制射击行为35     def single_shoot(self, bullet1_surface):36         bullet1 = Bullet(bullet1_surface, self.rect.midtop)37         self.bullets1.add(bullet1)38         #print("bullet‘s amount: %d" %len(self.bullets1.sprites()))39 40     ...41 42 ###########################################################################43 44 ...45 46 # bullet1图片47 bullet1_surface = shoot_img.subsurface(pygame.Rect(1004, 987, 9, 21))48 ...49 50 51 # 事件循环(main loop)52 while True:53 54     ...55 56     # 射击57     if ticks % 10 == 0:58         hero.single_shoot(bullet1_surface)59     # 控制子弹60     hero.bullets1.update()61     # 绘制子弹62     hero.bullets1.draw(screen)63 64     ...

※ “...”略去了部分代码

技术分享

　　其实新加入的代码也很容易理解，只要你明白了例子中讲解的内容，你就会觉得其实都是大同小异。这里讲几个点：第一是Hero类中没有update函数而Bullet类中重写了，这是因为，文档中也说了，update是为了我们方便控制精灵行为的，而Hero的实例只有一个，所以重写update似乎并没有什么必要，而子弹因为有很多，所以我们重写update，方便统一管理；第二个是我们在主循环中使用了ticks来控制射击频率，single_shoot()函数实际就是调用一次，就往子弹组中添加一个子弹精灵，为了避免子弹过于密集，我们需要限制发射子弹的频率。

 

 

　　至此，我们飞机这一块的内容基本完成啦~接下来就要制造敌人了！ (°∀°)?

 

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