带薪玩游戏，是多么开心的事情，我就找到了。
前段时间，公司接到一个模拟业务场景的项目，需要在图形界面上模拟业务场景，比如人跑动，拖拽物体等，从而获取不太业务场景的模拟数据。
想了一下，不就是编个游戏吗？之前写过 骰筛子，和 模拟疫情扩散 的程序，于是果断请缨……
经过一个星期的尝试，终于用 Pygame 实现了业务场景的可视化模拟，坐等收钱。
由于商务限制，无法展示模拟程序，所以今天制作一个 打猴子[1] 游戏，来介绍 Pygame 的一些用法，这个游戏也是我完成模拟程序的主要学习对象。
重识 Pygame
之前对 Pygame 的认识很肤浅，停留在画图工具的层面上。
通过学习和探索之后，才发现 Pygame 的强度功能，而且有很多框架和组件，帮助开发者提高效率，比如对象类 Sprite[2] 等。
Pygame 中 Surface 是个很重要的概念，相当于 Ps(Photo shop)[3] 的图层，图层之间可以叠加，可以相对所在图层定位，比如将背景图层相对屏幕定位后，背景图层上的其他图层可以相对于背景定位，这样就不用每次都计算一个图层想对于屏幕的具体位置了。
打猴子游戏
Chimp[4] 是 Pygame 文档中的一个示例，帮助开发者学习和理解，我们就以这个游戏为，并且在原版基础上，做了些改动，比如加入了游戏统计信息的显示等。
最终效果是这样的:
打猴子游戏
思路
打猴子游戏，就是一只猴子在不断地跑，然后用鼠标控制一个拳头去击打它，玩的过程中会记录击中次数和击中率。
根据游戏思路，游戏中有猴子和拳头两个对象，对了提高可玩性，需要添加一些音效和动作。
实现
实现过程将分为 游戏加载、对象设置、游戏主循环三个方面做说明。
游戏资源
游戏有两种资源，对象图像和声效。
图像资源可以是图片，格式可以是比如 bmp，jpg，png 等。
我们编写一个图像加载方法：
def load_image(name, colorkey=None): fullname = os.path.join('chimp_data', name) try: image = pygame.image.load(fullname) except pygame.error as message: print('Cannot load image:', name) raise SystemExit(message) image = image.convert() if colorkey is not None: if colorkey is -1: colorkey = image.get_at((0, 0)) image.set_colorkey(colorkey, RLEACCEL) return image, image.get_rect()
load_image方法用来加载一个图像，参数name为图像文件名，colorkey为需要去除的关键颜色- 利用
Pygame.image.load用图片文件创建为image对象 image.convert()的作用是对图像做适应环境的优化，以便绘制更高效- 如果
colorkey参数没有提供的话，会将图像上第一个像素颜色作为colorkey image.set_colorkey(colorkey, RLEACCEL)用于设置图像的colorkey，其中RLEACCEL作用是对colorkey做除去操作- 方法返回图像对象和图像的矩形区域，矩形区域在对象绘制时很重要
声效资源的加载也类似：
def load_sound(name): class NoneSound: def play(self): pass if not pygame.mixer: return NoneSound() fullname = os.path.join('chimp_data', name) try: sound = pygame.mixer.Sound(fullname) except pygame.error as message: print('Cannot load sound:', fullname) raise SystemExit(message) return sound
pygame.mixer是 Pygame 的声音合成器，如果电脑设备上没有声卡(声音处理组件)，将无法播放声音- 定义了一个
NoneSound类，实现了空的 play 方法，以便在没有声卡的设备上正常运行 - 最好返回声音资源
通过 load_image 和 load_sound 两个方法，就完成了游戏中资源的加载。
对象设置
现在可以定义游戏对象了，需要处理样式，形态，状态等，为了对象定义动作行为等。
如果光靠手工绘制，是很麻烦的，Pygame 提供了对象类 Sprite，只需要初始化数据，实现状态更新就可以了。
游戏需要两种对象：拳头和猴子。
拳头，需要在屏幕上显示一个拳头，并且需要跟着鼠标移动，当做打击动作时，需要变化形态，具体的代码如下：
class Fist(pygame.sprite.Sprite): def __init__(self): super().__init__(self) self.image, self.rect = load_image('fist.bmp', -1) self.punching = 0 def update(self): """拳头随鼠标移动""" pos = pygame.mouse.get_pos() self.rect.midtop = pos if self.punching: self.rect.move_ip(5, 10) def punch(self, target): """返回是否打击到目标""" if not self.punching: self.punching = 1 hitbox = self.rect.inflate(-5, -5) return hitbox.colliderect(target.rect) def unpunch(self): """结束打击""" self.punching = 0
- 在初始化方法
__init__里，用load_image加载了拳头图像，获得了image和rect，这两个属性是Sprite对象必须的 update是必须实现的Sprite方法，用来更新对象的状态：首先获得鼠标的位置坐标，并将位置赋予对象区域，即将对象区域的中上位置移动到鼠标位置，从而实现对象位置的变化- 然后判读对象是否处于击打状态，如果是则将对象的相对位置，向右移动 5 个像素，向下移动 10 个像素，表示在向下挥舞拳头
punch是自定义方法，作为外边调用的接口。调用时会设置对象状态，并返回是否击中。具体是：如果击打的话，且当前不是在击打状态时，设置状态为击打中，并将对象的区域缩小 5 个像素，即打击下去的话拳头远去，区域会缩小。colliderect方法用于做碰撞检测，即与目标的区域做判断，是否碰撞到一起unpunch也是自定方法，结束击打之后，将击打状态设置为否
仔细阅读代码就会发现，Sprite 让一个业务复杂的对象很简单地实现了，而且不用关注如何绘制。
同样的方式定义猴子对象，猴子对象需要自动移动，如果被打击到，会做旋转动作，具体代码如下：
class Chimp(pygame.sprite.Sprite): def __init__(self): super().__init__(self) self.image, self.rect = load_image('chimp.bmp', -1) screen = pygame.display.get_surface() self.area = screen.get_rect() self.rect.topleft = 60, 10 self.move = 9 self.dizzy = 0 def update(self): """根据状态调整猴子行为""" if self.dizzy: self._spin() else: self._walk() pass def _walk(self): """猴子在屏幕之间移动，当碰到屏幕边缘时返回""" newpos = self.rect.move((self.move, 0)) if not self.area.contains(newpos): self.move = -self.move newpos = self.rect.move((self.move, 0)) self.image = pygame.transform.flip(self.image, 1, 0) self.rect = newpos def _spin(self): """旋转猴子图片""" center = self.rect.center self.dizzy += 12 if self.dizzy >= 360: self.dizzy = 0 self.image = self.original else: rotate = pygame.transform.rotate self.image = rotate(self.original, self.dizzy) self.rect = self.image.get_rect(center=center) def punched(self): """被击中时调用""" if not self.dizzy: self.dizzy = 1 self.original = self.image
__init__中，area获取了屏幕的区域，以便判断猴子移动范围；move 为移动速度，即每帧移动多数像素，值越大速度越快update方法中，根据对象状态调用对于状态的行为_walk方法为走动行为，首先将对象区域移动到新位置，获得新位置范围newpos，然后判断新位置是否在屏幕区域area中，没有的话，将移动距离设置为相反数，向相反的方向移动；pygame.transform.flip的作用时让图片水平翻转，好像猴子掉了个头一样_spin方法为转圈行为，当被打中之后，做360度旋转，dizzy为旋转角度，每帧旋转 12 度，rotate方法用于图像旋转，当旋转角度超出 360 度后，回复图像样式。punched方法在被击中时调用，只做状态设置，其中original是将旋转前的图像暂存起来，用于旋转结束后的图像恢复
请注意 图像旋转方法
rotate，虽然能产生旋转效果，但是却不能指定旋转中心点，其旋转中心点为将图像刚好放在一个正方形的左侧时，正方形的中心点作为旋转中心点。如果要实现围绕特定中心点旋转，就需要在旋转之后，将图像移动到这个点。
这就是在
_spin方法中，self.rect = self.image.get_rect(center=center)这句代码的作用——让图像围绕图像中心点旋转。
到这里，我们的游戏对象就设置完成了。
理解主循环
Pygame 中有个重要的概念就是主循环。
一般来说，会认为对象会自动发生移动和操作。
其实各种动作的游戏场景是由每帧图像合并而成的，就好比拍一个 pose，拍一张照，如此反复，最后将图片快速的切换，可以看到动画效果一样。
理解了这个，就能理解为什么电脑游戏的性能常常用更多的帧数来衡量的，更多的帧，意味着需要每秒绘制更多的图像。
Pygame 就是这么做的，通过一个主循环，不断地绘制对象的行为，从而产生动画效果。
主循环实际上就是个死循环，通过 pygame.time.Clock 控制游戏帧数。
来看看具体代码：
def main(): # 初始化 pygame.init() screen = pygame.display.set_mode((468, 90)) # 设置窗口大小，获得窗口屏幕 pygame.display.set_caption('Monkey Fever') # 窗口标题 pygame.mouse.set_visible(0) # 隐藏鼠标 background = pygame.Surface(screen.get_size()) # 设置背景 background = background.convert() background.fill((250, 250, 250)) if pygame.font: font = pygame.font.SysFont('SimHei',24) # 设置字体 whiff_sound = load_sound('whiff.wav') # 加载声音资源 punch_sound = load_sound('punch.wav') # 创建对象 chimp = Chimp() fist = Fist() # 将对象添加到对象控制组 allsprites = pygame.sprite.Group((fist, chimp)) # 获取游戏时钟 clock = pygame.time.Clock() # 游戏统计 punchcount = 0 hitcount = 0 while 1: clock.tick(60) # 设置游戏帧数 # 事件循环 for event in pygame.event.get(): if event.type == QUIT: return elif event.type == KEYDOWN and event.key == K_ESCAPE: return elif event.type == MOUSEBUTTONDOWN: punchcount += 1 if fist.punch(chimp): punch_sound.play() # 击中 chimp.punched() hitcount += 1 else: whiff_sound.play() # 错过 pass elif event.type == MOUSEBUTTONUP: fist.unpunch() bg = background.copy() # 合成游戏统计信息 if punchcount > 0: msg = "打中次数: %d 击中率: %d%s" % (hitcount, round((hitcount/punchcount)*100), "%") else: msg = "挥舞拳头吧！" # 绘制统计信息 text = font.render(msg, 1, (10, 10, 10)) textpos = text.get_rect(centerx=background.get_width()/2) bg.blit(text, textpos) allsprites.update() # 更新对象状态 screen.blit(bg, (0, 0)) # 绘制背景 allsprites.draw(screen) # 绘制对象 pygame.display.flip() # 刷新屏幕
main方法为游戏的主方法，会在游戏启动时调用- 在
while之前的代码主要做的是初始化和定义，需要注意字体的设置，如果需要显示汉字的话，需要加载中文字体，可以参考这篇文章[5] while里面是个游戏的主循环，首先设置游戏帧数为 60 帧；然后进入事件循环，游戏过程中的事件都会存储在 Pygame 的event中，通过get方获取，对我们关心的事件进行处理，比如游戏退出事件，鼠标点击事件等- 在鼠标点击中，判断是否打中猴子，如果打中，播放打中音效，并且调用猴子被击中的方法
punched；如果没有打中，播放挥舞空拳的音效。如果捕获到鼠标键抬起事件，则调用停止打击方法。 - 事件循环之后，进行画面绘制，首先是拷贝一个起始背景，因为在每次绘制都会污染背景。然后绘制游戏信息，将信息绘制在背景上。
allsprites.update()会调用对象组里的每个对象的update方法，完成对象的状态更新allsprites.draw(screen)将对象图像绘制到窗口中pygame.display.flip()刷新屏幕，我们就会看到新的游戏画面了
至此游戏的主要编码工作就完成了，不到 200 行代码，做了一个可玩的小游戏，赶紧运行起来试试吧。
总结
这个简单的游戏制作过程，让我更深入地理解了 Pygame 的特点和使用方法，建立起来游戏开发的基本认知。
总体来看，要学会一个新东西，需要正确的理解它的核心概念，与自己原来的知识体系相融合，就能很快习得，而能灵活应用的前提是多玩多练。
通过一个星期的探索实践，为客户解决了模拟业务场景的问题，坐等加薪。
期望通过这个练习也能帮助你扩展一项技能，开拓一条道路，比心。
参考资料
[1]
打猴子: https://www.pygame.org/docs/tut/ChimpLineByLine.html
[2]
Sprite: https://www.pygame.org/docs/ref/sprite.html
[3]
Ps: https://www.adobe.com/cn/products/photoshop.html
[4]
Chimp: https://github.com/pygame/pygame/blob/main/examples/chimp.py
[5]
Pygame 设置中文字体: https://blog.csdn.net/szadrop/article/details/53462317
