Python:飞机大战游戏2：pygame 快速入门

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
  

• 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

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

• 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)

• 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

• 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

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
  

# 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

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

• 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