2024秋软件工程课程个人作业（第二次）
| 软件工程课程 | 班级链接 |
|---|---|
| 作业要求 | 作业链接 |
| 作业目标 | 用python开发“羊了个羊”小游戏 |
| 学号 | 102201312 |
一、《球了个球》介绍
注意：项目已在Github开源，请跳转至链接Github软工个人第二次作业
（1）游戏背景
随着进入大三以来体育课被取缔以及学业课程越来越繁重，同学们很难腾出时间来进行体育锻炼。正所谓“每天锻炼一小时 健康工作五十年 幸福生活一辈子”，体育锻炼是重要的。本游戏旨在用球类消消乐激发同学们进行体育锻炼的热情。
（2）游戏规则介绍
1.游戏设有三个关卡，玩家通过点击选择图案，三个相同图标即可消除，当所有图案被消除时就可进入下一个关卡。若超出选择限制（7个）则游戏失败。
2.每关难度呈指数级上涨，以此分数也会递增。第一关每消掉三个加一分，第二关每消掉三个加两分，第三关则加三分。
（3）实现功能
- 主菜单，四个按钮交互。
- 三种难度模式，给玩家不同的挑战体验。
- 分数奖励机制，为玩家提供鼓励。
- 排行榜，让玩家得到竞赛的快感。
- 鼠标悬停到选块，出现提示音效。
二、我的项目实现过程
我的编程环境：vscode
我的AIGC应用：Github Copilot+ChatGPT
我的AI文生图：Copilot.Microsoft
我的免费可商用图标来源：(icons8.com)
三、游戏展示及过程
1.游戏主界面
2.游戏的三个关卡
难度指数级上升
3.游戏的胜利界面
4.游戏失败界面
5.排行榜界面
递减排序
6.游戏所用图标展示
四、游戏实际测试
第一关
第二关
五、核心算法展示和实现过程
1.主要逻辑
我设置了多种游戏状态game_state，使我流程顺利地在主菜单与其他界面之间切换状态。
2.三种关卡的算法
①第一关
我询问了Github Copilot,它为我生成了简单的算法，以下是它的代码和分析。
# 第一关：只有一个平层，没有覆盖
def initialize_tiles_level1():
global tiles
tiles = []
ts = list(range(1, 13)) * 3 # 根据需要减少牌的数量
random.shuffle(ts)
n = 0
rows = 6 # 控制行数
cols = 6 # 控制列数
# 在平面上布局牌，没有层次
for i in range(rows):
for j in range(cols):
if n >= len(ts):
break
t = ts[n]
n += 1
tile_img = pygame.image.load(f'images/tile{t}.png')
tile = {
'image': tile_img,
'rect': tile_img.get_rect(), # 牌的位置用于碰撞检测
'tag': t, # 牌的标签1-12
'layer': 0, # 没有层次
'status': 1 # 所有牌可点击
}
tile['rect'].topleft = (100 + j * tile_img.get_width(),
100 + i * tile_img.get_height() * 0.9)
tiles.append(tile)
②第二关
# 第二关：金字塔
def initialize_tiles_level2():
global tiles
tiles = []
ts = list(range(1, 13)) * 12
random.shuffle(ts)
n = 0
for k in range(7): # 7层
for i in range(7 - k): # 行
for j in range(7 - k): # 列
t = ts[n]
n += 1
tile_img = pygame.image.load(f'images/tile{t}.png')
tile = {
'image': tile_img,
'rect': tile_img.get_rect(), # 牌的位置用于碰撞检测
'tag': t, # 牌的标签1-12
'layer': k, # 牌的层数
'status': 1 if k == 6 else 0 # 只有最上层的牌可点击
}
tile['rect'].topleft = (120 + (k * 0.5 + j) * tile_img.get_width(),
100 + (k * 0.5 + i) * tile_img.get_height() * 0.9)
tiles.append(tile)
# 将多余的4张牌放到下面
for i in range(4):
t = ts[n]
n += 1
tile_img = pygame.image.load(f'images/tile{t}.png')
tile = {
'image': tile_img,
'rect': tile_img.get_rect(topleft=(210 + i * tile_img.get_width(), 516)),
'tag': t,
'layer': 0,
'status': 1
}
tiles.append(tile)
③第三关
根据前两个的布局，我让Github Copilot为我生成了更有难度的算法。（我自己都无法通关）
# 第三关：更复杂的布局和更多层次
def initialize_tiles_level3():
global tiles
tiles = []
# 计算总共需要的牌数
total_tiles_needed = sum((9 - k) ** 2 for k in range(9)) + 6 # 每层和底部的独立牌
ts = list(range(1, 13)) * ((total_tiles_needed // 12) + 1) # 根据需要重复生成牌
random.shuffle(ts)
n = 0
layer_offsets = [0, 0.5, 1.0] # 控制每层牌的偏移，制造更复杂的布局
y_offset = -30 # 向上移动 50 像素
x_offset = -80 # 向左移动 30 像素
# 9层的复杂布局，每层牌数量不同
for k in range(9): # 9层
offset = layer_offsets[k % len(layer_offsets)] # 使用偏移
rows = 9 - k # 行数随层数减少
cols = 9 - k # 列数随层数减少
for i in range(rows): # 行
for j in range(cols): # 列
if n >= total_tiles_needed:
break
t = ts[n]
n += 1
tile_img = pygame.image.load(f'images/tile{t}.png')
tile = {
'image': tile_img,
'rect': tile_img.get_rect(), # 牌的位置用于碰撞检测
'tag': t, # 牌的标签1-12
'layer': k, # 牌的层数
'status': 1 if k == 8 else 0 # 只有最上层的牌可点击
}
# 左移和上移 tile 的 X 和 Y 坐标
tile['rect'].topleft = (120 + (offset + j) * tile_img.get_width() + x_offset,
50 + (offset + i) * tile_img.get_height() * 0.9 + y_offset)
tiles.append(tile)
# 在底部随机放一些独立的牌
for i in range(6):
t = ts[n]
n += 1
tile_img = pygame.image.load(f'images/tile{t}.png')
tile = {
'image': tile_img,
'rect': tile_img.get_rect(topleft=(random.randint(100, 500) + x_offset, random.randint(500, 600) + y_offset)),
'tag': t,
'layer': 0,
'status': 1
}
tiles.append(tile)
六、AIGC表格：学习内容及心得体会
AI辅助
| 子任务 | AIGC技术 | 实现功能 | 效果如何 |
|---|---|---|---|
| 界面设计 | Copilot | 代码参考，基本框架构建 | 提供了较为简单的基础框架，方便进一步优化，但也存在一些小bug |
| 按钮设计 | Copilot | 代码参考，基本框架构建 | 提供了pygame按钮设计的相关函数，经过简单修改可以正常使用 |
| 功能参考 | ChatGPT | 代码参考，基本框架构建 | 提供了一些函数的相关设计思路，比如图像消除等，要实现个性化的复杂代码还需要进一步调试 |
| 素材参考 | icons8 | 提供免费图片素材 | 告诉了一些网站参考和相关途径，有一定参考价值 |
| 图片生成 | Copilot | 文生图生成简单logo | 部分可以使用，需要耐心调试 |
AI生成表格
| 项目 | 内容 |
|---|---|
| 作业题目 | 开发“羊了个羊”小游戏 |
| 背景 | 同学们体育时间减少，需要激发运动热情 |
| 主要收获 | 1. 学习了如何使用Pygame设计游戏界面。 2. 理解了图案生成与消除的基本逻辑。 3. 掌握了如何利用AIGC工具生成代码。 |
| 遇到的挑战 | 1. 实现图案的合理匹配与消除。 2. 设置倒计时机制和难度调整。 3. 确保代码结构清晰且可维护。 |
| 改进建议 | 1. 增强图案消除算法以提高游戏体验。2.添加点击特效，增加绿框。 3. 改进界面设计以提高用户体验。 |
七、PSP表格：任务分解与时间管理
| 任务 | 描述 | 预估耗时 (小时) | 实际耗时 (小时) | 差异 (小时) | 备注 |
|---|---|---|---|---|---|
| 计划和需求分析 | 预估项目开发时间，制定整体开发计划 | 1 | 2 | +1 | |
| 游戏界面设计 | 使用Pygame或其他图形库设计主菜单、游戏界面和结束界面。 | 5 | 7 | +2 | 界面设计比较简洁轻快，可以增加更多功能 |
| 图案生成与摆放 | 实现图案的生成和分层摆放逻辑。 | 3 | 2 | -1 | 图案生成符合预期，较为合理 |
| 图案选择与消除逻辑 | 实现玩家点击选择图案并消除的逻辑。 | 4 | 2 | -2 | 消除逻辑顺利实现，功能正常。 |
| 排行榜机制 | 设置分数和排行榜功能，游戏失败后计入前十名。 | 2 | 1 | -1 | 排行榜机制实现得比较顺利。 |
| 难度设置 | 随机生成图案摆放顺序或设置不同的关卡增加难度。 | 3 | 2.5 | -0.5 | 难度设置效果良好，但关卡设计还有很大提高空间。 |
| 使用AIGC工具生成代码 | 利用OpenAI等工具生成部分代码。 | 2 | 3 | +1 | 代码生成较为准确，注释清晰。但仍需要人为调整修正 |
| 代码测试与调试 | 测试游戏功能并修复可能的bug。 | 5 | 7 | +2 | 测试过程中发现了一些意外的bug，通过修复得以解决 |
| 文档编写与注释 | 编写代码注释和项目文档。 | 2 | 3 | +1 | 文档编写比较顺利，注释完整。 |
| 总耗时 | 27 | 29.5 |
八、 项目总结
在这个项目中，我借助 Pygame 学会了从零开始开发一款 小 游戏，特别是在界面布局、音效设计与逻辑处理上有了显著的进步。我更深入地认识到了细节设计的重要性，比如图标的点击反馈和音效的应用如何显著提升游戏体验。此外，通过对 PSP 表格的管理，我的时间管理和项目组织能力也得到了很好的锻炼。
不过时间仓促，有一些功能仍然没有实现，希望以后能将这个项目完善。
