飞机大战
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一.项目实战 —— 飞机大战
目标
* 强化 面向对象 程序设计
* 体验使用 `pygame` 模块进行 游戏开发
实战步骤
1. `pygame` 快速体验
2. 飞机大战 实战
确认模块 —— pygame
* `pygame` 就是一个 Python 模块，专为电子游戏设计
* 官方网站：https://www.pygame.org/
* 提示：要学习第三方模块，通常最好的参考资料就在官方网站
安装 pygame
```bash
$ sudo pip3 install pygame
```
验证安装
```bash
$ python3 -m pygame.examples.aliens
```
二.pygame 快速入门
目标
1. 项目准备
2. 使用 `pygame` 创建图形窗口
3. 理解 图像 并实现图像绘制
4. 理解 游戏循环 和 游戏时钟
5. 理解 精灵 和 精灵组
项目准备
1. 新建 飞机大战 项目
2. 新建一个 `hm_01_pygame入门.py`
3. 导入 游戏素材图片
游戏的第一印象
* 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
01. 使用 `pygame` 创建图形窗口
小节目标
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！
1.1 游戏的初始化和退出
* 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
| 方法 | 说明 |
| --- | --- |
| `pygame.init()` | 导入并初始化所有 `pygame` 模块，使用其他模块之前，必须先调用 `init` 方法 |
| `pygame.quit()` | 卸载所有 `pygame` 模块，在游戏结束之前调用！ |
import pygame pygame.init() # 游戏代码... pygame.quit()
1.2 理解游戏中的坐标系
* 坐标系
* 原点 在 左上角 `(0, 0)`
* x 轴 水平方向向 右，逐渐增加
* y 轴 垂直方向向 下，逐渐增加
* 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
Rect(x, y, width, height) -> 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
案例演练
需求
1. 定义 `hero_rect` 矩形描述 英雄的位置和大小
2. 输出英雄的 坐标原点（`x` 和 `y`）
3. 输出英雄的 尺寸（宽度 和 高度）
hero_rect = pygame.Rect(100, 500, 120, 126) print("坐标原点 %d %d" % (hero_rect.x, hero_rect.y)) print("英雄大小 %d %d" % (hero_rect.width, hero_rect.height)) # size 属性会返回矩形区域的 (宽, 高) 元组 print("英雄大小 %d %d" % hero_rect.size)
1.3 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
| 方法 | 说明 |
| --- | --- |
| `pygame.display.set_mode()` | 初始化游戏显示窗口 |
| `pygame.display.update()` | 刷新屏幕内容显示，稍后使用 |
`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
* `flags` 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基于这个返回结果
# 创建游戏主窗口 screen = pygame.display.set_mode((480, 700))
1.4 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 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
* 注意：游戏窗口不需要重复创建
# 创建游戏主窗口 screen = pygame.display.set_mode((480, 700)) # 游戏循环 while True: pass
02. 理解 图像 并实现图像绘制
* 在游戏中，能够看到的 游戏元素 大多都是 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
* 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()` 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：要想在屏幕上看到绘制的结果，就一定要调用 `pygame.display.update()` 方法
代码演练 I —— 绘制背景图像
需求
1. 加载 `background.png` 创建背景
2. 将 背景 绘制在屏幕的 `(0, 0)` 位置
3. 调用屏幕更新显示背景图像
# 绘制背景图像 # 1> 加载图像 bg = pygame.image.load("./images/background.png") # 2> 绘制在屏幕 screen.blit(bg, (0, 0)) # 3> 更新显示 pygame.display.update()
代码演练 II —— 绘制英雄图像
需求
1. 加载 `me1.png` 创建英雄飞机
2. 将 英雄飞机 绘制在屏幕的 `(200, 500)` 位置
3. 调用屏幕更新显示飞机图像
# 1> 加载图像 hero = pygame.image.load("./images/me1.png") # 2> 绘制在屏幕 screen.blit(hero, (200, 500)) # 3> 更新显示 pygame.display.update()
透明图像
* `png` 格式的图像是支持 透明 的
* 在绘制图像时，透明区域 不会显示任何内容
* 但是如果下方已经有内容，会 透过 透明区域 显示出来
理解 `update()` 方法的作用
> 可以在 `screen` 对象完成 所有 `blit` 方法之后，统一调用一次 `display.update` 方法，同样可以在屏幕上 看到最终的绘制结果
* 使用 `display.set_mode()` 创建的 `screen` 对象 是一个 内存中的屏幕数据对象
* 可以理解成是 油画 的 画布
* `screen.blit` 方法可以在 画布 上绘制很多 图像
* 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
案例调整
# 绘制背景图像 # 1> 加载图像 bg = pygame.image.load("./images/background.png") # 2> 绘制在屏幕 screen.blit(bg, (0, 0)) # 绘制英雄图像 # 1> 加载图像 hero = pygame.image.load("./images/me1.png") # 2> 绘制在屏幕 screen.blit(hero, (200, 500)) # 3> 更新显示 - update 方法会把之前所有绘制的结果，一次性更新到屏幕窗口上 pygame.display.update()
03. 理解 游戏循环 和 游戏时钟
> 现在 英雄飞机 已经被绘制到屏幕上了，怎么能够让飞机移动呢？
3.1 游戏中的动画实现原理
* 跟 电影 的原理类似，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，就能够达到非常 连续 高品质 的动画效果
* 每次绘制的结果被称为 帧 Frame
3.2 游戏循环
游戏的两个组成部分
> 游戏循环的开始 就意味着 游戏的正式开始
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...
3.3 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 上次被调用的时间，自动设置 游戏循环 中的延时
# 3. 创建游戏时钟对象 clock = pygame.time.Clock() i = 0 # 游戏循环 while True: # 设置屏幕刷新帧率 clock.tick(60) print(i) i += 1
3.4 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 - 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
# 4. 定义英雄的初始位置 hero_rect = pygame.Rect(150, 500, 102, 126) while True: # 可以指定循环体内部的代码执行的频率 clock.tick(60) # 更新英雄位置 hero_rect.y -= 1 # 如果移出屏幕，则将英雄的顶部移动到屏幕底部 if hero_rect.y <= 0: hero_rect.y = 700 # 绘制背景图片 screen.blit(bg, (0, 0)) # 绘制英雄图像 screen.blit(hero, hero_rect) # 更新显示 pygame.display.update()
作业
1. 英雄向上飞行，当 英雄完全从上方飞出屏幕后
2. 将飞机移动到屏幕的底部
if hero_rect.y + hero_rect.height <= 0: hero_rect.y = 700
提示
* `Rect` 的属性 `bottom = y + height`
if hero_rect.bottom <= 0: hero_rect.y = 700
3.5 在游戏循环中 监听 事件
事件 `event`
* 就是游戏启动后，用户针对游戏所做的操作
* 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响应
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
* 用户可以同一时间做很多事情
* 提示：这段代码非常的固定，几乎所有的 `pygame` 游戏都 大同小异！
# 游戏循环 while True: # 设置屏幕刷新帧率 clock.tick(60) # 事件监听 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...") pygame.quit() # 直接退出系统 exit()
04. 理解 精灵 和 精灵组
4.1 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
* 为了简化开发步骤，`pygame` 提供了两个类
* `pygame.sprite.Sprite` —— 存储 图像数据 image 和 位置 rect 的 对象
* `pygame.sprite.Group`
精灵
* 在游戏开发中，通常把 显示图像的对象 叫做精灵 `Sprite`
* 精灵 需要有 两个重要的属性
* `image` 要显示的图像
* `rect` 图像要显示在屏幕的位置
* 默认的 `update()` 方法什么事情也没做
* 子类可以重写此方法，在每次刷新屏幕时，更新精灵位置
* 注意：`pygame.sprite.Sprite` 并没有提供 `image` 和 `rect` 两个属性
* 需要程序员从 `pygame.sprite.Sprite` 派生子类
* 并在 子类 的 初始化方法 中，设置 `image` 和 `rect` 属性
精灵组
* 一个 精灵组 可以包含多个 精灵 对象
* 调用 精灵组 对象的 `update()` 方法
* 可以 自动 调用 组内每一个精灵 的 `update()` 方法
* 调用 精灵组 对象的 `draw(屏幕对象)` 方法
* 可以将 组内每一个精灵 的 `image` 绘制在 `rect` 位置
Group(*sprites) -> Group
> 注意：仍然需要调用 `pygame.display.update()` 才能在屏幕看到最终结果
4.2 派生精灵子类
1. 新建 `plane_sprites.py` 文件
2. 定义 `GameSprite` 继承自 `pygame.sprite.Sprite`
注意
* 如果一个类的 父类 不是 `object`
* 在重写 初始化方法 时，一定要 先 `super()` 一下父类的 `__init__` 方法
* 保证父类中实现的 `__init__` 代码能够被正常执行
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 GameSprite(pygame.sprite.Sprite): """游戏精灵基类""" def __init__(self, image_name, speed=1): # 调用父类的初始化方法 super().__init__() # 加载图像 self.image = pygame.image.load(image_name) # 设置尺寸 self.rect = self.image.get_rect() # 记录速度 self.speed = speed
def update(self, *args): # 默认在垂直方向移动 self.rect.y += self.speed
4.3 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 `plane_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 `update()` 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，让精灵组中的所有精灵调用 `update` 方法更新位置
* `draw(screen)` 方法，在 `screen` 上绘制精灵组中的所有精灵
实现步骤
* 1) 导入 `plane_sprites` 模块
```python
from plane_sprites import *
```
* 2) 修改初始化部分代码
# 创建敌机精灵和精灵组 enemy1 = GameSprite("./images/enemy1.png") enemy2 = GameSprite("./images/enemy1.png", 2) enemy2.rect.x = 200 enemy_group = pygame.sprite.Group(enemy1, enemy2) ``` * 3) 修改游戏循环部分代码 ```python # 让敌机组调用 update 和 draw 方法 enemy_group.update() enemy_group.draw(screen) # 更新屏幕显示 pygame.display.update()
三.游戏框架搭建
目标 —— 使用 面相对象 设计 飞机大战游戏类
目标
* 明确主程序职责
* 实现主程序类
* 准备游戏精灵组
01. 明确主程序职责
* 回顾 快速入门案例，一个游戏主程序的 职责 可以分为两个部分：
- 游戏初始化
- 游戏循环
* 根据明确的职责，设计 `PlaneGame` 类如下：
> 提示 根据 职责 封装私有方法，可以避免某一个方法的代码写得太过冗长
> 如果某一个方法编写的太长，既不好阅读，也不好维护！
* 游戏初始化 —— `__init__()` 会调用以下方法：
| 方法 | 职责 |
| `__create_sprites(self)` | 创建所有精灵和精灵组 |
* 游戏循环 —— `start_game()` 会调用以下方法：
| 方法 | 职责 |
| `__event_handler(self)` | 事件监听 |
| `__check_collide(self)` | 碰撞检测 —— 子弹销毁敌机、敌机撞毁英雄 |
| `__update_sprites(self)` | 精灵组更新和绘制 |
| `__game_over()` | 游戏结束 |
02. 实现飞机大战主游戏类
2.1 明确文件职责
* `plane_main`
1. 封装 主游戏类
2. 创建 游戏对象
3. 启动游戏
* `plane_sprites`
* 封装游戏中 所有 需要使用的 精灵子类
* 提供游戏的 相关工具
代码实现
* 新建 `plane_main.py` 文件，并且设置为可执行
* 编写 基础代码
import pygame from plane_sprites import * class PlaneGame(object): """飞机大战主游戏""" def __init__(self): print("游戏初始化") def start_game(self): print("开始游戏...") if __name__ == '__main__': # 创建游戏对象 game = PlaneGame() # 开始游戏 game.start_game()
2.3 游戏初始化部分
* 完成 `__init__()` 代码如下：
def __init__(self): print("游戏初始化") # 1. 创建游戏的窗口 self.screen = pygame.display.set_mode((480, 700)) # 2. 创建游戏的时钟 self.clock = pygame.time.Clock() # 3. 调用私有方法，精灵和精灵组的创建 self.__create_sprites() def __create_sprites(self): pass
使用 常量 代替固定的数值
> * 常量 —— 不变化的量
> * 变量 —— 可以变化的量
应用场景
* 在开发时，可能会需要使用 固定的数值，例如 屏幕的高度 是 `700`
* 这个时候，建议 不要 直接使用固定数值，而应该使用 常量
* 在开发时，为了保证代码的可维护性，尽量不要使用 魔法数字
常量的定义
* 定义 常量 和 定义 变量 的语法完全一样，都是使用 赋值语句
* 常量 的 命名 应该 所有字母都使用大写，单词与单词之间使用下划线连接
常量的好处
* 阅读代码时，通过 常量名 见名之意，不需要猜测数字的含义
* 如果需要 调整值，只需要 修改常量定义 就可以实现 统一修改
> 提示：Python 中并没有真正意义的常量，只是通过命名的约定 —— 所有字母都是大写的就是常量，开发时不要轻易的修改！
代码调整
* 在`plane_sprites.py` 中增加常量定义
import pygame # 游戏屏幕大小 SCREEN_RECT = pygame.Rect(0, 0, 480, 700)
* 修改 `plane_main.py` 中的窗口大小
self.screen = pygame.display.set_mode(SCREEN_RECT.size)
2.4 游戏循环部分
* 完成 `start_game()` 基础代码如下：
def start_game(self): """开始游戏""" print("开始游戏...") while True: # 1. 设置刷新帧率 self.clock.tick(60) # 2. 事件监听 self.__event_handler() # 3. 碰撞检测 self.__check_collide() # 4. 更新精灵组 self.__update_sprites() # 5. 更新屏幕显示 pygame.display.update() def __event_handler(self): """事件监听""" for event in pygame.event.get(): if event.type == pygame.QUIT: PlaneGame.__game_over() def __check_collide(self): """碰撞检测""" pass def __update_sprites(self): """更新精灵组""" pass @staticmethod def __game_over(): """游戏结束""" print("游戏结束") pygame.quit() exit()
03. 准备游戏精灵组
3.1 确定精灵组
3.2 代码实现
* 创建精灵组方法
def __create_sprites(self): """创建精灵组""" # 背景组 self.back_group = pygame.sprite.Group() # 敌机组 self.enemy_group = pygame.sprite.Group() # 英雄组 self.hero_group = pygame.sprite.Group()
* 更新精灵组方法
def __update_sprites(self): """更新精灵组""" for group in [self.back_group, self.enemy_group, self.hero_group]: group.update() group.draw(self.screen)
四.游戏背景
目标
* 背景交替滚动的思路确定
* 显示游戏背景
01. 背景交替滚动的思路确定
运行 备课代码，观察 背景图像的显示效果：
* 游戏启动后，背景图像 会 连续不断地 向下方 移动
* 在 视觉上 产生英雄的飞机不断向上方飞行的 错觉 —— 在很多跑酷类游戏中常用的套路
* 游戏的背景 不断变化
* 游戏的主角 位置保持不变
1.1 实现思路分析
解决办法
1. 创建两张背景图像精灵
* 第 `1` 张 完全和屏幕重合
* 第 `2` 张在 屏幕的正上方
2. 两张图像 一起向下方运动
* `self.rect.y += self.speed`
3. 当 任意背景精灵 的 `rect.y >= 屏幕的高度` 说明已经 移动到屏幕下方
4. 将 移动到屏幕下方的这张图像 设置到 屏幕的正上方
* `rect.y = -rect.height`
1.2 设计背景类
* 初始化方法
* 直接指定 背景图片
* `is_alt` 判断是否是另一张图像
* `False` 表示 第一张图像，需要与屏幕重合
* `True` 表示 另一张图像，在屏幕的正上方
* update() 方法
* 判断 是否移动出屏幕，如果是，将图像设置到 屏幕的正上方，从而实现 把
> 继承 如果父类提供的方法，不能满足子类的需求：
>
> * 派生一个子类
> * 在子类中针对特有的需求，重写父类方法，并且进行扩展
02. 显示游戏背景
2.1 背景精灵的基本实现
* 在 `plane_sprites` 新建 `Background` 继承自 `GameSprite`
class Background(GameSprite): """游戏背景精灵""" def update(self): # 1. 调用父类的方法实现 super().update() # 2. 判断是否移出屏幕，如果移出屏幕，将图像设置到屏幕的上方 if self.rect.y >= SCREEN_RECT.height: self.rect.y = -self.rect.height
2.2 在 `plane_main.py` 中显示背景精灵
1. 在 `__create_sprites` 方法中创建 精灵 和 精灵组
2. 在 `__update_sprites` 方法中，让 精灵组 调用 `update()` 和 `draw()` 方法
> `__create_sprites` 方法
def __create_sprites(self): # 创建背景精灵和精灵组 bg1 = Background("./images/background.png") bg2 = Background("./images/background.png") bg2.rect.y = -bg2.rect.height self.back_group = pygame.sprite.Group(bg1, bg2)
> `__update_sprites` 方法
def __update_sprites(self): self.back_group.update() self.back_group.draw(self.screen)
2.3 利用初始化方法，简化背景精灵创建
> 思考 —— 上一小结完成的代码存在什么样的问题？能否简化？
* 在主程序中，创建的两个背景精灵，传入了相同的图像文件路径
* 创建 第二个 背景精灵 时，在主程序中，设置背景精灵的图像位置
> 思考 —— 精灵 初始位置 的设置，应该 由主程序负责？还是 由精灵自己负责？
答案 —— 由精灵自己负责
* 根据面向对象设计原则，应该将对象的职责，封装到类的代码内部
* 尽量简化程序调用一方的代码调用
* 初始化方法
* 直接指定 背景图片
* `is_alt` 判断是否是另一张图像
* `False` 表示 第一张图像，需要与屏幕重合
* `True` 表示 另一张图像，在屏幕的正上方
在 `plane_sprites.py` 中实现 `Background` 的 初始化方法
def __init__(self, is_alt=False): image_name = "./images/background.png" super().__init__(image_name) # 判断是否交替图片，如果是，将图片设置到屏幕顶部 if is_alt: self.rect.y = -self.rect.height
* 修改 `plane_main` 的 `__create_sprites` 方法
# 创建背景精灵和精灵组 bg1 = Background() bg2 = Background(True) self.back_group = pygame.sprite.Group(bg1, bg2)
五.敌机出场
目标
* 使用 定时器 添加敌机
* 设计 `Enemy` 类
01. 使用定时器添加敌机
敌机的 出现规律：
1. 游戏启动后，每隔 1 秒 会 出现一架敌机
2. 每架敌机 向屏幕下方飞行，飞行 速度各不相同
3. 每架敌机出现的 水平位置 也不尽相同
4. 当敌机 从屏幕下方飞出，不会再飞回到屏幕中
1.1 定时器
* 在 `pygame` 中可以使用 `pygame.time.set_timer()` 来添加 定时器
* 所谓 定时器，就是 每隔一段时间，去 执行一些动作
pygame.time.set_timer()
time 是模块
set_timer() 是方法
set_timer(eventid, milliseconds) -> None
* `set_timer` 可以创建一个 事件
* 可以在 游戏循环 的 事件监听 方法中捕获到该事件
* 第 1 个参数 事件代号 需要基于常量 `pygame.USEREVENT` 来指定
* `USEREVENT` 是一个整数，再增加的事件可以使用 `USEREVENT + 1` 指定，依次类推...
* 第 2 个参数是 事件触发 间隔的 毫秒值
定时器事件的监听
* 通过 `pygame.event.get()` 可以获取当前时刻所有的 事件列表
* 遍历列表 并且判断 `event.type` 是否等于 `eventid`，如果相等，表示 定时器事件 发生
1.2 定义并监听创建敌机的定时器事件
`pygame` 的 定时器 使用套路非常固定：
1. 定义 定时器常量 —— `eventid`
2. 在 初始化方法 中，调用 `set_timer` 方法 设置定时器事件
3. 在 游戏循环 中，监听定时器事件
1) 定义事件
* 在 `plane_sprites.py` 的顶部定义 事件常量
# 敌机的定时器事件常量 CREATE_ENEMY_EVENT = pygame.USEREVENT
* 在 `PlaneGame` 的 初始化方法 中 创建用户事件
# 4. 设置定时器事件 - 每秒创建一架敌机 pygame.time.set_timer(CREATE_ENEMY_EVENT, 1000)
2) 监听定时器事件
* 在 `__event_handler` 方法中增加以下代码：
def __event_handler(self): for event in pygame.event.get(): # 判断是否退出游戏 if event.type == pygame.QUIT: PlaneGame.__game_over() elif event.type == CREATE_ENEMY_EVENT: print("敌机出场...")
02. 设计 `Enemy` 类
1. 游戏启动后，每隔 1 秒 会 出现一架敌机
2. 每架敌机 向屏幕下方飞行，飞行 速度各不相同
3. 每架敌机出现的 水平位置 也不尽相同
4. 当敌机 从屏幕下方飞出，不会再飞回到屏幕中
* 初始化方法
* 指定敌机图片
* 随机 敌机的 初始位置 和 初始速度
* 重写 update() 方法
* 判断 是否飞出屏幕，如果是，从 精灵组 删除
2.1 敌机类的准备
* 在 `plane_sprites` 新建 `Enemy` 继承自 `GameSprite`
* 重写 初始化方法，直接指定 图片名称
* 暂时 不实现 随机速度 和 随机位置 的指定
* 重写 `update` 方法，判断是否飞出屏幕
```python
class Enemy(GameSprite): """敌机精灵""" def __init__(self): # 1. 调用父类方法，创建敌机精灵，并且指定敌机的图像 super().__init__("./images/enemy1.png") # 2. 设置敌机的随机初始速度 # 3. 设置敌机的随机初始位置 def update(self): # 1. 调用父类方法，让敌机在垂直方向运动 super().update() # 2. 判断是否飞出屏幕，如果是，需要将敌机从精灵组删除 if self.rect.y >= SCREEN_RECT.height: print("敌机飞出屏幕...")
2.2 创建敌机
演练步骤
1. 在 `__create_sprites`，添加 敌机精灵组
* 敌机是 定时被创建的，因此在初始化方法中，不需要创建敌机
2. 在 `__event_handler`，创建敌机，并且 添加到精灵组
* 调用 精灵组 的 `add` 方法可以 向精灵组添加精灵
3. 在 `__update_sprites`，让 敌机精灵组 调用 `update` 和 `draw` 方法
演练代码
* 修改 `plane_main` 的 `__create_sprites` 方法
# 敌机组 self.enemy_group = pygame.sprite.Group()
* 修改 `plane_main` 的 `__update_sprites` 方法
self.enemy_group.update()
self.enemy_group.draw(self.screen)
* 定时出现敌机
elif event.type == CREATE_ENEMY_EVENT: self.enemy_group.add(Enemy())
2.3 随机敌机位置和速度
1) 导入模块
* 在导入模块时，建议 按照以下顺序导入
1. 官方标准模块导入 2. 第三方模块导入 3. 应用程序模块导入
* 修改 `plane_sprites.py` 增加 `random` 的导入
import random
2) 随机位置
使用 `pygame.Rect` 提供的 `bottom` 属性，在指定敌机初始位置时，会比较方便
* `bottom = y + height`
* `y = bottom - height`
3) 代码实现
* 修改 初始化方法，随机敌机出现 速度 和 位置
```python
def __init__(self): # 1. 调用父类方法，创建敌机精灵，并且指定敌机的图像 super().__init__("./images/enemy1.png") # 2. 设置敌机的随机初始速度 1 ~ 3 self.speed = random.randint(1, 3) # 3. 设置敌机的随机初始位置 self.rect.bottom = 0 max_x = SCREEN_RECT.width - self.rect.width self.rect.x = random.randint(0, max_x)
2.4 移出屏幕销毁敌机
* 敌机移出屏幕之后，如果 没有撞到英雄，敌机的历史使命已经终结
* 需要从 敌机组 删除，否则会造成 内存浪费
检测敌机被销毁
* `__del__` 内置方法会在对象被销毁前调用，在开发中，可以用于 判断对象是否被销毁
def __del__(self): print("敌机挂了 %s" % self.rect)
代码实现
* 判断敌机是否飞出屏幕，如果是，调用 `kill()` 方法从所有组中删除
def update(self): super().update() # 判断敌机是否移出屏幕 if self.rect.y >= SCREEN_RECT.height: # kill 方法可以将精灵从所有精灵组中移除，精灵就会被自动销毁 self.kill()
六.英雄登场
目标
* 设计 英雄 和 子弹 类
* 使用 `pygame.key.get_pressed()` 移动英雄
* 发射子弹
01. 设计 英雄 和 子弹 类
英雄需求
1. 游戏启动后，英雄 出现在屏幕的 水平中间 位置，距离 屏幕底部 `120` 像素
2. 英雄 每隔 `0.5` 秒发射一次子弹，每次 连发三枚子弹
3. 英雄 默认不会移动，需要通过 左/右 方向键，控制 英雄 在水平方向移动
子弹需求
1. 子弹 从 英雄 的正上方发射 沿直线 向 上方 飞行
2. 飞出屏幕后，需要从 精灵组 中删除
Hero —— 英雄
* 初始化方法
* 指定 英雄图片
* 初始速度 = 0 —— 英雄默认静止不动
* 定义 `bullets` 子弹精灵组 保存子弹精灵
* 重写 update() 方法
* 英雄需要 水平移动
* 并且需要保证不能 移出屏幕
* 增加 `bullets` 属性，记录所有 子弹精灵
* 增加 `fire` 方法，用于发射子弹
Bullet —— 子弹
* 初始化方法
* 指定 子弹图片
* 初始速度 = -2 —— 子弹需要向上方飞行
* 重写 update() 方法
* 判断 是否飞出屏幕，如果是，从 精灵组 删除
02. 创建英雄
2.1 准备英雄类
* 在 `plane_sprites` 新建 `Hero` 类
* 重写 初始化方法，直接指定 图片名称，并且将初始速度设置为 `0`
* 设置 英雄的初始位置
* `centerx = x + 0.5 * width`
* `centery = y + 0.5 * height`
* `bottom = y + height`
class Hero(GameSprite): """英雄精灵""" def __init__(self): super().__init__("./images/me1.png", 0) # 设置初始位置 self.rect.centerx = SCREEN_RECT.centerx self.rect.bottom = SCREEN_RECT.bottom - 120
2.2 绘制英雄
1. 在 `__create_sprites`，添加 英雄精灵 和 英雄精灵组
* 后续要针对 英雄 做 碰撞检测 以及 发射子弹
* 所以 英雄 需要 单独定义成属性
2. 在 `__update_sprites`，让 英雄精灵组 调用 `update` 和 `draw` 方法
代码实现
* 修改 `__create_sprites` 方法如下：
# 英雄组 self.hero = Hero() self.hero_group = pygame.sprite.Group(self.hero)
* 修改 `__update_sprites` 方法如下：
self.hero_group.update()
self.hero_group.draw(self.screen)
03. 移动英雄位置
> 在 `pygame` 中针对 键盘按键的捕获，有 两种 方式
* 第一种方式
- 判断 `event.type == pygame.KEYDOWN`
* 第二种方式
1. 首先使用 `pygame.key.get_pressed()` 返回 所有按键元组
2. 通过 键盘常量，判断元组中 某一个键是否被按下 —— 如果被按下，对应数值为 `1`
提问 这两种方式之间有什么区别呢？
* 第一种方式
elif event.type == pygame.KEYDOWN and event.key == pygame.K_RIGHT: print("向右移动...")
* 第二种方式
# 返回所有按键的元组，如果某个键被按下，对应的值会是1 keys_pressed = pygame.key.get_pressed() # 判断是否按下了方向键 if keys_pressed[pygame.K_RIGHT]: print("向右移动...")
结论
* 第一种方式 `event.type` 用户 必须要抬起按键 才算一次 按键事件，操作灵活性会大打折扣
* 第二种方式 用户可以按住方向键不放，就能够实现持续向某一个方向移动了，操作灵活性更好
3.1 移动英雄位置
演练步骤
1. 在 `Hero` 类中重写 `update` 方法
* 用 速度 `speed` 和 英雄 `rect.x` 进行叠加
* 不需要调用父类方法 —— 父类方法只是实现了单纯的垂直运动
2. 在 `__event_handler` 方法中根据 左右方向键 设置英雄的 速度
* 向右 => `speed = 2`
* 向左 => `speed = -2`
* 其他 => `speed = 0`
代码演练
* 在 `Hero` 类，重写 `update()` 方法，根据速度水平移动 英雄的飞机
def update(self): # 飞机水平移动 self.rect.x += self.speed
* 调整键盘按键代码
# 获取用户按键 keys_pressed = pygame.key.get_pressed() if keys_pressed[pygame.K_RIGHT]: self.hero.speed = 2 elif keys_pressed[pygame.K_LEFT]: self.hero.speed = -2 else: self.hero.speed = 0
3.2 控制英雄运动边界
* 在 `Hero` 类的 `update()` 方法判断 英雄 是否超出 屏幕边界
* `right = x + width` 利用 `right` 属性可以非常容易的针对右侧设置精灵
def update(self): # 飞机水平移动 self.rect.x += self.speed # 判断屏幕边界 if self.rect.left < 0: self.rect.left = 0 if self.rect.right > SCREEN_RECT.right: self.rect.right = SCREEN_RECT.right
04. 发射子弹
需求回顾 —— 英雄需求
1. 游戏启动后，英雄 出现在屏幕的 水平中间 位置，距离 屏幕底部 `120` 像素
2. 英雄 每隔 `0.5` 秒发射一次子弹，每次 连发三枚子弹
3. 英雄 默认不会移动，需要通过 左/右 方向键，控制 英雄 在水平方向移动
4.1 添加发射子弹事件
`pygame` 的 定时器 使用套路非常固定：
1. 定义 定时器常量 —— `eventid`
2. 在 初始化方法 中，调用 `set_timer` 方法 设置定时器事件
3. 在 游戏循环 中，监听定时器事件
代码实现
* 在 `Hero` 中定义 `fire` 方法
def fire(self): print("发射子弹...")
* 在 `plane_main.py` 的顶部定义 发射子弹 事件常量
def fire(self): print("发射子弹...")
* 在 `__init__` 方法末尾中添加 发射子弹 事件
# 每隔 0.5 秒发射一次子弹 pygame.time.set_timer(HERO_FIRE_EVENT, 500)
* 在 `__event_handler` 方法中让英雄发射子弹
elif event.type == HERO_FIRE_EVENT: self.hero.fire()
4.2 定义子弹类
需求回顾 —— 子弹需求
1. 子弹 从 英雄 的正上方发射 沿直线 向 上方 飞行
2. 飞出屏幕后，需要从 精灵组 中删除
Bullet —— 子弹
* 初始化方法
* 指定 子弹图片
* 初始速度 = -2 —— 子弹需要向上方飞行
* 重写 update() 方法
* 判断 是否飞出屏幕，如果是，从 精灵组 删除
定义子弹类
* 在 `plane_sprites` 新建 `Bullet` 继承自 `GameSprite`
* 重写 初始化方法，直接指定 图片名称，并且设置 初始速度
* 重写 `update()` 方法，判断子弹 飞出屏幕从精灵组删除
class Bullet(GameSprite): """子弹精灵""" def __init__(self): super().__init__("./images/bullet1.png", -2) def update(self): super().update() # 判断是否超出屏幕，如果是，从精灵组删除 if self.rect.bottom < 0: self.kill()
4.3 发射子弹
演练步骤
1. 在 `Hero` 的 初始化方法 中创建 子弹精灵组 属性
2. 修改 `plane_main.py` 的 `__update_sprites` 方法，让 子弹精灵组 调用 `update` 和 `draw` 方法
3. 实现 `fire()` 方法
* 创建子弹精灵
* 设置初始位置 —— 在 英雄的正上方
* 将 子弹 添加到精灵组
代码实现
* 初始化方法
# 创建子弹的精灵组 self.bullets = pygame.sprite.Group()
* 修改 `fire()` 方法
def fire(self): # 1. 创建子弹精灵 bullet = Bullet() # 2. 设置精灵的位置 bullet.rect.bottom = self.rect.y - 20 bullet.rect.centerx = self.rect.centerx # 3. 将精灵添加到精灵组 self.bullets.add(bullet)
一次发射三枚子弹
* 修改 `fire()` 方法，一次发射三枚子弹
def fire(self): for i in (1, 2, 3): # 1. 创建子弹精灵 bullet = Bullet() # 2. 设置精灵的位置 bullet.rect.bottom = self.rect.y - i * 20 bullet.rect.centerx = self.rect.centerx # 3. 将精灵添加到精灵组 self.bullets.add(bullet)
七.碰撞检测
目标
* 了解碰撞检测方法
* 碰撞实现
01. 了解碰撞检测方法
* `pygame` 提供了 两个非常方便 的方法可以实现碰撞检测：
pygame.sprite.groupcollide()
* 两个精灵组 中 所有的精灵 的碰撞检测
groupcollide(group1, group2, dokill1, dokill2, collided = None) -> Sprite_dict
* 如果将 `dokill` 设置为 `True`，则 发生碰撞的精灵将被自动移除
* `collided` 参数是用于 计算碰撞的回调函数
* 如果没有指定，则每个精灵必须有一个 `rect` 属性
pygame.sprite.spritecollide()
* 判断 某个精灵 和 指定精灵组 中的精灵的碰撞
spritecollide(sprite, group, dokill, collided = None) -> Sprite_list
* 如果将 `dokill` 设置为 `True`，则 指定精灵组 中 发生碰撞的精灵将被自动移除
* `collided` 参数是用于 计算碰撞的回调函数
* 如果没有指定，则每个精灵必须有一个 `rect` 属性
* 返回 精灵组 中跟 精灵 发生碰撞的 精灵列表
02. 碰撞实现
def __check_collide(self): # 1. 子弹摧毁敌机 pygame.sprite.groupcollide(self.hero.bullets, self.enemy_group, True, True) # 2. 敌机撞毁英雄 enemies = pygame.sprite.spritecollide(self.hero, self.enemy_group, True) # 判断列表是否有内容 if len(enemies) > 0: # 让英雄牺牲 self.hero.kill() # 结束游戏 PlaneGame.__game_over()
附录：完整代码
plane_sprites 文件
import random import pygame # * 在`plane_sprites.py` 中增加常量定义 SCREEN_RECT = pygame.Rect(0, 0, 480, 700) # 刷新频率 FRAME_PER_SEC = 60 # 创建敌机的定时器事件常量 CREATE_ENEMY_EVENT = pygame.USEREVENT # 定义发射子弹的常量 HERO_FIRE_EVENT = pygame.USEREVENT + 1 class GameSprite(pygame.sprite.Sprite): """游戏精灵基类""" def __init__(self, image_name, speed=1): # 调用父类的初始化方法 super().__init__() # 加载图像 self.image = pygame.image.load(image_name) # 设置尺寸 self.rect = self.image.get_rect() # 记录速度 self.speed = speed def update(self, *args, **kwargs) -> None: # 默认在垂直方向移动 self.rect.y += self.speed class Background(GameSprite): """游戏背景精灵""" def __init__(self, is_alt=False): image_name = "./images/images/background.png" super().__init__(image_name, 1) # 判断是否交替图片，如果是，将图片设置到屏幕顶部 if is_alt: self.rect.y = -self.rect.height def update(self): # 1. 调用父类的方法实现 super().update() # 2. 判断是否移出屏幕，如果移出屏幕 将图像设置到屏幕的上方 if self.rect.y >= SCREEN_RECT.height: self.rect.y = -self.rect.height class Enemy(GameSprite): """敌机精灵""" def __init__(self): # 1. 调用父类方法，创建敌机精灵，并且指定敌机的图像 super().__init__("./images/images/enemy1.png", 1) # 2. 设置敌机的初始随机速度 self.speed = random.randint(1,3) # 3. 设置敌机的随机初始位置 self.rect.bottom = 0 max_x = SCREEN_RECT.width - self.rect.width self.rect.x = random.randint(0,max_x) def update(self): # 1. 调用父类方法，让敌机在垂直方向移动 super().update() # 2.判断是否飞出屏幕， 如果是，需要将敌机从精灵组中删除 if self.rect.y >= SCREEN_RECT.height: # print("敌机飞出了屏幕...删掉你") self.kill() class Hero(GameSprite): """英雄精灵""" def __init__(self): super().__init__("./images/images/me1.png", 0) # 设置初始位置 self.rect.centerx = SCREEN_RECT.centerx self.rect.bottom = SCREEN_RECT.bottom - 120 # 创建子弹的精灵组 self.bullets = pygame.sprite.Group() def update(self): # 飞机水平方向移动 self.rect.x += self.speed # 判断飞机超出屏幕边界 if self.rect.left < 0: self.rect.left = 0 elif self.rect.right > SCREEN_RECT.right: self.rect.right = SCREEN_RECT.right def fire(self): for i in (1, 2, 3): # print("发射子弹") # 1. 创建子弹精灵 bullet = Bullet() # 2. 设置精灵的位置 bullet.rect.bottom = self.rect.y - i * 20 bullet.rect.centerx = self.rect.centerx # 3. 将精灵添加到精灵组 self.bullets.add(bullet) class Bullet(GameSprite): """子弹精灵""" def __init__(self): # 1.调用父类方法 显示子弹图片 -2 表示往上飞 super().__init__("./images/images/bullet1.png", -2) def update(self): # 2.调用父类方法 super().update() # 判断是否超出屏幕 if self.rect.bottom < 0: self.kill()
plane_main 文件
import pygame from plane_sprites import * pygame.init() class PlaneGame(object): """飞机大战主游戏""" def __init__(self): print("游戏初始化") # 1. 创建游戏的窗口 self.screen = pygame.display.set_mode(SCREEN_RECT.size) # 2. 创建游戏的时钟 self.clock = pygame.time.Clock() # 3. 调用私有方法，创建精灵和精灵组 self.__create_sprites() # 4. 设置定时器事件 - 每秒创建一架敌机 1s = 1000ms pygame.time.set_timer(CREATE_ENEMY_EVENT, 1000) # 5. 设置定时器事件 - 每0.5秒 发射子弹 pygame.time.set_timer(HERO_FIRE_EVENT, 500) def __create_sprites(self): """创建精灵组""" # 背景组 self.back_group = pygame.sprite.Group() # 敌机组 self.enemy_group = pygame.sprite.Group() # 英雄组 self.hero_group = pygame.sprite.Group() """创建背景精灵和精灵组""" # bg1 = Background("./images/images/background.png", 1) # bg2 = Background("./images/images/background.png", 1) # bg2.rect.y = -bg2.rect.height # self.back_group = pygame.sprite.Group(bg1,bg2) bg1 = Background() bg2 = Background(True) self.back_group = pygame.sprite.Group(bg1,bg2) # 英雄组 self.hero = Hero() self.hero_group = pygame.sprite.Group(self.hero) def start_game(self): """开始游戏""" print("开始游戏...") while True: # 1. 设置刷新频率 self.clock.tick(60) # 2. 事件监听 self.__event_handler() # 3. 碰撞检测 self.__check_collide() # 4. 更新精灵组 self.__update_sprite() # 5. 更新屏幕显示 pygame.display.update() def __event_handler(self): """事件监听""" for event in pygame.event.get(): # 判断是否退出游戏 if event.type == pygame.QUIT: PlaneGame.__game_over() elif event.type == CREATE_ENEMY_EVENT: self.enemy_group.add(Enemy()) # print("敌机出场....") elif event.type == HERO_FIRE_EVENT: self.hero.fire() # elif event.type == pygame.KEYDOWN and event.type == pygame.K_RIGHT: # print("向右移动...") # 返回所有按键的元组，如果某个键被按下，对应的值会是1 keys_pressed = pygame.key.get_pressed() # 判断是否按下了方向键 if keys_pressed[pygame.K_RIGHT]: # print("向右移动...") self.hero.speed = 2 elif keys_pressed[pygame.K_LEFT]: self.hero.speed = -2 else: self.hero.speed = 0 def __check_collide(self): """碰撞检测""" # 1. 子弹摧毁敌机 pygame.sprite.groupcollide(self.hero.bullets, self.enemy_group, True, True) # 2. 敌机摧毁英雄 # spritecollide 需要返回一个列表 enemies = pygame.sprite.spritecollide(self.hero, self.enemy_group, True) # 判断列表是否有内容 if len(enemies) > 0: # 让英雄牺牲 self.hero.kill() # 结束游戏 PlaneGame.__game_over() def __update_sprite(self): """更新精灵组""" for group in [self.back_group, self.enemy_group, self.hero_group]: group.update() group.draw(self.screen) self.back_group.update() self.back_group.draw(self.screen) self.enemy_group.update() self.enemy_group.draw(self.screen) self.hero_group.update() self.hero_group.draw(self.screen) # 注意 self.hero.bullets.update() self.hero.bullets.draw(self.screen) @staticmethod def __game_over(): """游戏结束""" print("游戏结束") print("Game Over...") pygame.quit() exit() if __name__ == '__main__': # 创建游戏对象 game = PlaneGame() # 开始游戏 game.start_game() pygame.quit()
