Python第07周：一个小游戏

本篇严重参考Julian Meyer发表的文章：Beginning Game Programming for Teens with Python

本次作业将创建一个简单的游戏叫做英雄兔ver0.1版；

游戏背景：

在这里作为英雄的兔子要保卫城堡，它必须能够移动和射击反击敌人
（关于敌人我们在后续章再添加，那时你已经能看懂大部分代码了）。

# 设计步骤

# 第一步：Hello Bunny（嘿，兔子）
# 第二步：添加布景
# 第三步：让兔子动起来
# 第四步: 旋转兔子
# 第五步：射击吧，兔子!
# V0.1 Over！

# 第一步：（编写简单的）Hello Bunny（嘿，兔子）

# 1 - 导入PyGame库
import pygame
from pygame.locals import * #导入命名空间
 
# 2 - 初始化PyGame并设置显示窗口
pygame.init()
width, height = 640, 480
screen=pygame.display.set_mode((width, height))
 
# 3 - 加载你想要给bunny使用的图片
player = pygame.image.load("resources/images/dude.png")
 
# 4 - 循环执行以下缩进的代码
while 1:
    # 5 - 每次绘图前，将屏幕填充成黑色
    screen.fill(0)
    # 6 - 以100*100的大小显示图片
    screen.blit(player, (100,100))
    # 7 - 更新屏幕
    pygame.display.flip()
    # 8 - 检查是否有新事件
    for event in pygame.event.get():
        if event.type==pygame.QUIT:
            pygame.quit()
            exit(0)

把它保存到你的游戏目录下（即资源子目录）并命名为itgame.py。让我们逐段分析以上代码：
1. 导入PyGame库。这一步让你在你的程序中使用来自库中的函数。
2. 初始化PyGame并设置显示窗口。
3. 加载你想要给bunny使用的图片。
4. 循环执行以下缩进的代码。
5. 在绘图前，将屏幕填充成黑色。
6. 将之前加载进来的bunny图片以100*100的大小显示在屏幕上。
7. 更新屏幕。
8. 检查是否有新事件,如果有的话，否则转到退出命令，退出程序。
注意：根据PyGame的文档，你不需要调用pygame.quit()因为解析器关闭时会自动调用它。
如果现在运行这段代码（在Idle菜单栏点击 “Run\Run Module")，你应该可以看到一个如下所示的屏幕：
 
耶，兔子就显示在屏幕上了，并准备做动作！
但是只有一只兔子显示在一个黑漆漆的屏幕上，这个游戏看起来很吓人且很孤单。接下来要做的就是稍微美化一下咯。

# 第二步：添加布景

我们首先给游戏场景添加背景图片，可以通过调用一组screen.blit()来完成背景添加。
在代码的#3 小节，载入角色图像之后添加下面的代码
# 3 - 加载你想要给bunny使用的图片
player = pygame.image.load("resources/images/dude.png")
grass = pygame.image.load("resources/images/grass.png")
castle = pygame.image.load("resources/images/castle.png")
这些代码载入图片然后赋给指定的变量，然后把它们画到屏幕上。但如果你检查草地的图片，你会发现它没有覆盖整个640 x 480的屏幕，所以你必须平铺使草地的图片完全覆盖屏幕。
在#6小节的开始(把兔子画在屏幕上之前)，添加以下代码到game.py：
    # 6 - 以100*100的大小显示图片
    for x in range(width/grass.get_width()+1):
        for y in range(height/grass.get_height()+1):
    screen.blit(grass,(x*100,y*100))
    screen.blit(castle,(0,30))
    screen.blit(castle,(0,135))
    screen.blit(castle,(0,240))
    screen.blit(castle,(0,345 ))
    screen.blit(player, (100,100))

正如你所见，首先把x坐标通过for循环递增，在这个循环中再把y坐标循环递增，并且将草地画在使用循环生成的x、y坐标上。紧接着的一组代码只是将城堡画在屏幕上。从现在开始，变得好看点了！
你现在运行这个程序，你会看到像如下的结果：

# 第三步：让兔子动起来

下面需要添加一些真正的游戏元素，比如让兔子响应键盘的按键。
要做到这一点，需要一个方法记录哪一个键在某一时刻被按下。
可以简单的使用一个数组保存在游戏需要使用的键的按下状态。
添加如下代码到game.py的#2小节结束(在你设了屏幕高和宽度之后) ：
# 2 - 初始化PyGame并设置显示窗口
...
screen=pygame.display.set_mode((width, height))
keys = [False, False, False, False]
playerpos=[100,100] #游戏角色的位置

这段代码是非常明了。数组keys按WASD的顺序记录它们的状态。
数组的每个元素对应一个键，第一个是上W,下S，左A右D。
playerpos变量定义程序开始绘制游戏角色的起始位置。因为这个游戏将移动游戏角色到不同的位置，设置一个储存角色位置的变量，然后便可以简单地将角色绘制到这个位置。
现在你需要修改现有的代码来绘制角色，使用新的playerpos变量，将# 6的程序:
screen.blit(player, (100,100))
改为：
screen.blit(player, playerpos)
接下来，基于哪些按键被按下更新键数组，PyGame通过添加event.key事件使检测按键很容易实现。
在# 8检测event.type==pygame.QUIT之后，添加这些代码
(如果有块缩进的话使用与pygame.QUIT相同的缩进级)：
    # 8 - 循环游戏、检查是否有新事件

        if event.type == pygame.KEYDOWN:
            if event.key == K_w:
                keys[0] = True
            elif event.key == K_a:
                keys[1] = True
            elif event.key == K_s:
                keys[2] = True
            elif event.key == K_d:
                keys[3] = True
        if event.type == pygame.KEYUP:
            if event.key == pygame.K_w:
                keys[0] = False
            elif event.key == pygame.K_a:
                keys[1] = False
            elif event.key == pygame.K_s:
                keys[2] = False
            elif event.key == pygame.K_d:
                keys[3] = False
哇！这里有很多行代码，如果你把它按If语句拆分也不是很复杂的。
首先你要检测一是否有键被按下或释放，然后你需要检测哪个键被按下或者释放，如果被按下或者释放的键是你要使用的键，根据键值更新相应的键变量。
最后，你需要更新playerpos变量作为键按下的响应，这太简单了。
将下附代码添加到game.py的末尾（使用和for循环相同的缩进级）
    # 9 - Move player
    if keys[0]:
        playerpos[1] -= 5
    elif keys[2]:
        playerpos[1] += 5
    if keys[1]:
        playerpos[0] -= 5
    elif keys[3]:
        playerpos[0] += 5
这段代码只是检查哪个键被按下，然后添加或减去游戏角色的x或y位置(取决于按下的键)来移动游戏角色。

# 第四步: 旋转兔子

是的，你的兔子现在可以随着你的按键移动，但用鼠标来旋转兔子朝向到你选择的方向岂不更酷，所以它不是所有时间都朝向一个方向。使用三角函数来实现：
应用atan2三角函数获得旋转角度(z)。记住，Z值是弧度。
atan2函数在Python的math库总，所有先在#1结尾处增加：
import math

然后，将#6最后一行（screen.blit...这行）替换成下面的代码：
# 6.1 - Set player position and rotation
position = pygame.mouse.get_pos()
angle = math.atan2(position[1]-(playerpos[1]+32),position[0]-(playerpos[0]+26))
playerrot = pygame.transform.rotate(player, 360-angle*57.29)
playerpos1 = (playerpos[0]-playerrot.get_rect().width/2, playerpos[1]-playerrot.get_rect().height/2)
screen.blit(playerrot, playerpos1)

让我们梳理一下上面代码的基本流程。首先获取鼠标和游戏角色的位置，然后你对两个位置应用atan2函数，之后，你将atan2返回的弧度转化成度数(将弧度乘以近似57.29或360/2π)。
因为兔子会旋转，它的位置也将会改变。所以现在计算兔子的新位置并把它显示在屏幕。
再次运行这个游戏。如果你只按了“WASD”键，那么这个游戏应该和之前完全一样，但如果你移动你的鼠标兔子也会随之旋转！

# 第五步：射击吧，兔子!

现在你的兔子已经可以自由活动了，是时候给它添加更多的动作了。让兔子可以用弓箭射击敌人！
这一步稍微有点复杂，因为你必须记录所有射出的剑，更新它们的位置、旋转并且在它们飞出屏幕后删除它们。
首先，在初始化小节(#2小节)的结束添加必要的变量：
acc=[0,0] #记录玩家的射击精度
arrows=[] # 记录所有的箭

精度变量acc实际上是一个包含射击数量和命中獾次数的列表。
最后我们可以使用这些信息来计算精度的百分比。
接下来，在section #3的末尾加载弓箭图像：
arrow = pygame.image.load("resources/images/bullet.png")

现在当玩家点击鼠标，弓箭就要射出。
在section #8的末尾加入以下代码作为新的事件句柄
if event.type == pygame.MOUSEBUTTONDOWN:
            position = pygame.mouse.get_pos()
            acc[1] += 1   
            arrows.append(
                [math.atan2(position[1] - (playerpos1[1] + 32), position[0] - (playerpos1[0] + 26)), playerpos1[0] + 32,
                 playerpos1[1] + 32])

这些代码检查是否有鼠标点击，如果有它会读取鼠标位置，并根据玩家的旋转和指针的位置计算出弓箭的旋转。这个旋转储存在arrows数组里。
接下来你需要真正在屏幕上画出弓箭了。在section #6.1之后插入以下代码：
# 6.2 - Draw arrows
for bullet in arrows:
    index=0
    velx=math.cos(bullet[0])*10
    vely=math.sin(bullet[0])*10
    bullet[1]+=velx
    bullet[2]+=vely
    if bullet[1]<-64 or bullet[1]>640 or bullet[2]<-64 or bullet[2]>480:
        arrows.pop(index)
    index+=1
    for projectile in arrows:
        arrow1 = pygame.transform.rotate(arrow, 360-projectile[0]*57.29)
        screen.blit(arrow1, (projectile[1], projectile[2]))
运用基本的三角函数可以计算出vely和velx。10是弓箭的速度。if语句检查弓箭是否飞出边界，如果是则删除该弓箭。第二个for语句循环过arrows数组并画出相应旋转的弓箭。
试试运行程序。你应该有一只兔兔在你点击鼠标时发射弓箭了。

祝你好运！