| 这个作业属于哪个课程 | 软件工程 |
|---|---|
| 这个作业要求在哪里 | 查看作业要求 |
| 这个作业的目标 | 学会从0开始写一个小游戏，学会pygame的使用 |
| 学号 | 102202112刘莹 |
一、🛠️ 工具准备
- 安装 Pygame
- 使用到的 AIGC 工具：
- Craiyon、豆包：生成游戏背景图和游戏图标
- ChatGPT：编写部分代码
二、🎮 游戏设计逻辑
（一）游戏界面设计
- 使用 Craiyon 设计游戏背景并进行修改
- 使用豆包设计游戏中用于消除的图标
- 使用豆包设计游戏中的按键
（二）游戏规则设计
1. 游戏目标
游戏分为两个模式：简单模式 和 困难模式。玩家通过点击和消除相同图标获得高分，依据模式要求在限定时间内消除所有图标来通关。
2. 游戏模式
- 简单模式：
- 图标：每种图标出现2次或2的倍数次，共8种不同的图标。
- 目标：倒计时结束前清除所有图标获胜。
- 困难模式：
- 图标：每种图标出现3次或3的倍数次，共10种不同的图标。
- 空格：界面底部有五个空格。
- 目标：倒计时结束前清除所有图标获胜，五个空格被填满则游戏结束。
（三）🔊 游戏音效设计
- 点击音效：图标被点击时播放。
- 消除音效：图标匹配成功时播放。
- 成功音效：游戏成功结束时播放。
- 失败音效：游戏失败时播放。
（四）🖥️ 游戏界面
1. 主菜单
- 选择模式：点击“简单模式”或“困难模式”开始游戏。
- 游戏说明：点击查看游戏规则。
- 退出游戏：退出游戏。
2. 游戏进行中
- 图标显示：界面上显示图标，玩家可以点击选择。
- 倒计时：倒计时从30秒开始，时间以红色显示在屏幕上方。
- 分数：屏幕右上角显示当前得分。
3. 游戏结束
- 成功：清除所有图标或达到指定分数后，显示“通关啦”的图片，并有“重新开始”和“退出游戏”按钮。
- 失败：倒计时结束未完成目标，显示“游戏结束”图片，并提供“重新开始”和“退出游戏”按钮。
4. 按钮功能
- 重新开始：点击返回主菜单。
- 退出游戏：退出游戏程序。
（五）📚 操作指南
- 选择图标：点击屏幕上的图标进行选择。
- 放置图标：选中图标后，自动放置在底部空格中。
- 消除图标：若底部有三个或更多相同图标，它们会被消除，得分增加。
三、🎥 游戏展示及过程
- 游戏主界面
- 游戏过程界面（困难模式）
- 游戏成功通关界面
- 游戏失败界面
- 游戏说明界面
- 游戏图标展示
四、📂 项目展示
（一）项目代码：
（二）项目介绍
1. 前端设计与特色功能
- 前端设计：基于 Pygame 开发，整个设计注重用户体验和界面友好性。
- 主界面设计：
- 功能菜单：主界面提供了模式选择、游戏说明和退出游戏三个选项，玩家可以轻松选择进入相应的功能。
- 背景设计：游戏背景简洁明了，与游戏整体风格保持一致，使玩家可以专注于游戏本身。
- 游戏界面
- 图标布局：游戏中会出现若干可点击的图标，布局合理，方便玩家点击。
- 倒计时与分数：倒计时和分数显示在屏幕上方，红色字体醒目，帮助玩家时刻了解剩余时间和当前得分。
- 按钮布局：重新开始和退出游戏按钮放置在图片中央，操作直观。
- 主界面设计：
- 特色功能：
- 双模式选择：提供了简单模式和困难模式，两者在规则上保持一致，但难度不同。玩家可以根据自己的水平进行挑战。
- 音效系统：每个操作（点击、消除、胜利、失败）都有不同的音效，增强玩家的沉浸感。
- 计时机制：游戏中提供了倒计时功能，玩家需要在规定时间内达成目标，增加了紧张感和挑战性。
2. 使用技术及算法：使用Pygame进行游戏前端界面的渲染和交互处理
- 技术栈
- Pygame库：用于游戏界面绘制、事件处理、音效播放和图像加载。
- Python：作为游戏的主要开发语言，处理逻辑控制和数据交互。
- 图标点击与消除检测算法
- 点击检测：通过Pygame的事件处理功能，监听鼠标点击事件。当鼠标点击图标时，检测该点击是否位于图标的区域内。如果命中，则选中该图标。
- 叠层图标检测识别：为了解决图标重叠时的点击优先问题，在点击检测时，首先按图标的显示顺序进行排序，确保点击最上层的图标能被优先识别。
- 消除算法：当底部栏中出现三个及以上相同图标时，触发消除逻辑，通过遍历底部栏中的图标，检查是否满足条件（相同图标个数>=3），如果满足则调用消除函数，移除相应图标并播放音效，同时更新分数。。
- 游戏结束状态判断与音效处理
- 倒计时实现：通过每帧更新机制实现实时倒计时功能。
- 游戏结束判断：
- 成功判断：如果在规定时间内成功消除所有图标或达到指定分数，播放成功音效并显示成功图片。
- 失败判断：如果时间耗尽且未完成目标，则播放失败音效并显示失败图片。
依据游戏状态播放不同的音效，并切换到对应的结束界面。
（三）项目测试
- 简单模式：
- 困难模式：
（四）AIGC表格：学习内容及心得体会
| 序号 | 学习内容 | 心得体会 |
|---|---|---|
| 1 | Pygame库的使用 | 学会了如何使用Pygame创建简单的2D游戏界面、加载图像、处理用户输入，以及播放音效，实用性很强。 |
| 2 | 事件监听与响应机制 | 掌握了Pygame的事件监听机制，通过处理用户输入（如鼠标点击、键盘操作）来改变游戏状态，提高了对事件驱动开发的理解。 |
| 3 | 图标点击与消除逻辑 | 通过实现图标点击、消除算法，理解了如何管理游戏对象的状态与交互，体会到了逻辑结构在游戏开发中的重要性。 |
| 4 | 时间与倒计时机制 | 学习了如何实现时间管理，特别是在游戏中实现倒计时功能，提升了对游戏进程控制的理解。 |
| 5 | 游戏结束判断 | 在不同条件下判断游戏胜利或失败，理解了如何根据游戏状态调整用户界面和音效，为游戏逻辑增加了更多细节与趣味性。 |
| 6 | 用户体验设计 | 从界面布局到操作交互，注重用户体验，意识到图像、音效等细节在提升游戏可玩性方面的作用。 |
| 7 | 调试与问题解决 | 通过调试代码，解决了如图标点击层级等问题，学会了如何快速定位和解决游戏开发中的实际问题。 |
| 8 | 算法优化 | 在图标消除、倒计时等算法的优化上，深刻体会到如何在游戏开发中平衡性能与功能性。 |
| 9 | 音效管理与互动 | 为不同操作添加音效后，增强了游戏的互动性，体会到了声音在游戏体验中的重要性。 |
| 10 | 项目管理与开发流程控制 | 学会了如何合理分配开发任务，使用PSP表格对任务进行分解，提升了项目管理的意识。 |
（五）PSP表格：任务分解与时间管理
| PSP阶段 | 任务内容 | 预估耗时 (小时) | 实际耗时 (小时) | 备注 |
|---|---|---|---|---|
| 计划 | 预估项目开发时间，制定整体开发计划 | 1 | 1 | 规划了每个开发阶段的主要任务和预计所需时间。 |
| 需求分析 | 分析并确定游戏的功能需求 | 2 | 2.5 | 深入分析了用户交互、音效反馈、图标消除等需求，超出预期时间。 |
| 设计 | 界面设计、音效布局、游戏逻辑设计 | 3 | 3.5 | 界面设计花费了更多时间，尤其是重叠图标点击问题的处理。 |
| 实现编码 | 编写Pygame代码，处理图标消除、倒计时、游戏结束判断等逻辑 | 8 | 9 | 编写代码过程中遇到一些调试问题，如图标点击层级和音效播放的细节处理。 |
| 测试 | 对游戏各个功能进行全面测试，确保逻辑正确 | 3 | 4 | 测试中发现了一些意外行为，尤其是在音效和界面切换上，需要进行多次调整。 |
| 调试与修正 | 修复调试过程中出现的BUG | 2 | 3 | 修复了如倒计时不准、音效错位等问题，耗时略超预期。 |
| 评审 | 项目整体评估，分析是否满足需求，优化细节 | 2 | 2 | 进行整体检查和评估，最终效果基本达到预期。 |
| 文档撰写 | 撰写项目文档，整理代码注释及项目说明 | 2 | 1.5 | 文档撰写顺利完成，时间略低于预期。 |
| 总结与反思 | 总结整个项目的开发经验，撰写心得体会 | 1 | 1 | 对开发过程中的问题与经验进行总结，并提出改进方向。 |
| 总耗时 | 24 | 27.5 | 整个项目实际耗时略高于预期，主要集中在设计和调试阶段。 |
五、📝 个人小结
在本次项目中，通过使用 Pygame，我学会了如何从零开发一个2D游戏，尤其是在界面设计、音效系统和逻辑处理上有了很大进步。我深刻认识到细节设计的重要性，比如图标点击识别和音效加入对游戏体验的提升。通过 PSP 表格的管理，我的时间分配和项目管理能力也得到了锻炼。未来，我会更加注重开发过程中的细节优化，继续提升自己的开发技能和用户体验设计能力。
