保姆級教程:用 Python 做游戲有多簡單?
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我 520 的公眾號圖片發(fā)了以后，有很多同學問我這個游戲是怎么做的，難不難。我就用兩篇文章來介紹一下，如果使用 Python 做游戲。
這個游戲是使用 PyGame 做的，貼圖素材是從?itch.io[1]?找的。我之前也沒有用過 PyGame，這次屬于是現(xiàn)學現(xiàn)用，參考的教程是?PyGame: A Primer on Game Programming in Python[2]。
用 PyGame 做游戲非常簡單，我們今天第一篇文章，讓大家實現(xiàn)一個可以在地圖上移動的小豬。
基本框架
首先，無論你是做什么游戲，別管三七二十一，先把下面這段代碼復制粘貼到你的編輯器里面。所有游戲都需要這幾行代碼：
import?pygame
def?main():
????pygame.init()
????pygame.display.set_caption('未聞Code：青南做的游戲')??#?游戲標題
????win?=?pygame.display.set_mode((800,?600))??#?窗口尺寸，寬800高600
????running?=?True
????while?running:
????????for?event?in?pygame.event.get():
????????????if?event.type?==?pygame.QUIT:??#?點擊左上角或者右上角的x關閉窗口時，停止程序
????????????????running?=?False
main()
運行效果如下圖所示：
加載素材
現(xiàn)在，我們隨便找兩張圖片，一張作為背景，一張作為主角。尺寸不用太在意，差不多就可以了，因為我們可以用代碼動態(tài)調(diào)整。下面兩張圖是我隨便找的素材，大家注意圖中紅框框住的地方，是這兩張圖片的尺寸。
我們使用如下代碼加載圖片：
img_surf?=?pygame.image.load('圖片地址').convert_alpha()
其中的.convert_alpha()是保留 png 圖片的透明背景。如果你加載的圖片不 png 圖片，可以把convert_alpha()改成convert()。
如果要修改圖片尺寸，使用如下代碼：
img_surf?=?pygame.transform.scale(img_surf,?(寬,?高))
要把圖片顯示在窗口中，使用下面兩行代碼：
win.blit(素材對象,?(素材左上角的橫坐標,?素材左上角的縱坐標))
pygame.display.flip()
完整的代碼如下：
import?pygame
def?main():
????pygame.init()
????pygame.display.set_caption('未聞Code：青南做的游戲')??#?游戲標題
????win?=?pygame.display.set_mode((800,?600))??#?窗口尺寸
????bg_small?=?pygame.image.load('bg.png').convert_alpha()
????bg_big?=?pygame.transform.scale(bg_small,?(800,?600))
????pig?=?pygame.image.load('pig_in_car.png').convert_alpha()
????running?=?True
????while?running:
????????for?event?in?pygame.event.get():
????????????if?event.type?==?pygame.QUIT:??#?點擊左上角或者右上角的x關閉窗口時，停止程序
????????????????running?=?False
????????win.blit(bg_big,?(0,?0))??#?背景圖最先加載，坐標是(left,?top)
????????win.blit(pig,?(200,?300))
????????pygame.display.flip()
main()
運行效果如下圖所示：
需要注意的是，win.blit和pygame.display.flip()都要放到while循環(huán)里面。其中win.blit的第一個參數(shù)是我們剛剛加載的素材對象。第二個參數(shù)是一個元組，標記這個圖片左上角在畫布上面的坐標。整個畫布左上角對應坐標(0, 0)。由于背景圖的尺寸也是(800, 600)，所以背景圖的左上角放到(0, 0)，就剛好可以鋪滿整個畫布。
哪里找素材？
我們做的是一個像素風格的游戲，可以到itch.io上面找素材：
這個網(wǎng)站提高了大量的游戲素材，并且絕大部分素材，在個人非商業(yè)用途的情況下是免費的。你找到自己喜歡的素材以后，就可以直接下載，整個過程你甚至都不需要登錄（比國內(nèi)的垃圾素材網(wǎng)站可良心多了）。
怎么我的素材長這樣？
你下載了素材以后，可能會發(fā)現(xiàn)一件非常奇怪的事情，怎么素材全部畫在一張圖上？
實際上，這就是業(yè)界慣例，做素材的人會把每一類素材排列到一張圖片上，你要用的時候，需要自己去裁剪。例如所有植物放在一張圖上，所有雕像放在一張圖上，地基貼圖也放在一張圖上。
上面我們演示用的背景圖，初看起來是一張綠色的圖，但是它實際上包含了多個地基元素，請注意我用紅框框住的部分：
在正式游戲中，我們要把每一個基本元素拆出來，重新組合起來使用。重組的時候，有些元素要復制多份重復使用，有些元素要旋轉(zhuǎn)縮放。最終組合成下面這樣看起來好看的地圖：
一般來說，像素風格的素材，尺寸大多是16x16，32x32，64x64，128x128。素材作者正常情況下會提供裁剪說明。如果沒有提供的話，你也可以肉眼觀察，然后猜一猜。
例如我要從雕像素材里面剪切出紅框框住的女神像：
那么，我可以這樣寫代碼：
img_surf?=?pygame.image.load('雕像素材.png').convert_alpha()
goddess=?img_surf.subsurface((?女神像左上角的橫坐標?,?女神像左上角的縱坐標,?女神像的寬,?女神像的高))
運行效果如下圖所示：
可能有同學問：為什么女神的坐標是這樣的呢？我只能說，這個坐標是我試了很多次，試出來的。
使用小精靈來管理對象
除了背景圖，我們添加的每一個元素都是一個對象，例如上面的小豬和女神像。原則上來講，上面的代碼就足夠讓你把游戲做得漂亮了，想加什么東西，就不停加載圖片素材，然后放到合適的位置就可以了。
但我們可以使用面向?qū)ο蟮脑O計方法，讓代碼更容易維護，也更簡單。PyGame 里面，有一個類叫做Sprite，我們可以為每一個對象實現(xiàn)一個類，繼承Sprite，然后把對象的素材設置成.surf屬性，把對象的位置設置為.rect屬性。例如上面的代碼，我們修改一下：
import?pygame
class?Bg(pygame.sprite.Sprite):
????def?__init__(self):
????????super(Bg,?self).__init__()
????????bg_small?=?pygame.image.load('bg.png').convert_alpha()
????????grass_land?=?bg_small.subsurface((0,?0,?128,?128))
????????self.surf?=?pygame.transform.scale(grass_land,?(800,?600))
????????self.rect?=?self.surf.get_rect(left=0,?top=0)??#?左上角定位
class?Pig(pygame.sprite.Sprite):
????def?__init__(self):
????????super(Pig,?self).__init__()
????????self.surf?=?pygame.image.load('pig_in_car.png').convert_alpha()
????????self.rect?=?self.surf.get_rect(center=(400,?300))??#?中心定位
class?Goddess(pygame.sprite.Sprite):
????def?__init__(self):
????????super(Goddess,?self).__init__()
????????building?=?pygame.image.load('building.png').convert_alpha()
????????self.surf?=?building.subsurface(((7?*?64?-?10,?0,?50,?100)))
????????self.rect?=?self.surf.get_rect(center=(500,?430))??#?女神像的中心放到畫布(500,?430)的位置
def?main():
????pygame.init()
????pygame.display.set_caption('未聞Code：青南做的游戲')??#?游戲標題
????win?=?pygame.display.set_mode((800,?600))??#?窗口尺寸
????bg?=?Bg()
????goddess?=?Goddess()
????pig?=?Pig()
????all_sprites?=?[bg,?goddess,?pig]??#?注意添加順序，后添加的對象圖層在先添加的對象的圖層上面
????running?=?True
????while?running:
????????for?event?in?pygame.event.get():
????????????if?event.type?==?pygame.QUIT:??#?點擊左上角或者右上角的x關閉窗口時，停止程序
????????????????running?=?False
????????for?sprite?in?all_sprites:
????????????win.blit(sprite.surf,?sprite.rect)
????????pygame.display.flip()
if?__name__?==?'__main__':
????main()
運行效果如下圖所示：
注意代碼中的all_sprites = [bg, goddess, pig]，這里我使用的是列表。后面會有更高級的數(shù)據(jù)結構SpriteGroup來儲存他們。今天使用列表就足夠了。
素材對象.get_rect()會返回一個坐標定位對象，這個對象有多個屬性，例如.left, .top, .center, .width, .height。在不傳參數(shù)的情況下，默認.left=0, .top=0，PyGame會自動根據(jù)這個對象的尺寸計算.width，.height和.center。我們可以通過傳入?yún)?shù)的形式主動設定。當你設定左上角的時候，它自動就能算出中心點的坐標；當你傳入中心坐標的時候，它自動就能算出左上角的坐標。
理論上來講，在每個類里面，素材對象可以用任何名字，不一定要用.surf。坐標定位對象也不一定要用.rect，只要你在win.blit的時候?qū)饋砭涂梢粤?。但是如果你統(tǒng)一使用.surf和.rect會給你帶來很多好處。這一點我們到物體碰撞那個地方再講。因此我建議你就使用這兩個名字。
讓小豬動起來
既然是游戲，那肯定要按鍵盤讓主角動起來。否則跟一幅畫有什么區(qū)別呢？大家注意main()函數(shù)里面的while running這個循環(huán)，如果你在循環(huán)里面加上一行代碼：print(111)，你會發(fā)現(xiàn)當你運行這個游戲的時候，111會一直不停的打印出來。
PyGame 本質(zhì)上，就是通過win.blit不停地畫圖，由于這個while循環(huán)每秒要運行很多次，如果每次運行的時候，我們讓win.blit的第二個參數(shù)，也就是素材對象的坐標有細微的差異，那么在人眼看起來，這個素材對象就在運動了。
我們的目標是按住鍵盤的上下左右方向鍵，小豬向 4 個不同的方向移動。在 PyGame 里面，獲得鍵盤按住不放的鍵，使用如下代碼實現(xiàn)：
keys?=?pygame.key.get_pressed()
它返回的是一個長得像列表的對象（但不是列表），當我們要判斷某個鍵是否被按下的時候，只需要判斷if keys[想要判斷的鍵]，如果返回True，說明被按住了?；谶@個原理，我們來寫兩段代碼。首先修改Pig類，新增一個.update方法：
class?Pig(pygame.sprite.Sprite):
????def?__init__(self):
????????super(Pig,?self).__init__()
????????self.surf?=?pygame.image.load('pig_in_car.png').convert_alpha()
????????self.rect?=?self.surf.get_rect(center=(400,?300))??#?中心定位
????def?update(self,?keys):
????????if?keys[pygame.K_LEFT]:
????????????self.rect.move_ip((-5,?0))??#?橫坐標向左
????????elif?keys[pygame.K_RIGHT]:
????????????self.rect.move_ip((5,?0))??#?橫坐標向右
????????elif?keys[pygame.K_UP]:
????????????self.rect.move_ip((0,?-5))??#縱坐標向上
????????elif?keys[pygame.K_DOWN]:
????????????self.rect.move_ip((0,?5))??#?縱坐標向下
????????#?防止小豬跑到屏幕外面
????????if?self.rect.left?0:
????????????self.rect.left?=?0
????????if?self.rect.right?>?800:
????????????self.rect.right?=?800
????????if?self.rect.top?0:
????????????self.rect.top?=?0
????????if?self.rect.bottom?>?600:
????????????self.rect.bottom?=?600
.update方法接收一個參數(shù)keys，就是我們按鍵返回的長得像列表的對象。然后判斷是哪個方向鍵被按下了。根據(jù)被按下的鍵，.rect坐標定位對象修改相應方向的值。rect.move_ip這里的ip是inplace的簡寫，也就是修改.rect這個屬性自身。它的參數(shù)是一個元組，對應橫坐標和縱坐標。橫縱坐標小于 0 表示向左或者向上，大于 0 表示向右或者向下。
原來的main()函數(shù)只需要在win.blit之前增加兩行代碼：
keys?=?pygame.key.get_pressed()
pig.update(keys)
完整代碼如下：
import?pygame
class?Bg(pygame.sprite.Sprite):
????def?__init__(self):
????????super(Bg,?self).__init__()
????????bg_small?=?pygame.image.load('bg.png').convert_alpha()
????????grass_land?=?bg_small.subsurface((0,?0,?128,?128))
????????self.surf?=?pygame.transform.scale(grass_land,?(800,?600))
????????self.rect?=?self.surf.get_rect(left=0,?top=0)??#?左上角定位
class?Pig(pygame.sprite.Sprite):
????def?__init__(self):
????????super(Pig,?self).__init__()
????????self.surf?=?pygame.image.load('pig_in_car.png').convert_alpha()
????????self.rect?=?self.surf.get_rect(center=(400,?300))??#?中心定位
????def?update(self,?keys):
????????if?keys[pygame.K_LEFT]:
????????????self.rect.move_ip((-5,?0))
????????elif?keys[pygame.K_RIGHT]:
????????????self.rect.move_ip((5,?0))
????????elif?keys[pygame.K_UP]:
????????????self.rect.move_ip((0,?-5))
????????elif?keys[pygame.K_DOWN]:
????????????self.rect.move_ip((0,?5))
????????#?防止小豬跑到屏幕外面
????????if?self.rect.left?0:
????????????self.rect.left?=?0
????????if?self.rect.right?>?800:
????????????self.rect.right?=?800
????????if?self.rect.top?0:
????????????self.rect.top?=?0
????????if?self.rect.bottom?>?600:
????????????self.rect.bottom?=?600
class?Goddess(pygame.sprite.Sprite):
????def?__init__(self):
????????super(Goddess,?self).__init__()
????????building?=?pygame.image.load('building.png').convert_alpha()
????????self.surf?=?building.subsurface(((7?*?64?-?10,?0,?50,?100)))
????????self.rect?=?self.surf.get_rect(center=(500,?430))??#?女神像的中心放到畫布(500,?430)的位置
def?main():
????pygame.init()
????pygame.display.set_caption('未聞Code：青南做的游戲')??#?游戲標題
????win?=?pygame.display.set_mode((800,?600))??#?窗口尺寸
????bg?=?Bg()
????goddess?=?Goddess()
????pig?=?Pig()
????all_sprites?=?[bg,?goddess,?pig]??#?注意添加順序，后添加的對象圖層在先添加的對象的圖層上面
????running?=?True
????while?running:
????????for?event?in?pygame.event.get():
????????????if?event.type?==?pygame.QUIT:??#?點擊左上角或者右上角的x關閉窗口時，停止程序
????????????????running?=?False
????????keys?=?pygame.key.get_pressed()
????????pig.update(keys)
????????for?sprite?in?all_sprites:
????????????win.blit(sprite.surf,?sprite.rect)
????????pygame.display.flip()
if?__name__?==?'__main__':
????main()
最后的運行效果如下面這個視頻所示：
總結
PyGame 做游戲真的非常簡單，只要會加載素材，就能做出一個還能看得過去的游戲。今天我們學會了怎么添加素材，怎么捕獲鍵盤事件。
PyGame 可以讀取 Gif 圖片，但是你會發(fā)現(xiàn)加載進來以后，Gif 不會動。下一篇文章，我們來講講如何讓你控制的角色動起來，例如控制一個小娃娃，移動的時候，它的腳也跟著動。以及對象的碰撞檢測。
參考資料
[1]itch.io: https://itch.io/game-assets
[2]PyGame: A Primer on Game Programming in Python: https://realpython.com/pygame-a-primer
End
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