Python项目

2023-12-17 03:38| 来源: 网络整理| 查看: 265

文章目录一、项目介绍——飞机大战实战步骤确认模块 —— pygame安装 pygame验证安装二、pygame 快速入门项目准备1. 使用 `pygame` 创建图形窗口小节目标1.1 游戏的初始化和退出1.2 理解游戏中的坐标系案例演练 1.3 创建游戏主窗口1.4 简单的游戏循环 2. 理解 **图像** 并实现图像绘制代码演练 I —— 绘制背景图像代码演练 II —— 绘制英雄图像理解 `update()` 方法的作用 3. 理解 **游戏循环** 和 **游戏时钟**3.1 游戏中的动画实现原理3.2 **游戏循环**游戏的两个组成部分游戏循环的作用 3.3 游戏时钟3.4 英雄的简单动画实现作业 3.5 在游戏循环中监听事件事件 `event`监听代码实现 4. 理解 **精灵** 和 **精灵组**4.1 精灵和精灵组精灵精灵组 4.2 派生精灵子类4.3 使用游戏精灵和精灵组创建敌机实现步骤三、游戏框架搭建1. 明确主程序职责2. 实现飞机大战主游戏类2.1 明确文件职责代码实现 2.3 游戏初始化部分使用常量代替固定的数值 2.4 游戏循环部分 3. 准备游戏精灵组3.1 确定精灵组3.2 代码实现四、游戏背景滚动1. 背景交替滚动的思路确定1.1 实现思路分析1.2 设计背景类 2. 显示游戏背景2.1 背景精灵的基本实现2.2 在 `plane_main.py` 中显示背景精灵2.3 利用初始化方法，简化背景精灵创建五、敌机出场1. 使用定时器添加敌机1.1 定时器1.2 定义并监听创建敌机的定时器事件1) 定义事件2) 监听定时器事件 2. 设计 `Enemy` 类2.1 敌机类的准备2.2 创建敌机2.3 随机敌机位置和速度1) 导入模块2) 随机位置3) 代码实现 2.4 移出屏幕销毁敌机检测敌机被销毁代码实现六、英雄登场1. 设计 **英雄** 和 **子弹** 类英雄需求子弹需求Hero —— 英雄Bullet —— 子弹 2. 创建英雄2.1 准备英雄类2.2 绘制英雄代码实现 3. 移动英雄位置3.1 移动英雄位置3.2 控制英雄运动边界 4. 发射子弹需求回顾 —— 英雄需求4.1 添加发射子弹事件4.2 定义子弹类需求回顾 —— 子弹需求Bullet —— 子弹定义子弹类 4.3 发射子弹一次发射三枚子弹七、碰撞检测1. 了解碰撞检测方法pygame.sprite.groupcollide()pygame.sprite.spritecollide() 2. 碰撞实现

一、项目介绍——飞机大战

按照黑马的教程完成飞机大战项目，我们的项目最终目标如下：

代码放在Gitee上了：https://gitee.com/aniu251700/python-aircraft-war

在这里插入图片描述

实战步骤 pygame 快速体验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网站栏目内容GettingStarted在各平台安装模块的说明Docspygame 模块所有类和子类的参考手册安装 pygame $ sudo pip3 install pygame 验证安装 $ python3 -m pygame.examples.aliens

输入后会出现这样一个游戏，就表示安装成功了

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二、pygame 快速入门项目准备使用 pygame 创建图形窗口理解图像并实现图像绘制理解游戏循环和游戏时钟理解精灵和精灵组项目准备新建飞机大战项目新建一个 hm_01_pygame入门.py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 1. 使用 pygame 创建图形窗口小节目标游戏的初始化和退出理解游戏中的坐标系创建游戏主窗口简单的游戏循环

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！

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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

在这里插入图片描述

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 用于描述矩形区域

Rect(x, y, width, height) -> Rect

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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

定义 hero_rect 矩形描述英雄的位置和大小输出英雄的坐标原点（x 和 y）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)) # 100 500 print("英雄大小 %d %d" % (hero_rect.width, hero_rect.height)) # 120 126 # 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) # 120 126 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 2. 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：使用 pygame.image.load() 加载图像的数据使用游戏屏幕对象，调用 blit 方法将图像绘制到指定位置调用 pygame.display.update() 方法更新整个屏幕的显示

在这里插入图片描述

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

加载 background.png 创建背景将背景绘制在屏幕的 (0, 0) 位置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

加载 me1.png 创建英雄飞机将英雄飞机绘制在屏幕的 (200, 500) 位置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

在这里插入图片描述

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() 3. 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

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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

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游戏循环的作用保证游戏不会直接退出变化图像位置 —— 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

在游戏初始化定义一个 pygame.Rect 的变量记录英雄的初始位置在游戏循环中每次让英雄的 y - 1 —— 向上移动y 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：

定义定时器常量 —— eventid在初始化方法中，调用 set_timer 方法设置定时器事件在游戏循环中，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...") 2. 设计 Enemy 类游戏启动后，每隔 1 秒会出现一架敌机每架敌机向屏幕下方飞行，飞行速度各不相同每架敌机出现的水平位置也不尽相同当敌机从屏幕下方飞出，不会再飞回到屏幕中

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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 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

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在 __update_sprites，让敌机精灵组调用 update 和 draw 方法

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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

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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 + heighty = 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 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

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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: # 将精灵从所有组中删除 self.kill() 六、英雄登场设计英雄和子弹类使用 pygame.key.get_pressed() 移动英雄发射子弹 1. 设计英雄和子弹类英雄需求游戏启动后，英雄出现在屏幕的水平中间位置，距离屏幕底部 120 像素英雄每隔 0.5 秒发射一次子弹，每次连发三枚子弹英雄默认不会移动，需要通过左/右方向键，控制英雄在水平方向移动

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子弹需求子弹从英雄的正上方发射沿直线向上方飞行飞出屏幕后，需要从精灵组中删除

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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 2. 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

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centerx = x + 0.5 * widthcentery = y + 0.5 * heightbottom = y + height

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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) 3. 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第二种方式首先使用 pygame.key.get_pressed() 返回所有按键元组通过键盘常量，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

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

在这里插入图片描述

right = x + width 利用 right 属性可以非常容易的针对右侧设置精灵位置

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def update(self): # 飞机水平移动 self.rect.x += self.speed # 判断屏幕边界 if self.rect.left SCREEN_RECT.right: self.rect.right = SCREEN_RECT.right 4. 发射子弹需求回顾 —— 英雄需求游戏启动后，英雄出现在屏幕的水平中间位置，距离屏幕底部 120 像素英雄每隔 0.5 秒发射一次子弹，每次连发三枚子弹英雄默认不会移动，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：

定义定时器常量 —— eventid在初始化方法中，调用 set_timer 方法设置定时器事件在游戏循环中，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 # 英雄发射子弹事件 HERO_FIRE_EVENT = pygame.USEREVENT + 1 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 —— 子弹需求子弹从英雄的正上方发射沿直线向上方飞行飞出屏幕后，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 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 2. 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) # 判断列表时候有内容 if len(enemies) > 0: # 让英雄牺牲 self.hero.kill() # 结束游戏 PlaneGame.__game_over()

此时我们整个游戏就完成了！！！

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