Python 的一个小项目 —— 飞机大战

一.安装pygame

1. 更新pip

之前装了 python 3.x 的任一个版本之后，会自己下载pip，用的时候更新以下，就可以了，打开cmd(快捷键：win + r)，输入以下指令

python -m pip install -U pip

2.通过pip安装工具直接安装pygame

继续在cmd命令行输入

python -m pip install pygame

3. 检查是否安装成功

重新打开 cmd，先输入 python ，注意一定要先输入 python ，然后输入

import pygame

输出结果没有报错，并且输出 pygame
的版本号即为正确，还有一串英语，感觉就是个欢迎的语句

以上是在python的命令行打开的结果，使用pycharm编辑代码，在使用pygame碰到pygame不能正常使用的办法如下

file -> setting -> project(这里是你的项目名称) -> project interpreter 然后设置就好

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二. pygame 入门

使用 pygame 创建图形窗口

• 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

1. 简单游戏的初始化和退出

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
游戏代码	游戏运行的代码
pygame.quit()	卸载所有 pygame 模块，在游戏结束之前调用

以上是使用pygame开发游戏时必须的两个模块

2. 理解游戏中的坐标系
   1. 原点 在 左上角(0,0)
   2. x 轴是水平方向，从左向右，依次递增
   3. y 轴是垂直方向，从上向下，依次递增

在游戏中，所有可见的元素都是 使用矩形区域表示位置，所以要描述一个矩形需要四个元素：(x,y)(width,height)
(图形在 x 轴的位置，图形在 y 轴的位置)(图形的宽度，图形的高度)

pygame 专门提供了一个比较特殊的类 pygame。Rect 用于描述 矩形区域

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

pygame.Rect
x,y,left,top,bottom,right,center,centerx,centery,size,width,height

其中的size 是一个元组，输出结果为 (width,height)

pygame.Rect 是一个比较特殊的类，内部只是封装了一些数字计算，并不执行 pygame.init() 方法同样能够直接使用

3. 创建游戏的主窗口

• 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

其中 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
  • 若是参数形式为 带=，则表示为缺省参数
  • rersolution 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！

# 创建游戏主窗口
screen = pygame.display.set_mode(480,700)

4. 简单的游戏循环

因为一般的 pygame 模块(目前学了不用这两个方法的是Rect)都必须有init 和 quit
方法，所以输出的游戏屏幕在显示器一闪而过，为了解决这一问题，引入了 游戏循环

import pygame

pygame.init()

# 创建游戏的窗口 480 * 700
screen = pygame.display.set_mode((480,700))

while True:
    pass

pygame.quit()

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三. 理解 图像 并实现图像绘制

将保存的图片绘制到游戏屏幕上

• 要在屏幕上看到一个图像的内容，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

第一步：

pygame.image
load(file_path)

第二步：

pygame.Surface
blit(图像，位置)

其中，图像是第一步的返回结果，位置是个元组(或者 背景.size应该也是可以的 )

第三步：

pygame.display.update()

注意：要想在屏幕上看到结果，就一定要调用 pygame.display.update() 方法

• 代码演练 1 —— 绘制背景图像

import pygame
# import time

pygame.init()

# 创建游戏的窗口 480 * 700
screen = pygame.display.set_mode((480,700))

#  绘制背景图像
# 1> 加载图像数据
bg = pygame.image.load("./images/background.png")
# 2> 调用 blit 绘制图像
screen.blit(bg,(0,0))
# 3> update 更新屏幕显示
pygame.display.update()

while True:
    pass

#time.sleep(5)

pygame.quit()

• 代码演练 II —— 绘制英雄图像

# 绘制英雄飞机的图像
# 1> 加载图像数据
hero = pygame.image.load("./images/me1.png")
# 2> blit 绘制图像
screen.blit(hero,(150,500))
# 3> update 更新屏幕显示
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，即如果透明区域的下方有内容，会通过透明区域显示出来

理解 update 方法

可以在 screen 对象完成 所有 blit 方法之后，统一调用依次 display.update 方法，同样可以在屏幕上 看到最终的绘制结果

四. 游戏循环

无限循环 即为游戏循环，游戏循环的开始 就意味着 游戏的正式开始

游戏的两个组成部分

• 游戏初始化

  • 设置游戏窗口
  • 绘制图像初始位置
  • 设置游戏时钟

• 游戏循环

  • 设置刷新帧率 ( 每秒60帧 )
  • 检测用户交互 ( 用户的操作，如：移动鼠标、按动键盘等 )
  • 更新所有图像位置
  • 更新屏幕显示

游戏循环内部的代码，每秒更新60次

游戏时钟

• 经实验证明 若不使用其他控制条件，则循环内部，每秒更新的频率超级快，但是我们并不需要这么快
• 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
• 使用 时钟对象 需要两个步骤
  • 1）在 游戏初始化 中创建一个时钟对象
  • 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

# 创建时钟对象
clock = pygame.time.Clock()

# 无限循环 / 游戏循环 —— 意味这游戏的正式开始！
i= 0

while True:

    # 可以指定循环体内部的代码执行的频率
    clock.tick(1)

    print(i)
    i += 1
    pass

英雄简单动画实现

import pygame
# import time


# 游戏的初始化
pygame.init()

# 创建游戏的窗口 480 * 700
screen = pygame.display.set_mode((480,700))

#  绘制背景图像
# 1> 加载图像数据
bg = pygame.image.load("./images/background.png")
# 2> 调用 blit 绘制图像
screen.blit(bg,(0,0))
# 3> update 更新屏幕显示
# pygame.display.update()

# 绘制英雄飞机的图像
hero = pygame.image.load("./images/me1.png")
# screen.blit(hero,(150,300))

# 可以在所有绘制工作完成之后，统一调用 update 方法
pygame.display.update()

# 创建时钟对象
clock = pygame.time.Clock()

# 1. 定义 Rect 记录飞机的初始位置
hero_rect = pygame.Rect(150,300,102,126)

# 无限循环 / 游戏循环 —— 意味这游戏的正式开始！
while True:

    # 可以指定循环体内部的代码执行的频率
    clock.tick(60)

    # 2. 修改飞机的位置
    hero_rect.y -= 1

    # 判断飞机的位置
    if hero_rect.y <= -hero_rect.height:
        hero_rect.y = 700

    # 3. 调用 blit 方法绘制图像
    screen.blit(bg,(0,0))
    screen.blit(hero,hero_rect)

    # 4.调用 update 方法更新显示
    pygame.display.update()

#time.sleep(5)

pygame.quit()

在游戏循环中 监听 事件

事件 event

游戏启动后，用户针对游戏所作的操作，例如：点击关闭按钮、移动鼠标、按下按键……

监听

• 在游戏循环中，判断用户的具体操作

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 用户当前所作的事件列表
  • 用户可以同一时间做很多事情，所以返回值，是一个列表
• 提示：这段代码非常 固定 ，几乎所有的 pygame 游戏都 大同小异

while True:

    # 可以指定循环体内部的代码执行的频率
    clock.tick(60)

    # 捕获事件
    event_list = pygame.event.get()
    for event in event_list:
        if event.type == pygame.QUIT:
            print("退出程序")

            # pygame 卸载所有的模块
            pygame.quit()
            # exit() 直接终止当前正在执行的程序
            exit()
        if len(event_list) > 0:
            print(event_list)

五. 精灵 和 精灵组

1. 精灵 和 精灵组

• 在之前的学习中，图像加载、位置变化、绘制图像 都需要程序员编写代码处理。
• 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 —— 创建精灵组

精灵
image 记录图像数据 ；rect 记录在屏幕上的位置
update(*args):更新精灵位置 ； kill():从所有组中删除

精灵组
__ init__(self,*精灵): / add(*sprites):向组中添加精灵 / sorites():返回所有精灵列表 / update(*args):让组中所有精灵调用 update 方法 / draw(Surface):将组中所有的 image ，绘制到Surface 的位置

• 游戏初始化

  • 创建精灵
  • 创建精灵组

• 游戏循环

  • 精灵组.update()
  • 精灵组.draw(screen)
  • pygame.display.update

2. 派生精灵子类

定义 GameSprite 继承自 pygame.sprite.Sprite

注意

• 如果一个类的额父类不是 object 方法，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 代码能够正常执行

GameSprite
image ; rect ; speed
__ init__(self,image_name,speed=1): / update(self)

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，默认值为 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 GameSprites(pygame.sprite.Sprite):
    """飞机大战游戏精灵"""
    
    def __init__(self,image_name,speed=1):
        
        # 调用父类的初始化方法
        super().__init__()
        
        # 定义对象的属性
        self.image = pygame.image.load(image_name)
        self.rect = self.image.get_rect()
        self.speed = speed
    
    def update(self):
        
        # 在屏幕的垂直方向上移动
        self.rect.y += self.speed

3. 使用 游戏精灵 和 精灵组 创建敌机

需求

• 使用各个派生的 游戏精灵 和 精灵组 创建敌机并且实现敌机动画
  步骤
• 使用 from 导入 plan_sprites 模块
  • 使用 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
• 在 ** 游戏初始化** 创建精灵对象 和 精灵组对象
• 在 游戏循环中让精灵组对象 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
  • draw(screen) 方法，在 screen 上绘制精灵组中的所有精灵

使用定时器添加敌机

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，就去执行一些动作）

set_timer(eventid,milliseconds) -> None

• 第一个参数 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
  • 可以在 游戏循环 的 事件监听方法中捕获到该事件
• 第二个参数是 事件触发 间隔的毫秒数
• set_timer 可以创建一个事件

定时器的监听

• 通过 pygame.time.get() 方法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

2. 定义并监听创建敌机的定时器事件

pygame 的定时器创建套路

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

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 保存精灵子弹
• 重写 update() 方法
  • 英雄需要左右水平移动
  • 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

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