目次
3. ゲームに関するすべての機能を保持するクラスを作成します
I.はじめに
おそらく誰もが貪欲なヘビのゲームをプレイしたことがあると思います: ヘビの移動方向を操作することで、ヘビはランダムな食べ物を食べることができます。食べ物を食べるほど、ヘビは長くなりますが、誤って自分自身にぶつかると、ヘビは長くなります。死ね、ゲームオーバー!! 私たちがプレイしたヘビ ゲームは、通常、携帯電話やゲーム機でプレイされます。ヘビの動きは矢印キーによって制御されるため、カメラを直接使用してジェスチャをキャプチャし、手の動きを使用してヘビを表現することはできますか? ? モバイルはどうですか? もちろん、今日はあなたと一緒にこのゲームのデザインを完成させて楽しくプレイします。
はじめましょう！
2. プロジェクト紹介
1. ゲームの操作方法
スネーク ゲームはよく知られていますが、コンピュータ ビジョンはほとんど知られていません。コンピュータ ビジョン + ヘビ ゲームは人々にさらなる参加感と新鮮さをもたらします。このプロジェクトは主にジェスチャ認識を使用してヘビのゲームを完成させます。シンプルなゲームです。このゲームは、私たちのジェスチャーをカメラで捉えてコンピュータが動くかどうかを判断し、プレイヤーは手を動かしてヘビを操作し、画面上にランダムに現れる餌を獲得します。ポイントを加算すると、スコアが1 加算されて画面に表示されます。操作中にプレイヤーが誤ってヘビの頭を胴体に衝突させると、ゲームオーバーが表示されます。' r ' キーを押してゲームを再開してください。
2. 開発上の注意事項
(1) 画像の左右
ヘビの動きをジェスチャーで制御するのですが、カメラの映像には他人の視点が映っているため、プレイヤーの左右の意識とは全く逆になるため、映像の左右をカメラに読み取らせる必要があります。 。原理的には左右のピクセル位置を入れ替えることになりますが、Pythonでは cv2.flip() 関数を使うことで鏡像反転を実現できます。
(2) カメラの画面サイズ
カメラで取得した画像上でゲームをプレイする必要があるため、画面が小さいとゲーム領域が不足します。最初は画面のサイズを前処理して、より適切なサイズを設定できます。ゲームをプレイするときに取得される最終的な画面窮屈に見えないように。画面の幅と高さは、関数 cap.set(3, m) cap.set(4, n)を通じて設定できます。
このプロジェクトでは、衝突判定や食料獲得判定など、他にも注意事項がいくつかありますが、それについてはプロジェクトのプロセスの後半で紹介します。
3. ゲーム実現のポイント
1. サードパーティのライブラリを選択します
一部のサードパーティ ライブラリでは次のものが使用されていました。
import math
import random
import cvzone
import cv2
import numpy as np
from cvzone.HandTrackingModule import HandDetectorこのプロジェクトでは、主に上記のライブラリを使用します。そのうち、ランダム ライブラリはフード ドーナツを配置するピクセルをランダムに選択するために使用され、cvzone の手認識はプレイヤーのジェスチャを検出するために使用され、cv2 はいくつかの基本的な画像操作に使用されます。他のライブラリも便利です。後で 1 つずつ紹介します。
2. 重要なポイントを見つけてマークします。
このゲームでは、ターゲット ノードとして手を選択したため、画面内で手の存在を検出したら、キー ポイントをマークする必要があります。このキー ポイントはたまたま貪欲なヘビの頭でした。はサードパーティのライブラリを呼び出しており、このライブラリは 3D で手をマークできますが、必要なのは x と y の 2 つの座標値だけです。手のキー ノードをマークするために主に次の関数が使用されます。
#检测到第一个手，并标记手部位置
if hands:
lmList = hands[0]['lmList']
pointIndex = lmList[8][0:2] #第八个坐标点的 x, y值，其中 z 值不被包括在里面
cv2.circle(img, pointIndex, 20, (200, 0, 200), cv2.FILLED) #在关键点处绘制一个圆点并进行填充（此处只是示范，后面会更改）3. ゲームに関するすべての機能を保持するクラスを作成します
実装する必要があるゲームはたくさんの関数の組み合わせです これらの関数を関数で実装しようとすると非常に面倒になります クラスを使って完成させると 同じクラスに色々なものが格納されているので となります難易度を下げます。このクラスでは、ヘビ上のすべての点、ヘビの長さ、ヘビの全長、餌の配置、スコアなど、使用する重要なポイントを保存するための重要なリストを多数作成します。
class SnakeGameClass:
def __init__(self, pathFood):
self.points = [] #贪吃蛇身上所有点
self.lengths = [] #点与点之间的距离
self.currentLength = 0 #当下蛇的长度
self.allowedLength = 50 #最大允许长度（阈值）
self.previousHead = 0, 0 #手部关键点之后的第一个点
self.imgFood = cv2.imread(pathFood, cv2.IMREAD_UNCHANGED) #定义食物
self.hFood, self.wFood, _ = self.imgFood.shape
self.foodPoint = 0, 0
self.randomFoodLocation()
self.score = 0
self.gameOver = False
4. 継続的な更新のための関数を定義する
手が動くとヘビの長さと位置が変化するため、変化するニーズに合わせて継続的に更新する関数を作成する必要があります (この部分も以前に作成したクラスで完了しています)。
def update(self, imgMain, currentHead):
#游戏结束，打印文本
if self.gameOver:
cvzone.putTextRect(imgMain, "Game Over", [300, 400],
scale=7, thickness=5, offset=20)
cvzone.putTextRect(imgMain, f'Your Score: {self.score}', [300, 550],
scale=7, thickness=5, offset=20)
else:
px, py = self.previousHead
cx, cy = currentHead
self.points.append([cx, cy])
distance = math.hypot(cx - px, cy - py)
self.lengths.append(distance)
self.currentLength += distance
self.previousHead = cx, cy
#长度缩小
if self.currentLength > self.allowedLength:
for i, length in enumerate(self.lengths):
self.currentLength -= length
self.lengths.pop(i)
self.points.pop(i)
if self.currentLength < self.allowedLength:
break
#检查贪吃蛇是否已经触碰到食物
rx, ry = self.foodPoint
if rx - self.wFood // 2 < cx < rx + self.wFood // 2 and \
ry - self.hFood // 2 < cy < ry + self.hFood // 2:
self.randomFoodLocation()
self.allowedLength += 50
self.score += 1
print(self.score)
#使用线条绘制贪吃蛇
if self.points:
for i, point in enumerate(self.points):
if i != 0:
cv2.line(imgMain, self.points[i - 1], self.points[i], (0, 0, 255), 20)
cv2.circle(imgMain, self.points[-1], 20, (0, 255, 0), cv2.FILLED)
#显示食物
imgMain = cvzone.overlayPNG(imgMain, self.imgFood,
(rx - self.wFood // 2, ry - self.hFood // 2))
cvzone.putTextRect(imgMain, f'Score: {self.score}', [50, 80],
scale=3, thickness=3, offset=10)
#检测是否碰撞
pts = np.array(self.points[:-2], np.int32)
pts = pts.reshape((-1, 1, 2))
cv2.polylines(imgMain, [pts], False, (0, 255, 0), 3)
minDist = cv2.pointPolygonTest(pts, (cx, cy), True)
if -1 <= minDist <= 1:
print("Hit")
self.gameOver = True
self.points = [] #蛇身上所有的点
self.lengths = [] #不同点之间的距离
self.currentLength = 0 #当前蛇的长度
self.allowedLength = 50 #最大允许长度
self.previousHead = 0, 0 #先前的蛇的头部
self.randomFoodLocation()
return imgMainこの更新された機能では、貪欲なヘビが餌に触れているかどうか（餌に触れている場合は、ヘビの長さを増やしてポイントを蓄積する必要があります）、現在の長さが最大長を超えているかどうかなど、 多くのことを判断する必要があります許可（現在の長さが最大長未満の場合は変更する必要はありませんが、現在の長さが最大長を超えている場合は短くする必要があります）、スネークが衝突するかどうか（スネークが衝突するかどうかの判断）キーノード間の距離による判定、衝突があった場合はゲームオーバーモジュールに入る、そうでない場合はゲームを続行するなどを上記のコードで説明しています。
主に上記で定義したクラスを通じて、現在の Snake ゲームを実現できます。
4 番目に、コード全体
このミニゲームは、ステーション b のチュートリアルを見て、ステップごとに再現しました。興味があれば、試してみてください。もちろん、全体のコードは、いつものように以下に掲載します。
"""
Author:XiaoMa
CSDN Address:一马归一码
"""
import math
import random
import cvzone
import cv2
import numpy as np
from cvzone.HandTrackingModule import HandDetector
cap = cv2.VideoCapture(0)
#设置画面的尺寸大小，过小的话导致贪吃蛇活动不开
cap.set(3, 1280)
cap.set(4, 720)
detector = HandDetector(detectionCon=0.8, maxHands=1)
class SnakeGameClass:
def __init__(self, pathFood):
self.points = [] #贪吃蛇身上所有点
self.lengths = [] #每一个点之间的距离
self.currentLength = 0 #当下蛇的长度
self.allowedLength = 50 #最大允许长度（阈值）
self.previousHead = 0, 0 #手部关键点之后的第一个点
self.imgFood = cv2.imread(pathFood, cv2.IMREAD_UNCHANGED) #定义食物
self.hFood, self.wFood, _ = self.imgFood.shape
self.foodPoint = 0, 0
self.randomFoodLocation()
self.score = 0
self.gameOver = False
def randomFoodLocation(self):
self.foodPoint = random.randint(100, 1000), random.randint(100, 600)
def update(self, imgMain, currentHead):
#游戏结束，打印文本
if self.gameOver:
cvzone.putTextRect(imgMain, "Game Over", [300, 400],
scale=7, thickness=5, offset=20)
cvzone.putTextRect(imgMain, f'Your Score: {self.score}', [300, 550],
scale=7, thickness=5, offset=20)
else:
px, py = self.previousHead
cx, cy = currentHead
self.points.append([cx, cy])
distance = math.hypot(cx - px, cy - py)
self.lengths.append(distance)
self.currentLength += distance
self.previousHead = cx, cy
#长度缩小
if self.currentLength > self.allowedLength:
for i, length in enumerate(self.lengths):
self.currentLength -= length
self.lengths.pop(i)
self.points.pop(i)
if self.currentLength < self.allowedLength:
break
#检查贪吃蛇是否已经触碰到食物
rx, ry = self.foodPoint
if rx - self.wFood // 2 < cx < rx + self.wFood // 2 and \
ry - self.hFood // 2 < cy < ry + self.hFood // 2:
self.randomFoodLocation()
self.allowedLength += 50
self.score += 1
print(self.score)
#使用线条绘制贪吃蛇
if self.points:
for i, point in enumerate(self.points):
if i != 0:
cv2.line(imgMain, self.points[i - 1], self.points[i], (0, 0, 255), 20)
cv2.circle(imgMain, self.points[-1], 20, (0, 255, 0), cv2.FILLED)
#显示食物
imgMain = cvzone.overlayPNG(imgMain, self.imgFood,
(rx - self.wFood // 2, ry - self.hFood // 2))
cvzone.putTextRect(imgMain, f'Score: {self.score}', [50, 80],
scale=3, thickness=3, offset=10)
#检测是否碰撞
pts = np.array(self.points[:-2], np.int32)
pts = pts.reshape((-1, 1, 2))
cv2.polylines(imgMain, [pts], False, (0, 255, 0), 3)
minDist = cv2.pointPolygonTest(pts, (cx, cy), True)
if -1 <= minDist <= 1:
print("Hit")
self.gameOver = True
self.points = [] #蛇身上所有的点
self.lengths = [] #不同点之间的距离
self.currentLength = 0 #当前蛇的长度
self.allowedLength = 50 #最大允许长度
self.previousHead = 0, 0 #先前的蛇的头部
self.randomFoodLocation()
return imgMain
game = SnakeGameClass("Donut.png")
while True:
success, img = cap.read()
img = cv2.flip(img, 1) #镜像翻转
hands, img = detector.findHands(img, flipType=False)
#检测到第一个手，并标记手部位置
if hands:
lmList = hands[0]['lmList']
pointIndex = lmList[8][0:2] #第八个坐标点的 x, y值，其中 z 值不被包括在里面
#cv2.circle(img, pointIndex, 20, (200, 0, 200), cv2.FILLED) #在关键点处绘制一个圆点并进行填充（此处只是示范，后面会更改）
img = game.update(img, pointIndex)
cv2.imshow("Image", img)
key = cv2.waitKey(1)
#按下‘r’重新开始游戏
if key == ord('r'):
game.gameOver = False使用するドーナツ型紙は、ネット上で適切なサイズの型紙を見つけて置き換えることができます。
5。結論
このゲームはジェスチャー認識に比べて、Python のプログラミング能力に重点を置いているようで、このブログ記事を書き始める前は「書くことがない」と思っていましたが、書き始めてみると本当に書くことがないことが分かりました。それはただの練習だった、バー。