Pgzero：用 Python 進行游戲開發
作者： wedo實驗君
python在各個領域都有著豐富的第三方庫，pygame是python在游戲領域的應用庫，可以用來開發各種不同的游戲。但是對于初學者來說，還是存在一定的門檻。
1. pgzero
python在各個領域都有著豐富的第三方庫，pygame是python在游戲領域的應用庫，可以用來開發各種不同的游戲。但是對于初學者來說，還是存在一定的門檻。
而今天要和大家分享的pgzero(pygame zero)是在pygame基礎上做了進一步的封裝，使得設計一款游戲十分的方便，特別適合少兒編程領域的教學, 與scratch相得益彰。
- pgzero的安裝
- pip install pygame
- pip install pgzero
2. 游戲設計的過程
我們可以簡單梳理下開發一款簡單游戲需要的過程：
- 游戲的故事設計
- 游戲的場景繪制(背景圖片和聲音)
- 游戲的角色
- 如何控制角色
- 如何判斷成功與失敗
- 游戲的關卡設計
3. pgzero基礎
pgzero游戲開發的過程如下：
- 游戲屏幕區域screen pgzero中游戲界面窗口設置由全局變量和內置對象screen來完成：
- 窗口外觀：WIDTH , HEIGHT 和TITLE
- 窗口清楚：screen.clear()
- 窗口背景顏色：screen.fill((red, green, blue))
- 在窗口繪制圖像：screen.blit(image, (left, top))
- 在窗口繪制幾何圖案：screen.draw.line screen.draw.circle screen.draw.rect
- 游戲角色Actor pgzero中所有以圖片顯示的元素都是Actor類來定義。
- # 'alien' 表示alien圖片，默認是images/alien.png
- # (50, 50) 定義了Actor在窗口上顯示的位置
- alien = Actor('alien', (50, 50))
Actor的位置：
Actor重要屬性和方法：
- 其他屬性同pygame.Rect
- 外觀：image， 如alien.image = 'alien_hurt'
- 位置: piex坐標值：x,y, 設置位置：pos，left/right/top/bottom
- 角度：angle
- 繪制f方法：draw()
- 距離方法: Actor.distance_to(target)
- 角度方法：Actor.angle_to(target)
- 游戲渲染繪制draw
- 游戲狀態的更新update
- 游戲外部事件的觸發控制on_xxx_xxx pgzero提供了常用的鼠標和鍵盤事件
鍵盤的按鍵信息是通過keyboard內置對象獲取的，鼠標是mouse來獲取的，如：
- keyboard.a # The 'A' key
- keyboard.left # The left arrow key
- keyboard.rshift # The right shift key
- keyboard.kp0 # The '0' key on the keypad
- keyboard.k_0 # The main '0' key
- mouse.LEFT
- mouse.RIGHT
- mouse.MIDDLE
詳見
- https://pygame-zero.readthedocs.io/en/stable/hooks.html#mouse.WHEEL_DOWN
- 鍵盤事件:on_key_down, on_key_up
- 鼠標事件：on_mouse_down， on_mouse_up, on_mouse_move
其他重要元素
- 聲音 sounds：支持wav和ogg， 資源對象目錄默認為./sounds
- # 播放聲音./sounds/drum.wav
- sounds.drum.play()
- 音樂 music: 支持mp3, 主要是時間較長的音頻文件。資源對象目錄默認為./music
- # 播放聲音./music/drum.mp3
- music.play('drum')
- 動畫效果Animations，如移動角色到某個位置
- # animate(object, tween='linear', duration=1, on_finished=None, **targets)
- animate(alien, pos=(100, 100))
詳見：
https://pygame-zero.readthedocs.io/en/stable/builtins.html#Animations
4. pgzero游戲例子
了解了pgzero的基本使用情況，下面來舉一個例子，將游戲編寫制作的過程串起來。
我們來模擬手機上的一款游戲FlappyBird。游戲簡單操作說明
在《FlappyBird》這款游戲中，玩家只需要用一根手指來操控，點擊觸摸屏幕，小鳥就會往上飛，不斷的點擊就會不斷的往高處飛。放松手指，則會快速下降。所以玩家要控制小鳥一直向前飛行，然后注意躲避途中高低不平的管子。 [3]
1、在游戲開始后，點擊屏幕，要記住是有間歇的點擊屏幕，不要讓小鳥掉下來。
2、盡量保持平和的心情，點的時候不要下手太重，盡量注視著小鳥。
3、游戲的得分是，小鳥安全穿過一個柱子且不撞上就是1分。當然撞上就直接掛掉，只有一條命。
pgzero游戲代碼結構：
- import pgzrun
- # 全局變量和初始化信息
- TITLE = 'xxx'
- WIDTH = 400
- HEIGHT = 500
- # 繪制游戲元素
- def draw():
- pass
- # 更新游戲狀態
- def update():
- pass
- # 處理鍵盤事件
- def on_key_down():
- pass
- # 處理鍵盤事件
- def on_mouse_down():
- pass
- # 執行
- pgzrun.go()
- import pgzrun
- import random
- TITLE = 'Flappy Bird'
- WIDTH = 400
- HEIGHT = 500
- # These constants control the difficulty of the game
- GAP = 130
- GRAVITY = 0.3
- FLAP_STRENGTH = 6.5
- SPEED = 3
- # bird
- bird = Actor('bird1', (75, 200))
- bird.dead = False
- bird.score = 0
- bird.vy = 0
- storage = {}
- storage['highscore'] = 0
- def reset_pipes():
- # 設置隨機的高度
- pipe_gap_y = random.randint(200, HEIGHT - 200)
- pipe_top.pos = (WIDTH, pipe_gap_y - GAP // 2)
- pipe_bottom.pos = (WIDTH, pipe_gap_y + GAP // 2)
- pipe_top = Actor('top', anchor=('left', 'bottom'))
- pipe_bottom = Actor('bottom', anchor=('left', 'top'))
- reset_pipes() # Set initial pipe positions.
- def update_pipes():
- # 不斷的移動柱子
- pipe_top.left -= SPEED
- pipe_bottom.left -= SPEED
- if pipe_top.right < 0:
- reset_pipes()
- if not bird.dead:
- bird.score += 1
- if bird.score > storage['highscore']:
- storage['highscore'] = bird.score
- def update_bird():
- # 小鳥下降
- uy = bird.vy
- bird.vy += GRAVITY
- bird.y += (uy + bird.vy) / 2
- bird.x = 75
- # 根據小鳥死亡切換小鳥的造型
- if not bird.dead:
- if bird.vy < -3:
- bird.image = 'bird2'
- else:
- bird.image = 'bird1'
- # 判斷小鳥死亡： 是否觸碰柱子
- if bird.colliderect(pipe_top) or bird.colliderect(pipe_bottom):
- bird.dead = True
- bird.image = 'birddead'
- # 小鳥超過邊界 初始化
- if not 0 < bird.y < 720:
- bird.y = 200
- bird.dead = False
- bird.score = 0
- bird.vy = 0
- reset_pipes()
- def update():
- update_pipes()
- update_bird()
- # 按下任意鍵， 小鳥上升
- def on_key_down():
- if not bird.dead:
- bird.vy = -FLAP_STRENGTH
- #
- def draw():
- # 背景圖片
- screen.blit('background', (0, 0))
- # 加載小鳥/柱子
- pipe_top.draw()
- pipe_bottom.draw()
- bird.draw()
- # 顯示分數和最佳
- screen.draw.text(
- str(bird.score),
- color='white',
- midtop=(WIDTH // 2, 10),
- fontsize=70,
- shadow=(1, 1)
- )
- screen.draw.text(
- "Best: {}".format(storage['highscore']),
- color=(200, 170, 0),
- midbottom=(WIDTH // 2, HEIGHT - 10),
- fontsize=30,
- shadow=(1, 1)
- )
- pgzrun.go()
5. 總結
本文分享了基于pygame封裝版的pgzero開發python游戲的過程，希望對您有幫助。總結如下：
- pgzero開發三劍客：draw() / update() / on_xxx_xxx()
- pgzero內置對象：screen負責窗口設置，Actor負責圖像顯示，sounds負責短音頻，music負責長音頻bgm，動畫效果有animate
- pgzero資源目錄：./images/xxx.png ./music/xxx.mp3 ./sounds/xxx/wav
6. 參考資料
https://pygame-zero.readthedocs.io/en/stable/
責任編輯：武曉燕
來源：
Python中文社區
