編程派微信號(hào)：codingpy

編程派堅(jiān)信，這個(gè)時(shí)代人人都學(xué)點(diǎn)編程，不論對(duì)自身成長(zhǎng)還是日常工作，都將有巨大益處。因此，選擇了通過(guò)本公號(hào)與大家分享最易學(xué)的編程語(yǔ)言 Python 的教程和資源，希望對(duì)你有幫助。

今天分享的是 Python 翻譯組 最新譯文，原文來(lái)自real python，是一篇比較詳細(xì)的 PyGame 游戲開(kāi)發(fā)入門(mén)指南。

譯者：haiyuqiao，華中科技大學(xué)（在讀研究生），正在使用 Python 做數(shù)據(jù)分析。Fighting from now！校對(duì)：EarlGrey，編程派主頁(yè)君。

以下是正文，一起來(lái)學(xué)習(xí)吧。

PyGame是 SDL 庫(kù)的 Python 包裝器（wrapper）。SDL 是一個(gè)跨平臺(tái)庫(kù)，支持訪(fǎng)問(wèn)計(jì)算機(jī)多媒體硬件（聲音、視頻、輸入等）。SDL 非常強(qiáng)大，但美中不足的是，它是基于 C 語(yǔ)言的，而 C 語(yǔ)言比較難懂，因此我們采用 PyGame 。

在本教程中，我們將介紹 PyGame 的基本邏輯和沖突檢測(cè)，以及如何在屏幕上繪圖和將外部文件導(dǎo)入到游戲中。

準(zhǔn)備工作

打開(kāi)PyGame下載頁(yè)面，根據(jù)你的操作系統(tǒng)和 Python 版本下載合適的 PyGame 安裝包。如果你使用的是 Python 3，那么請(qǐng)下載 1.9.2 版.

新建一個(gè) .py 文件，然后輸入以下代碼：

與其他 Python 程序一樣，我們首先導(dǎo)入想要使用的模塊。這里，我們將導(dǎo)入 pygame 和 pygame.locals ，后續(xù)我們將使用其中的一些常量。最后一行會(huì)初始化所有導(dǎo)入的 PyGame 模塊，在做其他操作之前必須執(zhí)行調(diào)用該函數(shù)。

基礎(chǔ)對(duì)象

屏幕對(duì)象

首先，我們需要一張畫(huà)布，我們稱(chēng)之為“屏幕”，它是我們繪畫(huà)的平臺(tái)。為了創(chuàng)建一個(gè)屏幕，我們需要調(diào)用pygame.display 中的 set_mode 方法，然后向 set_mode() 傳遞包含屏幕窗口寬度和高度的元組（本教程中使用 800x600 尺寸）。

screen = pygame.display.set_mode((800,600))

運(yùn)行上述代碼，將會(huì)彈出一個(gè)窗口，然后當(dāng)程序退出后又立即消失。一點(diǎn)都不酷嘛，對(duì)吧？下一節(jié)，我們將介紹游戲的主循環(huán)，它將確保只有在我們給它正確的輸入時(shí)程序才會(huì)退出。

游戲主循環(huán)

游戲主循環(huán)/事件循環(huán)是所有操作發(fā)生的地方。在游戲過(guò)程中，它不斷的更新游戲狀態(tài)，渲染游戲畫(huà)面和收集輸入指令。創(chuàng)建循環(huán)時(shí)，需要確保我們有辦法跳出循環(huán)，退出應(yīng)用。為此，我們將同時(shí)介紹一些基本的用戶(hù)輸入指令。所有的用戶(hù)輸入（和我們稍稍后提到的其他事件）都會(huì)進(jìn)入 PyGame 的事件隊(duì)列，通過(guò)調(diào)用 pygame.event.get() 可以訪(fǎng)問(wèn)該隊(duì)列。這將返回一個(gè)包含隊(duì)列里所有事件的列表，我們將循環(huán)這個(gè)列表，并根針對(duì)相應(yīng)的事件類(lèi)型做出反應(yīng)?，F(xiàn)在我們只關(guān)心 KEYDOWN 和 QUIT 事件：

將上述代碼添加到之前的代碼下，并運(yùn)行。你應(yīng)該看到一個(gè)空的窗口。只有你按下 ESC 鍵 或者觸發(fā)一個(gè) QUIT 事，否則這個(gè)窗口不會(huì)消失。

Surface 和 Rects

Surface和 Rects是 PyGame 中的基本構(gòu)件?？梢詫?Surface 看作一張白紙，你可以在上面隨意繪畫(huà)。我們的屏幕對(duì)象也是一個(gè) Surface 。它們可以包含圖片。Rects 是 Surface 中矩形區(qū)域的表示。

讓我們創(chuàng)建一個(gè) 50x50 像素的 Surface，然后給它涂色。由于屏幕是黑色的，所以我們使用白色。 我們?nèi)缓笳{(diào)用 get_rect() 在 Surface上 得到一個(gè)矩形區(qū)域和 Surface 的 x 軸 和 y 軸。

Blit 和 Flip

僅僅只是創(chuàng)建了 Surface 并不能在屏幕上看到它。為此我們需要將這個(gè) Surface 繪制（Blit）到另一個(gè) Surface 上。Blit 是一個(gè)專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)，意思就是繪圖。你僅僅只能從一個(gè)Surface Blit 到另一個(gè)Surface，我們的屏幕就是一個(gè) Surface 對(duì)象。以下是我們?nèi)绾螌?surf 畫(huà)到屏幕上：

# 這一行表示：將surf畫(huà)到屏幕 x：400.y:300的坐標(biāo)上

screen.blit(surf,(400,300))pygame.display.flip()

blit() 有兩個(gè)參數(shù)：要畫(huà)的 Surface 和 在源 Surface 上的坐標(biāo)。此處我們使用屏幕的中心，但是當(dāng)你運(yùn)行代碼時(shí)，你會(huì)發(fā)現(xiàn)我們的 surf 并沒(méi)有出現(xiàn)在屏幕的中心。這是因?yàn)?blit() 是從左上角開(kāi)始畫(huà) surf 。

注意在 blit 之后的 pygame.display.filp() 的調(diào)用。Flip將會(huì)更新自上次 flip 后的整個(gè)屏幕，兩次 flip 之間發(fā)生的修改都將在屏幕上顯示。沒(méi)有調(diào)用flip()那就什么也不會(huì)出現(xiàn)。

Sprites

什么是 Sprites ？從編程術(shù)語(yǔ)來(lái)講，Sprites 是屏幕上事物的二維表達(dá)。本質(zhì)上來(lái)講，Sprite 就是一個(gè)圖片。Pygame 提供一個(gè)叫做 Sprites 的基礎(chǔ)類(lèi)，它就是用來(lái)擴(kuò)展的，可以包含想要在屏幕上呈現(xiàn)的對(duì)象一個(gè)或多個(gè)圖形表示。我們將會(huì)擴(kuò)展Sprite 類(lèi)，這樣可以使用它的內(nèi)建方法。我們稱(chēng)這個(gè)新的對(duì)象為 Player 。Plyaer 將擴(kuò)展 Sprite，現(xiàn)在只有兩個(gè)屬性：surf 和 rect。我們也會(huì)給 surf 涂色（本教程使用白色），如之前 surface 例子，只是現(xiàn)在 Surface 屬于 Player ：

現(xiàn)在我們將上述代碼整合在一起：

運(yùn)行上述代碼，你將會(huì)在屏幕中心看到一個(gè)白色的矩形：

如果將 screen.blit(player.surf,(400,300)) 改成 screen.blit(player.surf,player.rect) ，你覺(jué)得會(huì)發(fā)生什么？修改之后，試著在控制臺(tái)中打印 player.rect 。rect 的前兩個(gè)屬性分別是 rect 左上角的 x 和 y 軸坐標(biāo)。當(dāng)你將 rect 傳遞給 blit ，它將會(huì)根據(jù)這個(gè)坐標(biāo)畫(huà) surface 。我們后續(xù)將使用它控制 player 移動(dòng)。

用戶(hù)輸入

現(xiàn)在開(kāi)始才是有趣的部分。我們要把 Player 變得可控制！之前我們提過(guò)，按鍵事件 pygame.event.get() 將把最新的事件從事件堆（event stack）中移除。Pygame 還有另外一個(gè)事件方法，pygame.event.get_pressed()。get_pressed()方法返回一個(gè)隊(duì)列，其中包含了所有按鍵事件組成的字典，我們將把它放在主循環(huán)中，這樣我們將在每一幀上的按鍵。

pressed_keys = pygame.event.get_presssed()

現(xiàn)在我們將寫(xiě)一個(gè)方法，接收上面那個(gè)字典，并且根據(jù)按下的鍵定義 sprite 的行為，代碼如下:

K_UP、K_DOWN、K_LEFT、K_RIGHT 對(duì)應(yīng)鍵盤(pán)上的上、下、左 右方向鍵。我們判斷這些鍵是否按下，如果它為真，那么我們就朝相應(yīng)的方向移動(dòng) rect()。Rects 有兩個(gè)內(nèi)建的移動(dòng)方法，此處我們使用 move in place move_ip() ，因?yàn)槲覀兿Ｍ苿?dòng) rect 并且不用復(fù)制它。

將上述方法添加到 Player 類(lèi)，將 get_pressed() 調(diào)用放在主循環(huán)中。整體代碼現(xiàn)在應(yīng)該是這樣的：

現(xiàn)在你可以使用方向鍵移動(dòng)矩陣塊了。也許你注意到了，你可以將矩形塊移出屏幕，這可能并不是你想要的。所以我們我們需要往 update 方法中添加一些邏輯，檢測(cè)矩形的坐標(biāo)是否移出了 800x600 的屏幕邊界；如果出了邊界，那么就將它放回在邊界上：

上述代碼沒(méi)有使用 move 方法，我們只要修改 上下左右的相應(yīng)坐標(biāo)即可。

現(xiàn)在我們添加一些敵人！

首先我們創(chuàng)建一個(gè)新的 sprite 類(lèi)，命名為 Enemy。依照創(chuàng)建 player 的格式創(chuàng)建：

以上有幾點(diǎn)需要說(shuō)明。首先，當(dāng)我們?cè)?surface 上調(diào)用 get_rect 時(shí)，我們將核心屬性 x 設(shè)為 820 ，y 的坐標(biāo)為一個(gè)隨機(jī)數(shù)，由 random.randint() 生成。

在最終的代碼中，我們會(huì)在文件的開(kāi)頭導(dǎo)入 Random 庫(kù)(import random)。為什么選擇隨機(jī)數(shù)？因?yàn)槲覀兿Ｍ麛橙藦钠聊挥疫叄?20）的隨機(jī)位置（0-600）上出現(xiàn)。 我們還將使用 random 設(shè)置敵人的速度屬性，這樣敵人就會(huì)有快有慢。

敵人的 update() 方法沒(méi)有參數(shù)限制（我們不關(guān)心敵人的輸入），只要讓它向著屏幕左邊以一定的速度移動(dòng)就可以了。update 方法中的最后一個(gè) if 語(yǔ)句檢測(cè)敵人右側(cè)是否通過(guò)了屏幕左邊邊界（要確保它們不會(huì)一碰到屏幕的邊界就消失）。當(dāng)他們通過(guò)屏幕的邊界后，我們調(diào)用 Sprite 的內(nèi)建方法 kill()，從 sprite 組中刪除它們，這樣它們就不會(huì)再被渲染出來(lái)。kill 不會(huì)釋放被它們占用的內(nèi)存， 需要你確保你不再引用它們，以便 Python 的垃圾回收器回收。

Groups

Pygame 提供的另一個(gè)很有用的對(duì)象是 Sprite 的 Groups。誠(chéng)如其名，是 Sprite 的集合。為什么我們要使用 sprite.Group 而不是列表呢？ 因?yàn)?sprite.Group 有一些內(nèi)建的方法，有助于解決沖突和更新問(wèn)題。那現(xiàn)在就創(chuàng)建一個(gè) Group，用來(lái)包含游戲中的所有 Sprites 。創(chuàng)建完 Group 后，我們要將 Player 添加到里面，因?yàn)樗俏覀兡壳拔ㄒ坏?Sprite 。我們也可以為敵人創(chuàng)建一個(gè) group 。 當(dāng)我們調(diào)用 Sprite 的 kill() 方法時(shí)，sprite 將會(huì)從其所在的全部 group 中刪除。

enemies = pygame.sprite.Group()

all_sprites = pygame.sprite.Group()

all_sprites.add(player)

現(xiàn)在有了 all_sprites 的 group ，我們接著改變對(duì)象渲染方式，只要渲染 group 中的所有對(duì)象即可：

現(xiàn)在，任何放到 all_sprites 中的對(duì)象都會(huì)被渲染出來(lái)。

自定義事件

現(xiàn)在我們?yōu)閿橙藙?chuàng)建了一個(gè) sprite.Group ，但是并沒(méi)有實(shí)際的敵人。那怎樣才能在屏幕上出現(xiàn)敵人呢？我們當(dāng)然可以在剛開(kāi)始的時(shí)候創(chuàng)建一堆的敵人，但是這樣游戲玩不了幾秒。為此，我們創(chuàng)建一個(gè)自定義事件，它隔幾秒鐘就會(huì)觸發(fā)創(chuàng)建一批敵人。我們要監(jiān)聽(tīng)該事件，方式和監(jiān)聽(tīng)按鍵或退出事件一樣。創(chuàng)建自定義事件十分容易，只要命名即可：

ADDENEMY = pygame.USEREVENT +1

這樣就可以了！現(xiàn)在，我們有了一個(gè)叫做 ADDENEMY的事件，可以在主程序中監(jiān)聽(tīng)它。這里我們只需要注意一點(diǎn)，即自定義事件需要有一個(gè)獨(dú)特的值，要比 USEREVENT 的值大，這就是我們?yōu)槭裁丛O(shè)定它為 USEREVENT + 1。這里說(shuō)明一點(diǎn)：自定義事件本質(zhì)上就是整數(shù)常量。又因?yàn)楸?USEREVENT 小的數(shù)值已經(jīng)被內(nèi)置函數(shù)占據(jù)，所以創(chuàng)建的任何自定義事件都要比 USEREVENT大。

定義好事件之后，我們需要將它插入事件隊(duì)列中。因?yàn)檎麄€(gè)游戲過(guò)程中都要?jiǎng)?chuàng)建它們，所以將設(shè)置一個(gè)計(jì)時(shí)器。可以通過(guò) PyGame 的 time() 對(duì)象實(shí)現(xiàn)。

pygame.time.set_timer(ADDENEMY,250)

這行代碼告訴 PyGame 每隔 250 毫秒(四分之一秒) 觸發(fā)一次 ADDENEMY 事件。這是在主游戲循環(huán)之外執(zhí)行的，不過(guò)在整個(gè)游戲中都處于執(zhí)行狀態(tài)。現(xiàn)在我們添加一些監(jiān)聽(tīng)事件的代碼：

現(xiàn)在我們會(huì)監(jiān)聽(tīng)ADDENEMY事件，當(dāng)它觸發(fā)時(shí)，將創(chuàng)建一個(gè) Enemy類(lèi)的實(shí)例。然后我們將實(shí)例添加到enemies 這個(gè) Sprite Group（后續(xù)用它來(lái)檢測(cè)沖突）和 all_sprites Group（這樣它會(huì)和其他對(duì)象一起渲染）。

沖突

這才是 PyGame 的魅力所在！寫(xiě)沖突代碼（collision code）很難，但是 PyGame 提供了很多沖突檢測(cè)方法，你可以在這里查看其中一部分。本次教程使用 spritecollideany。spritecollideany() 接受一個(gè) Sprite 對(duì)象和一個(gè) Sprite.Group ，檢測(cè) Sprite 對(duì)象是否和 Sprite Group 中的其他 Sprites 沖突。這樣，我們可以拿 Player 和敵人所在的 Sprite Group 對(duì)比，檢測(cè) player 是否被敵人擊中。代碼實(shí)現(xiàn)如下：

檢測(cè) player 是否 enemies 中的 Sprites 沖突，如果發(fā)生沖突了，那么調(diào)用 player Sprite 的 kill() 方法。因?yàn)槲覀冎讳秩玖?all_sprites Group 中的 sprites ，kill() 方法將從其所在的全部 Groups 中移出 Sprite ，player就不再出現(xiàn)，算是“殺死它了”。目前的完整代碼如下：

測(cè)試一下！

圖片

現(xiàn)在游戲可以玩了，但是長(zhǎng)得挺丑的。接下來(lái)，我們將白色方塊變成有意思的圖片，讓游戲看上去有游戲的樣子。

前面的代碼示例中，我們使用了涂色的 Surface 對(duì)象表示游戲里的所有事物。雖然這樣有助于理解什么是 Surface 和它如何工作，但是卻讓游戲變得很丑！現(xiàn)在我們要給 player 和 enemy 添加一些圖片。我喜歡自己畫(huà)圖，我把 player 畫(huà)成小飛機(jī)，enemy 是導(dǎo)彈，這些可以從我的代碼庫(kù)中下載。歡迎你使用我的作品，自己畫(huà)或者者下載一些免費(fèi)游戲素材。

修改對(duì)象的構(gòu)造函數(shù)

下面是我們現(xiàn)在的 player 構(gòu)造函數(shù)：

新的構(gòu)造函數(shù)將會(huì)是這個(gè)樣子的：

我們想用一張圖片替代 Surface 對(duì)象。我們將使用 pygame.image.load() 導(dǎo)入圖片的路徑。load() 方法將會(huì)返回一個(gè) Surface 對(duì)象。我們?nèi)缓笤谶@個(gè) Surface 對(duì)象上調(diào)用 convert() 創(chuàng)建副本，這樣可以更快地將它畫(huà)在屏幕上。

接下來(lái)，我們?cè)趫D片上調(diào)用 set_colorkey() 方法。set_colorkey用于設(shè)置圖片的顏色，如果不設(shè)置 Pygame 會(huì)將圖片設(shè)置為透明。這里我選用白色，因?yàn)楹惋w機(jī)的背景色一致。RLEACCEL 是一個(gè)可選參數(shù)，它有助于 PyGame 在非加速顯示器上更快地渲染。

最后，我們和之前一樣調(diào)用 rect() 對(duì)象：在圖片上調(diào)用 get_rect()。

對(duì) enemy 構(gòu)造函數(shù)做同樣的操作：

現(xiàn)在的游戲雖然和以前一樣，但是比之前漂亮多啦！但是我仍然覺(jué)得它少了點(diǎn)什么東西。讓我們加點(diǎn)不斷漂浮的白云，這樣會(huì)有飛機(jī)劃過(guò)藍(lán)天的感覺(jué)。為此，我們需要遵循之前用過(guò)的一些原則。首先，我們創(chuàng)建 cloud 對(duì)象，畫(huà)上白云的照片，其 update() 方法讓它不停地向著屏幕左邊移動(dòng)。然后，我們需要添加一個(gè)自定義事件，每隔一段時(shí)間就生成白云（我們還要將添加白云到 all_spritesgroup）。白云對(duì)象的實(shí)現(xiàn)如下：

上面的代碼看起來(lái)都很熟悉，下面這個(gè)事件創(chuàng)建代碼也一樣，我們將它放在 enemy 事件代碼下面：

ADDCLOUD = pygame.USEREVENT+2

pygame.time.set_timer(ADDCLOUD,1000)

現(xiàn)在為它們創(chuàng)建一個(gè)新的 Sprite.Group：

clouds = pygame.sprite.Group()

現(xiàn)在，在主循環(huán)中，我們需要開(kāi)始監(jiān)聽(tīng)ADDCLOUD事件。

下面的代碼：

將會(huì)變成這樣：

我們還要把 clouds 添加到 all_sprites Group 和新的 clouds Group 中。我們這么做，是因?yàn)槲覀兪褂?all_sprites 來(lái)渲染，使用 clouds 調(diào)用它們的 update 函數(shù)。也許你很好奇，為什么我們將它不添加到 enemies Group中；畢竟我們調(diào)用的是一樣的 update 函數(shù)。原因在于，我們不想檢測(cè)白云和飛機(jī)之間的沖突。我們的飛機(jī)要順暢地通過(guò)所有的云層。現(xiàn)在剩下的就是調(diào)用 clouds Group 的 update() 方法了！

結(jié)語(yǔ)

大功告成！讓我們測(cè)試一下，效果應(yīng)該是這樣的：

完整代碼可以在 GitHub 上的代碼庫(kù)獲?。∠Ｍ窘坛虒?duì)你有用！

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