Python编程入门之Arcade游戏编程（一）

适用对象：有一定Scratch基础或小学高年级和初中的零起点学生

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1. 游戏与编程

相信没有人会拒绝玩游戏。

伟大的革命家李大钊先生说“要学就学个踏实，要玩就玩个痛快”。今天我们就把玩和学放到一起，既能学又能玩，那就是通过编程。

编程可以有很多入门的方法。

今天我们要给大家讲的是如何用Python编程，用Python这门计算机语言编写一个游戏。

这个单词Python，读起来像是“派神”。大家只要记得，这个Python，它确实非常有派头，非常神就对了！

这里也许你曾经学习过Scratch，也许没有，都没有关系。我们尽量用大家都能明白的话，讲解清楚用Python编写游戏程序到底是怎么一回事儿。

大家说说自己喜欢的游戏吧！

（七嘴八舌）

曹老师也曾经统计过，现在同学们喜欢玩的游戏大概有这样一些：

我的世界（Minecraft）

逃跑吧少年

王者荣耀

……

要是把所有同学们喜欢的游戏都列出来，那么这个列表将会变得非常长。没办法，我们只能把其中最常见、最受欢迎的游戏放在这里。

在这些游戏中，同学们有时可以砰砰射击，有时可以打打杀杀，有时可以驾车，有时可以跳伞，有时可以游泳，有时可以奔跑，有时可以迎救公主，有时可以寻找宝藏，有时可以……

相信玩得厉害的同学都希望有朝一日能设计一款自己的游戏，有没有？

当我们有这样的想法的时候，恭喜大家，你真正晋级了！

比起在游戏里通关晋级，有了这种想法的晋级，更胜一筹。

为什么这么说呢？

因为不知道哪位名人说过，制造和使用工具，是人和动物的本质区别。

这句话在游戏这个行当里，可以这样理解：把游戏看成是我们玩的工具。那能够制造一款游戏，与只能够玩别人做出来的游戏，是有根本不同的。

当你有心要造出来一个东西时，你的思维，你的视角，就不一样了！你将不再是被动地去用这个东西，你将是一个创造者！

老师希望同学们是一个真正的创造者！

为什么这么说呢？因为从远古至今天，人类所取得的一切成就，无一不是创造出来的。没有创造，就没有我们今天的美好生活。

所以咱们这个课程，表面上看，它是教大家学Python的课，实际上，它是一门创作课；表面上看它是一门让大家学习的课，实际上，它是一门鼓励大家在玩中增长知识，在玩中创造未来的课！

来到这门课的同学，不用说，缺的并不是这种认识这种想法，缺少的是一种方法，一种机会。

那咱们这个课，就是要给大家这样的一种机会，教给同学们一种方法，如何把自己的想法，一步一步转化为现实。

其实这个事情并不难，难的是如何开头！

其他的也不多说了。我们直接来想，怎么开始做一个游戏。今天把这个头给大家开了，让大家看到，编写一个游戏程序，也不过如此！

2. 认识Python和Arcade

大家要安装Python和Arcade游戏库。相信现在同学们的电脑上都已经安装好这两样东西了。如果没有安装好的，请看老师之前的视频。

Python是我们编写游戏程序时用的一种特殊的“语言”，有点像英语，但是它里面有很多特殊的“语法”，这些在遇到的时候老师会经常提醒大家。

其实大家不要把“Python语言”想得太复杂，说白了，它就是一种规定计算机如何完成某件事的说明、指令、要求。

我举一个例子。曹老师有个学生，叫小V，他在母亲节当天制作了一个的神秘礼物。这里我给大家展示一下。请搜索视频号 AllyM：母亲节的惊喜#mother's day

大家可以看到，小V同学写在纸片上的话，是不是可以告诉妈妈一步一步应该做什么呀？

其实这种步骤的说明，也可以看作一门特殊的“语言”——用来告诉妈妈应该每一步做什么的，照着做了就能得到相应的结果。

那么如果我们把这个纸片上的话，告诉计算机的话，那么就是一段用“汉语”这种“语言”编写的“程序”了。

只不过我们现在编写的程序基本不是汉语的。并不是说汉语不能用来编程，只是说有其他的“语言”，可以比汉语更能让计算机懂我们的意思。这些“语言”就是计算机语言。

Python就是这些语言中的一种。

而Arcade又是什么呢？Arcade其实是用来帮助我们快速用Python编写游戏程序的一套模板。

这怎么理解呢？语文课上大家写作文，如果把Python对应为“汉语”的话，那么Aracde可以认为是一套优秀的汉语作文模板。

你没有这套模板，就得自己从头到尾写这篇作文的每一细节，有了这个模板，就能非常方便地写出一篇作文了。尽管可能一点中规中矩，但毕竟比自己去照顾每一个细节，完成得要快不知道多少倍。

那我们一开始刚开始学习编程，有这个模板，大家完成游戏程序的速度会更快，所以用模板比不用模板更好些。后面大家都学得炉火纯青了，就可以抛开这个模板，自创一套模板了。

3. 捡金币游戏初体验

现在，我们就真正开始用Python和Arcade来完成一个游戏吧！

当然我们也不能一开始就做一个非常复杂的游戏。饭要一口一口吃，因此老师先以一个简单的游戏来作为例子，讲解如何一步一步实现它！

这个游戏是老师精心挑选的，名字叫做“捡金币”。我们一起来玩吧！

游戏很简单，玩家需要控制角色移到旁边的金币上，角色捡到金币时，游戏成功。

大家是不是感觉太小儿科了！

不要着急！虽然这个游戏非常简单，但是它却是“麻雀虽小，五脏俱全”。

在这个小游戏里，我们有可以操作的角色，有游戏听辅助角色（金币），还有文字显示。

整个游戏就是下面的30行代码。

import arcadeclass MyGame(arcade.Window):def __init__(self):super().__init__(800,600,"捡金币")arcade.set_background_color(arcade.color.BLUE)self.player = arcade.Sprite("me.png",0.5)self.player.center_x = 400self.player.center_y = 300self.coin  = arcade.Sprite("coin.png", 0.25)self.coin.center_x = 100self.coin.center_y = 100self.result = "Gaming..."def on_draw(self):arcade.start_render()self.coin.draw()self.player.draw()arcade.draw_text(self.result, 10, 20, arcade.color.WHITE, 14)def on_mouse_motion(self, x, y, dx, dy):self.player.center_x = xself.player.center_y = ydef on_update(self, delta_time):if arcade.check_for_collision(self.player,self.coin):self.result= "You win!"window = MyGame()arcade.run()

我们看着这30行代码，确实有点多对不对。但是老师来告诉大家，怎么看这30行代码。

记得刚才我们说过吗？我们是用一个模板来实现的游戏！模板体现在哪些地方呢？这里老师将每个游戏程序中不变的那些东西都给同学们画出来了。

我们理解代码，不应该一个字一个字地看，而应该一段一段地看，每一段里再一行一行地看。先理解一整段的功能，再逐步细化到每一行的功能。

这里老师来告诉大家，这些段分别是什么意思。

凡是空行的地方，就表示一段结束了。那么如果按这个标准的话，同学说我们的程序一共有多少段？

可以数出来，有7段。有的段只有一行，有的段却有好多行。

每一段是什么意思，什么作用呢？我们大概来看一下。

第一段，import arcade，这个表示告诉计算机，我要用arcade这个游戏库来编程了。

第二段，class MyGame(arcade.Window):

这里是要告诉计算机，我正在设定游戏窗口的内容。

但是这第二段并不完整，后面紧跟着的4段，都用def开头对不？并且前面都还空了4个空格。所以说第二段一直到第六段，其实是一个真正的大段。这个大段表示设定游戏窗口里的内容。

而从第三到第六段，这些以def开头的句子，表示什么意思呢？

def __init__(self):

这一段，表示的是游戏一开始运行时，要处理的一些事情。如果学过Scratch的同学，可以更好地理解了，它是当鼠标点击小绿旗后，真正的游戏代码还没有开始运行前，需要进行的一些初始化设置。

def on_draw(self):

这一段，只要同学们认识这个单词draw，就能知道这一段代码大概的用处了。它是用来在屏幕上画东西，让这些角色、文字显示出来的。

def on_mouse_motion(self, x, y, dx, dy):

这一段，我们这里有三个单词非常关键：on、mouse、motion，它们分别是“当”、“鼠标”、“运动”的意思，因此合起来就是要处理当鼠标在屏幕上运动时需要做什么。

最后一段每七段，

window = MyGame()

arcade.run()

表示把刚才的设置生效，并且让程序运行起来。

总结一下刚才的方法。这段代码虽然只有30行，但是对同学们来说，一下子掌握还是比较困难。不过我们可以提纲挈领，先理解每一段的大概意思、作用，再理解每一段中的。

后面所有的游戏程序，都是用类似今天这节课这样的模板来写的。

同学们看到，在这些代码中，有好多是英文单词。为了真正学会这些内容，咱们一定得知道这些单词才行。

这里为了方便大家理解，老师把重要的单词给大家列在这里了。（列出一段代码中用到的单词，也可以用编程的方法完成哦！以后我们会学到。）

（展示单词表）

import 导入、引用

arcade （一种类型的）游戏

class （编程语言中的）类

my 我的

game 游戏（通称）

window 计算机中的窗口（窗体）

def/define 定义

init/initialize 初始化

self 自身

super 超级、父类

set 设定、设置

background 背景

color 颜色

blue 蓝色

white 白色

player 玩家

sprite 角色精灵

center 中心

coin 金币

result 结果

on 当

draw 绘制、画

start 开始

render 渲染

text 文本

mouse 鼠标

motion 运动

update 更新

delta 希腊字母Δ，一般表示增量、改变量

time 时间

if 如果

check 检查

for 为……目的

collision 碰撞

you 你

win 赢

run 运行

在课前老师给同学们发过了，以后也会这样，每节课需要用到什么单词，老师都会提前几天发给大家，希望同学们能够查一查，背一背，搞懂这些单词的意思。

当然大家一下子记不住那么多单词，也没关系，只要将这个词表放在一旁，老师讲到某个单词的时候你不知道，直接看一看，加深印象，多来这么几次，相信大家都会熟悉起来的！

4. 步步为营

为了让同学们也能写出来刚才的捡金币游戏，我们可以将游戏采用分步的方式实现。

第一步：设置窗口

第二步：显示角色

第三步：让角色动起来

第四步：添加金币

第五步：判断角色是否碰到金币，更新游戏状态

第一步：设置窗口

import arcadeclass MyGame(arcade.Window):def __init__(self):super().__init__(800,600,"捡金币")arcade.set_background_color(arcade.color.BLUE)def on_draw(self):arcade.start_render()window = MyGame()arcade.run()

请同学们跟着老师把上面的代码输入。注意在写的时候，def的前面有四个空格，跟def在同一段里的下面的行，前面有八个空格。这是Python语言的语法规定。

这里的代码仍然分为三个大段：import、class、run三个部分。只不过游戏窗口的部分只有两个def。

我们看代码里，800是窗口的宽，600是窗口的高，"捡金币"是窗口标题的名字。

现在我们运行代码，可以得到一个窗口，背景是蓝色的。

（查看运行图片）

这里老师要让同学们改一个宽1200，高900的窗口，也没有问题吧？

如果要改一下背景的颜色，只需要将BLUE换成你能说出来名字的颜色单词就可以了。注意要大写，比如RED、ORANGE、PINK都没问题。

第二步：显示角色

好，刚才有了窗口的基础了，这里我们接着在上面添加上角色。角色其实是一个图片，这个图片我们要把它放到咱们跟代码在同一个文件夹下才行，名字就叫me.png。

import arcadeclass MyGame(arcade.Window):def __init__(self):super().__init__(800,600,"捡金币")arcade.set_background_color(arcade.color.BLUE)self.player = arcade.Sprite("me.png",0.5)self.player.center_x = 400self.player.center_y = 300def on_draw(self):arcade.start_render()self.player.draw()window = MyGame()arcade.run()

我们在添加背景颜色后面，加了三行代码，分别表示生成一个角色，用me.png的图片，大小为原图的0.5倍也就是一半，它的x和y坐标分别为400、500。

但这时运行程序仍然不会显示出角色。这是因为在Arcade程序里，任何的角色都需要手动用代码让它显示。这里需要在on_draw下面添加这样一行：self.player.draw()。

有了这一行代码后，再运行，就能看到角色了！

（查看运行图片）

第三步：让角色动起来

刚才的角色是显示出来了，但是还不能动，于是我们要让它动起来。

要达到这个目的，我们需要在on_draw下边新增加一个def。

def on_mouse_motion(self, x, y, dx, dy):

self.player.center_x = x

self.player.center_y = y

注意在写的时候，def 要与上面的def对齐，前面四个空格不能多也不能少。

这段代码就相当于定义了在鼠标运动时，角色的x和y坐标要分别跟着鼠标的x和y坐标走。

运行之后，就能看到效果了。

（查看运行图片）

第四步：添加金币

这时我们用同样的方法，添加金币。

import arcadeclass MyGame(arcade.Window):def __init__(self):super().__init__(800,600,"捡金币")arcade.set_background_color(arcade.color.BLUE)self.player = arcade.Sprite("me.png",0.5)self.player.center_x = 400self.player.center_y = 300self.coin  = arcade.Sprite("coin.png", 0.25)self.coin.center_x = 100self.coin.center_y = 100def on_draw(self):arcade.start_render()self.player.draw()self.coin.draw()def on_mouse_motion(self, x, y, dx, dy):self.player.center_x = xself.player.center_y = ywindow = MyGame()arcade.run()

上面添加金币的代码，接在添加玩家的角色代码后。on_draw下面也要使用self.coin.draw()将金币画出来才可以看到。

运行后效果就有了。

（查看运行图片）

第五步：判断角色是否碰到金币，更新游戏状态

这一步我们要判断角色在移动过程中，是否碰到了金币，如果碰到了，就更新一下游戏状态：从“Gaming...”（游戏进行中……）到“You Win!”（你赢了！）。并且这个状态要在屏幕上显示出来。（不设置字体时只能用英文）

在创建角色的代码下面，我们添加游戏结果显示，一开始为Gaming：

self.result = "Gaming..."

要判断角色与金币是否碰到，我们需要添加一个新的def：

def on_update(self, delta_time):

if arcade.check_for_collision(self.player,self.coin):

self.result= "You win!"

有了这一段代码后，就能判断两个角色什么时候碰到了。如果想让self.result中的英语显示出来，还需要在on_draw里用一行代码把它显示出来：

arcade.draw_text(self.result, 10, 20, arcade.color.WHITE, 14)

这里括号中有5个参数，第一个是要显示的内容，第二个是要显示位置的x坐标，第三个是要显示位置的y坐标，第四个是显示的文字用什么颜色，第五个是字体大小。

这时完整的代码如下：

import arcadeclass MyGame(arcade.Window):def __init__(self):super().__init__(800,600,"捡金币")arcade.set_background_color(arcade.color.BLUE)self.player = arcade.Sprite("me.png",0.5)self.player.center_x = 400self.player.center_y = 300self.coin  = arcade.Sprite("coin.png", 0.25)self.coin.center_x = 100self.coin.center_y = 100self.result = "Gaming..."def on_draw(self):arcade.start_render()self.coin.draw()self.player.draw()arcade.draw_text(self.result, 10, 20, arcade.color.WHITE, 14)def on_mouse_motion(self, x, y, dx, dy):self.player.center_x = xself.player.center_y = ydef on_update(self, delta_time):if arcade.check_for_collision(self.player,self.coin):self.result= "You win!"window = MyGame()arcade.run()

点击运行，程序出来的效果就跟我们一开始展示的一样了。

（查看运行图片）

5. 结语

今天课程的主要目的是让同学们知道Python编程是怎么一回事儿。

大家照着老师的代码，写出了自己的游戏，非常了不起！虽然很多地方还似懂非懂，但没关系，后面我们会一点一点地给大家细化。

老师不希望同学们一开始就进入太多的细节不能自拔，慢慢来！

为了学好Python，建议大家一定要下功夫把打字的速度提高，把每节课提前发的英语单词表拼写会，搞懂意思。

好，咱们下次课再见！

参考资料：

1. Python Arcade游戏库特性介绍

2. 建议收藏！Scratch与Python Arcade对比整理，解锁Python入门正确姿势

3. Python Arcade Library官网：https://arcade.academy/

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