1、引言

本次论文主要是基于对像素鸟游戏的研究。
像素鸟是一款风靡一时的小游戏，这款游戏架构简单，可以通过不同的编程语言去实现。近段时间学了python这门编程语言。于是突发奇想用python去实现这款游戏。
该程序主要实现的功能有：双击运行程序，播放背景音乐。出现游戏界面，通过不断按下键盘上面的 ↑ 键，使得小鸟飞行。每次按下 ↑ 键，就会播放小鸟翅膀挥舞的声音。通过小鸟的飞行，越过障碍物（管子），可以得到分数。每越过一个障碍物就可以得到一分。如果小鸟与障碍物发生碰撞，或者小鸟飞出游戏界面，那么就会播放gameover的声音，同时停止游戏，出现游戏结束界面。在游戏界面界面，你会看到历史最高分和你的分数，如果你的分数高于历史最高分，将会被记录在record.txt文件中。同时，在游戏结束界面有两个图片按钮，你可以通过点击鼠标左键来选择重新开始游戏或者是结束游戏。

2、系统结构

2.1 总体结构

本程序主要分成了3个模块，main模块是主函数模块，Bird模块是小鸟对象模块继承了（sprite）,Tubing模块是管子对象模块也继承了（sprite）

2.2 局部结构

2.2.1 main模块结构

main模块中主要实现加载背景图片，加载游戏中需要的音乐。判断小鸟精灵和管子组精灵是否发生碰撞，实现小鸟按键飞行，播放音乐。绘制游戏结束后的界面以及按键事件、鼠标点击事件、与退出事件。

2.2.2 Bird模块结构

Bird模块主要实现关于小鸟对象的图片加载（__init__函数），小鸟显示的位置（__init__函数），小鸟的飞翔（fly函数），小鸟的下降（drop函数）

2.2.3 Tubing模块结构

Tubing模块主要实现了上面的管子（Tubing_up类）和下面的管子(Tubing_down类)的图片加载（__init__函数）、管子显示的位置（__init__函数）、管子的移动（move函数）

3、代码实现

先导入pygame模块，初始化pygame

import pygame
pygame.init()

创建游戏窗口，设置游戏窗口标题

bg_size = width,height = 903,495
view = pygame.display.set_mode(bg_size)
pygame.display.set_caption("像素鸟小游戏")

加载背景图片、背景音乐、绘制背景图片在游戏窗口上显示、播放背景音乐

import sys#初始化pygame的扩音器
pygame.mixer.init()#加载背景音乐
pygame.mixer.music.load("music/主界面BGM.mp3")#加载背景图片
background = pygame.image.load("image/BGM.png").convert()def main():#finish定义游戏是否结束（结束则为True）finish = False#开始循环播放背景音乐pygame.mixer.music.play(-1)while True:#如果点击了关闭事件就退出程序for event in pygame.event.get():if event.type == pygame.QUIT:sys.exit()#如果游戏还没结束if finish == False:#绘制背景图片view.blit(background,(0,0))#如果游戏已经结束，停止背景音乐的播放，绘制游戏结束后的界面if finish == True:pygame.mixer.music.stop()#更新界面pygame.display.flip()#延迟10毫秒pygame.time.delay(10)if __name__ == "__main__":main()

新建一个模块实现小鸟对象

import pygame#继承Sprite精灵类,方便用于碰撞检测
class Bird(pygame.sprite.Sprite):def __init__(self,bg_size):pygame.sprite.Sprite.__init__(self)#加载图片self.img1 = pygame.image.load("image/bird1.png").convert_alpha()self.img2 = pygame.image.load("image/bird2.png").convert_alpha()self.img3 = pygame.image.load("image/bird3.png").convert_alpha()#设置小鸟的初始位置为窗口1/4、高度1/2的位置self.width, self.height = bg_size[0], bg_size[1]self.rect = self.img1.get_rect()self.rect.left, self.rect.top = self.width // 4, self.height // 2#设置小鸟的初速度、加速度、路程、时间self.v = 20self.g = 2self.s = 0self.t = 0.2#小鸟向下飞行的方法def drop(self):self.v = self.v-self.g*self.tself.s = self.v*self.t - 0.5*self.g*self.t*self.tself.rect.top = self.rect.top-self.s#小鸟向上飞行的方法def fly(self):self.v = 10

在主函数里面绘制小鸟，并实现小鸟的下落和按键后小鸟飞翔，以及小鸟飞翔挥动翅膀的声音

import Bird#加载小鸟挥动翅膀的声音、小鸟撞击的声音
wings_sound = pygame.mixer.Sound("music/翅膀声.wav")
crash_sound = pygame.mixer.Sound("music/me_down.wav")def main():#设置小鸟飞行挥动翅膀图片的切换flagchange = 1#创建一个小鸟对象bird = Bird.Bird(bg_size)while True:#如果游戏还没结束if finish == False:#如果小鸟飞行超过上边界或者超过下边界，就播放撞击音乐，把finish置为True，表示程序结束if bird.rect.top < 0 or bird.rect.bottom > width:crash_sound.play()finish = True#切换小鸟飞行图片，以达到小鸟挥动翅膀的效果if change % 3 == 0:view.blit(bird.img1,bird.rect)  #绘制小鸟图片elif change % 3 == 1:view.blit(bird.img2,bird.rect)else:view.blit(bird.img3,bird.rect)change = change +1#调用小鸟对象的下落方法bird.drop()#如果键盘上面的↑按键被按下，就调用小鸟对象的向上飞行的方法，同时播放小鸟挥动翅膀的声音key_pressed = pygame.key.get_pressed()if key_pressed[pygame.K_UP]:wings_sound.play()bird.fly()#更新界面pygame.display.flip()#延迟10毫秒pygame.time.delay(10)if __name__ == "__main__":main()

新建一个Tubing模块实现管子对象

import pygame
import random#检测Sprite精灵类,方便用于碰撞检测
class Tubing_down(pygame.sprite.Sprite):def __init__(self):pygame.sprite.Sprite.__init__(self)#加载图片,设置下面管子的显示位置self.pipe = pygame.image.load("image/管子.png").convert_alpha()self.rect = self.pipe.get_rect()self.rect.left = 903self.rect.top = random.randint(120,495-40)#管子的移动方法def move(self):self.rect.left = self.rect.left - 1class Tubing_up(pygame.sprite.Sprite):def __init__(self,down_pipe):#加载图片,设置下面管子的显示位置,根据下面的管子来设置上面管子显示的位置,预留一些空间给小鸟飞行self.pipe = pygame.image.load("image/管子.png").convert_alpha()self.rect = self.pipe.get_rect()self.rect.left = 903self.rect.top = -(640-down_pipe.rect.top+120)#管子的移动方法def move(self):self.rect.left = self.rect.left - 1

在main模块里面实现管子的产生、绘制以及小鸟和管子发生碰撞的一系列事件

import Tubing
from pygame.locals import *#定义存放管子的数组,tubeUp_array代表存放上面的那条管子,tubeDown_array代表存放下面的那条管子
tubeUp_array = []
tubeDown_array = []def main():#设置开始时间，用于每隔3秒就产生一对管子start_time = 0while True:#如果游戏还没结束if finish == False:#每3秒产生一对管子，一上一下，分别存放在ubeUp_array、tubeDown_array列表中end_time = pygame.time.get_ticks()if end_time - start_time >= 3000:tubeDown = Tubing.Tubing_down()tubeUp = Tubing.Tubing_up(tubeDown)tubeDown_array.append(tubeDown)tubeUp_array.append(tubeUp)start_time = end_time#判断小鸟精灵和管子精灵组有没有发生碰撞，如果发生了碰撞就播放碰撞音乐，同时将finish置为TrueUp_crash = pygame.sprite.spritecollide(bird, tubeUp_array, False)Down_crash = pygame.sprite.spritecollide(bird, tubeDown_array, False)if Up_crash or Down_crash:crash_sound.play()finish = True             #显示管子和移动管子for i in range(len(tubeDown_array)):view.blit(tubeDown_array[i].pipe,tubeDown_array[i].rect)view.blit(tubeUp_array[i].pipe,tubeUp_array[i].rect)tubeDown_array[i].move()tubeUp_array[i].move()if __name__ == "__main__":main()

实现小鸟飞过一对管子就分数+1，同时把分数绘制显示出来

#设置分数显示的字体、
font = pygame.font.Font("font/font.ttf",35)def main():#设置游戏的分数
score = 0while True:#如果游戏还没结束if finish == False:#小鸟每飞过一对管子分数就加1，显示管子和移动管子for i in range(len(tubeDown_array)):if bird.rect.right == tubeUp_array[i].rect.right:score = score +1 #绘制分数font_view = font.render('score = %s' %str(score),True,(255,255,255))  view.blit(font_view,(10,5)) #更新界面pygame.display.flip()#延迟10毫秒pygame.time.delay(10)if __name__ == "__main__":main()

绘制游戏结束后的界面

from pygame.locals import *#设置游戏结束之后显示最高分数等字的字体
gameover_font = pygame.font.Font("font/font.ttf", 48)#加载游戏结束后重新开始按键图片、游戏结束后退出游戏按键图片
again_image = pygame.image.load("image/again.png").convert_alpha()
gameover_image = pygame.image.load("image/gameover.png").convert_alpha()def main():#reader用于判断record.txt(存储最高分)的文件是否已经被打开(已经打开为True)reader = False#获取重新开始按键的方框、获取结束游戏按键的方框again_rect = again_image.get_rect()gameover_rect = gameover_image.get_rect()while True:#如果游戏已经结束，停止背景音乐的播放，绘制游戏结束后的界面if finish == True:#如果record.txt文件还未打开过，打开record.txt文件，将reader 置为 Trueif not reader:reader = True# 读取历史最高分with open("record.txt", "r") as f:record_score = int(f.read())#判断当前分数是否高于历史最高分，如果是，则写入record.txt文件中，同时将record_score赋值为最高分if score > record_score:with open("record.txt", "w") as f:record_score = scoref.write(str(score))#绘制游戏结束后的历史最高分record_score_text = font.render("Best: %d" % record_score, True, (255,255,255))view.blit(record_score_text, (50, 50))#绘制游戏结束后的我的分数gameover_text1 = gameover_font.render("Your Score: ", True, (255,255,255))gameover_text1_rect = gameover_text1.get_rect()gameover_text1_rect.left, gameover_text1_rect.top = \(width - gameover_text1_rect.width) // 2, height // 3view.blit(gameover_text1, gameover_text1_rect)gameover_text2 = gameover_font.render(str(score), True, (255,255,255))gameover_text2_rect = gameover_text2.get_rect()gameover_text2_rect.left, gameover_text2_rect.top = \(width - gameover_text2_rect.width) // 2, \gameover_text1_rect.bottom + 10view.blit(gameover_text2, gameover_text2_rect)#绘制重新开始按钮again_rect.left, again_rect.top = \(width - again_rect.width) // 2, \gameover_text2_rect.bottom + 50view.blit(again_image, again_rect)#绘制结束游戏按钮gameover_rect.left, gameover_rect.top = \(width - again_rect.width) // 2, \again_rect.bottom + 6view.blit(gameover_image, gameover_rect)# 检测用户的鼠标操作# 如果用户按下鼠标左键if pygame.mouse.get_pressed()[0]:pos = pygame.mouse.get_pos()if again_rect.left < pos[0] < again_rect.right and \again_rect.top < pos[1] < again_rect.bottom:tubeUp_array.clear()tubeDown_array.clear()main()elif gameover_rect.left < pos[0] < gameover_rect.right and \gameover_rect.top < pos[1] < gameover_rect.bottom:pygame.quit()sys.exit()#更新界面pygame.display.flip()#延迟10毫秒pygame.time.delay(10)if __name__ == "__main__":main()

main模块的总体集合代码如下

import pygame
import sys
import traceback
import Tubing
import random
import Bird
from pygame.locals import *#初始化pygame 初始化pygame的扩音器
pygame.init()
pygame.mixer.init()#定义存放管子的数组,tubeUp_array代表存放上面的那条管子,tubeDown_array代表存放下面的那条管子
tubeUp_array = []
tubeDown_array = []#定义窗口的大小,也是背景图片的大小
bg_size = width,height = 903,495#加载背景音乐、小鸟挥动翅膀的声音、小鸟撞击的声音
pygame.mixer.music.load("music/主界面BGM.mp3")
wings_sound = pygame.mixer.Sound("music/翅膀声.wav")
crash_sound = pygame.mixer.Sound("music/me_down.wav")#设置分数显示的字体、游戏结束之后显示最高分数等字的字体
font = pygame.font.Font("font/font.ttf",35)
gameover_font = pygame.font.Font("font/font.ttf", 48)#设置游戏窗口的大小和标题
view = pygame.display.set_mode(bg_size)
pygame.display.set_caption("像素鸟小游戏")#加载背景图片、游戏结束后重新开始按键图片、游戏结束后退出游戏按键图片
background = pygame.image.load("image/BGM.png").convert()
again_image = pygame.image.load("image/again.png").convert_alpha()
gameover_image = pygame.image.load("image/gameover.png").convert_alpha()def main():#设置开始时间，用于每隔3秒就产生一对管子start_time = 0#设置游戏的分数score = 0#设置小鸟飞行挥动翅膀图片的切换flagchange = 1#finish定义游戏是否结束（结束则为True），reader用于判断record.txt(存储最高分)的文件是否已经被打开(已经打开为True)finish = Falsereader = False#获取重新开始按键的方框、获取结束游戏按键的方框again_rect = again_image.get_rect()gameover_rect = gameover_image.get_rect()#创建一个小鸟对象bird = Bird.Bird(bg_size)#开始循环播放背景音乐pygame.mixer.music.play(-1)while True:#如果点击了关闭事件就退出程序for event in pygame.event.get():if event.type == pygame.QUIT:sys.exit()#如果游戏还没结束if finish == False:#如果小鸟飞行超过上边界或者超过下边界，就播放撞击音乐，把finish置为True，表示程序结束if bird.rect.top < 0 or bird.rect.bottom > width:crash_sound.play()finish = True#绘制背景图片view.blit(background,(0,0))#切换小鸟飞行图片，以达到小鸟挥动翅膀的效果if change % 3 == 0:view.blit(bird.img1,bird.rect)  #绘制小鸟图片elif change % 3 == 1:view.blit(bird.img2,bird.rect)else:view.blit(bird.img3,bird.rect)change = change +1#每3秒产生一对管子，一上一下，分别存放在ubeUp_array、tubeDown_array列表中end_time = pygame.time.get_ticks()if end_time - start_time >= 3000:tubeDown = Tubing.Tubing_down()tubeUp = Tubing.Tubing_up(tubeDown)tubeDown_array.append(tubeDown)tubeUp_array.append(tubeUp)start_time = end_time#判断小鸟精灵和管子精灵组有没有发生碰撞，如果发生了碰撞就播放碰撞音乐，同时将finish置为TrueUp_crash = pygame.sprite.spritecollide(bird, tubeUp_array, False)Down_crash = pygame.sprite.spritecollide(bird, tubeDown_array, False)if Up_crash or Down_crash:crash_sound.play()finish = True             #小鸟每飞过一对管子分数就加1，显示管子和移动管子for i in range(len(tubeDown_array)):if bird.rect.right == tubeUp_array[i].rect.right:score = score +1 view.blit(tubeDown_array[i].pipe,tubeDown_array[i].rect)view.blit(tubeUp_array[i].pipe,tubeUp_array[i].rect)tubeDown_array[i].move()tubeUp_array[i].move()#绘制分数font_view = font.render('score = %s' %str(score),True,(255,255,255))  view.blit(font_view,(10,5)) #调用小鸟对象的下落方法bird.drop()#如果游戏已经结束，停止背景音乐的播放，绘制游戏结束后的界面if finish == True:pygame.mixer.music.stop()#如果record.txt文件还未打开过，打开record.txt文件，将reader 置为 Trueif not reader:reader = True# 读取历史最高分with open("record.txt", "r") as f:record_score = int(f.read())#判断当前分数是否高于历史最高分，如果是，则写入record.txt文件中，同时将record_score赋值为最高分if score > record_score:with open("record.txt", "w") as f:record_score = scoref.write(str(score))#绘制游戏结束后的历史最高分record_score_text = font.render("Best: %d" % record_score, True, (255,255,255))view.blit(record_score_text, (50, 50))#绘制游戏结束后的我的分数gameover_text1 = gameover_font.render("Your Score: ", True, (255,255,255))gameover_text1_rect = gameover_text1.get_rect()gameover_text1_rect.left, gameover_text1_rect.top = \(width - gameover_text1_rect.width) // 2, height // 3view.blit(gameover_text1, gameover_text1_rect)gameover_text2 = gameover_font.render(str(score), True, (255,255,255))gameover_text2_rect = gameover_text2.get_rect()gameover_text2_rect.left, gameover_text2_rect.top = \(width - gameover_text2_rect.width) // 2, \gameover_text1_rect.bottom + 10view.blit(gameover_text2, gameover_text2_rect)#绘制重新开始按钮again_rect.left, again_rect.top = \(width - again_rect.width) // 2, \gameover_text2_rect.bottom + 50view.blit(again_image, again_rect)#绘制结束游戏按钮gameover_rect.left, gameover_rect.top = \(width - again_rect.width) // 2, \again_rect.bottom + 6view.blit(gameover_image, gameover_rect)# 检测用户的鼠标操作# 如果用户按下鼠标左键if pygame.mouse.get_pressed()[0]:pos = pygame.mouse.get_pos()if again_rect.left < pos[0] < again_rect.right and \again_rect.top < pos[1] < again_rect.bottom:tubeUp_array.clear()tubeDown_array.clear()main()elif gameover_rect.left < pos[0] < gameover_rect.right and \gameover_rect.top < pos[1] < gameover_rect.bottom:pygame.quit()sys.exit()#如果键盘上面的↑按键被按下，就调用小鸟对象的向上飞行的方法，同时播放小鸟挥动翅膀的声音key_pressed = pygame.key.get_pressed()if key_pressed[pygame.K_UP]:wings_sound.play()bird.fly()#更新界面pygame.display.flip()#延迟10毫秒pygame.time.delay(10)if __name__ == "__main__":main()

4、实验

实验运行结果如下：

5、总结和展望

不足之处：
1、没有实现小鸟向上飞行的时候，头朝上。往下坠落的时候，头往下
参考文献：
[1] 小甲鱼的飞机大战视频

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