Python高级第2课——飞机大战（只读课堂）

欢迎来到“只读课堂”！

In [1]:

#这节课我们来实战python：Python游戏开发

In [2]:

#飞机大战

In [3]:

#以下是我们今天的课件以及项目规划，如果想直接进入课堂，就往下拉。

飞机大战

创建游戏是趣学语言的理想方式。看别人玩你编写的游戏让你很有满足感，而编写简单的游戏有助于你明白专业级游戏是怎么编写出来的。在阅读本章的过程中，请动手输入并运行代码，以明白各个代码块对整个游戏所做的贡献，并尝试不同的值和设置，这样你将对如何改进游戏的交互性有更深入的认识。

> 游戏《飞机大战》将包含很多不同的文件，因此请在你的系统中新建一个文件夹，并将其命名为PlaneFight。请务必将这个项目的所有文件都存储到这个文件夹中，这样相关的import语句才能正确地工作。

规划项目

开发大型项目时，做好规划后再动手编写项目很重要。规划可确保你不偏离轨道，从而提高项目成功的可能性。

> 在游戏《飞机大战》中，你可以控制着一架最初出现在屏幕底部中央的飞机。玩家可以使用箭头键左右移动飞机，还可使用空格键进行射击。游戏开始时，一群外星人出现在天空中，他们在屏幕中向下移动。玩家的任务是射杀这些外星人。只要有外星人撞到了玩家的飞机或到达了屏幕底部，游戏结束。

安装`Pygame`

1. 手动安装

- 先下载whl文件

> 下载地址： https://www.lfd.uci.edu/~gohlke/pythonlibs/#pygame

- 手动安装

> pip install pygame‑1.9.3‑cp36‑cp36m‑win_amd64.whl

2. pip安装

> pip3 install pygame

> 以上可以使用Linux和Windows系统

Linux系统也可以使用sudo apt install python3-pygame 安装Python3的版本。

检测安装

进入Python环境，执行：

```python

>>> import pygame

>>>

```

如果没有任何输出，就说明Python导入了Pygame

开始游戏项目

首先创建一个空的Pygame窗口，供后面用来绘制游戏元素，如飞机和外星人。我们还将让这个游戏响应用户输入、设置背景色以及加载飞机图像。

创建`Pygame`窗口以及响应用户输入

首先，我们创建一个空的Pygame窗口。使用Pygame编写的游戏的基本结构如下：

```python

import sys

import pygame

def run_game():

初始化游戏并创建一个屏幕对象

pygame.init()

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

pygame.display.set_caption('PlaneFight')

开始游戏主循环

while True:

监控键盘和鼠标事件

for event in pygame.event.get():

if event.type == pygame.QUIT:

sys.exit()

让最近绘制的屏幕可见

pygame.display.flip()

run_game()

```

我们导入了模块sys和pygame。模块pygame包含开发游戏所需的功能。玩家退出时，我们将使用模块sys来退出游戏。

开头是函数run_game() ,代码行pygame.init()初始化背景设置，让Pygame能够正确地工作。

调用pygame.display.set_mode()来创建一个名为screen的显示窗口，这个游戏的所有图形元素都将在其中绘制。实参(800, 600)是一个元组，指定了游戏窗口的尺寸。通过将这些尺寸值传递给pygame.display.set_mode()，我们创建了一个宽800像素、高600像素的游戏窗口（你可以根据自己的显示器尺寸调整这些值）。

对象screen是一个surface。在Pygame中，surface是屏幕的一部分，用于显示游戏元素。在这个游戏中，每个元素（如外星人或飞机）都是一个surface。display.set_mode()返回的surface表示整个游戏窗口。我们激活游戏的动画循环后，每经过一次循环都将自动重绘这个surface。

为访问Pygame检测到的事件，我们使用方法pygame.event.get()。所有键盘和鼠标事件都将促使for循环运行。在这个循环中，我们将编写一系列的if语句来检测并响应特定的事件。例如，玩家单击游戏窗口的关闭按钮时，将检测到pygame.QUIT事件，而我们调用sys.exit()来退出游戏。

调用了pygame.display.flip()，命令Pygame让最近绘制的屏幕可见。在这里，它在每次执行while循环时都绘制一个空屏幕，并擦去旧屏幕，使得只有新屏幕可见。在我们移动游戏元素时，pygame.display.flip()将不断更新屏幕，以显示元素的新位置，并在原来的位置隐藏元素，从而营造平滑移动的效果。

设置背景色

Pygame默认创建一个黑色屏幕，太乏味了。下面来将背景设置为另一种颜色：

```python

import sys

import pygame

def run_game():

初始化游戏并创建一个屏幕对象

pygame.init()

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

pygame.display.set_caption('PlaneFight')

设置背景色

bg_color = (255, 255 ,255) # R G B 0-255

开始游戏主循环

while True:

监控键盘和鼠标事件

for event in pygame.event.get():

if event.type == pygame.QUIT:

sys.exit()

每次循环都重绘屏幕

screen.fill(bg_color)

让最近绘制的屏幕可见

pygame.display.flip()

run_game()

```

在Pygame中，颜色是以RGB值指定的。这种颜色由红色、绿色和蓝色值组成，其中每个值的可能取值范围都为0~255。颜色值(255, 0, 0)表示红色，(0, 255, 0)表示绿色，而(0, 0, 255)表示蓝色。通过组合不同的RGB值，可创建1600万种颜色。在颜色值(230, 230, 230)中，红色、蓝色和绿色量相同，它将背景设置为一种浅灰色。

我们调用方法screen.fill()，用背景色填充屏幕；这个方法只接受一个实参：一种颜色。

创建游戏设置类/重构代码

每次给游戏添加新功能时，通常也将引入一些新设置。下面来编写一个名为settings的模块，其中包含一个名为Settings的类，用于将所有设置存储在一个地方，以免在代码中到处添加设置。这样，我们就能传递一个设置对象，而不是众多不同的设置。另外，这让函数调用更简单，且在项目增大时修改游戏的外观更容易：要修改游戏，只需修改settings.py中的一些值，而无需查找散布在文件中的不同设置。

```python

class Settings():

'''存储《飞机大战》的所有设置的类'''

def init(self):

'''初始化游戏的设置'''

屏幕设置

self.screen_width = 800

self.screen_height = 600

self.bg_color = (230, 230, 230)

在planefight.py文件下面是这样的：

```python

import sys

import pygame

from settings import Settings

def run_game():

初始化游戏并创建一个屏幕对象

pygame.init()

game_settings = Settings()

screen = pygame.display.set_mode((game_settings.screen_width, game_settings.screen_height))

pygame.display.set_caption('flygame')

设置背景色

bg_color = (230, 230 ,230)

开始游戏主循环

while True:

监控键盘和鼠标事件

for event in pygame.event.get():

if event.type == pygame.QUIT:

sys.exit()

每次循环都重绘屏幕

screen.fill(game_settings.bg_color)

让最近绘制的屏幕可见

pygame.display.flip()

run_game()

添加飞机图像

在游戏中几乎可以使用任何类型的图像文件，但使用位图（.bmp）文件最为简单，因为Pygame默认加载位图。

下面将飞机加入到游戏中。为了在屏幕上绘制玩家的飞机，我们将加载一幅图像，再使用Pygame方法blit()绘制它。

当选择用于表示飞机的图像后，需要将其显示到屏幕上。我们将创建一个名为plane的模块，其中包含Plane类，它负责管理飞机的大部分行为。

```python

import pygame

class Plane():

def init(self, screen):

'''初始化飞机并设置其初始位置'''

self.screen = screen

加载飞机图像并获取其外接矩形

self.image = pygame.image.load('images/ship.bmp')

self.rect = self.image.get_rect()

self.screen_rect = screen.get_rect

将每架新飞机放在屏幕底部中央

self.rect.centerx = self.screen_rect.centerx

self.rect.bottom = self.screen_rect.bottom

def blitme(self):

"""在指定位置绘制飞机"""

将背景图画上去，blit是个重要函数，第一个参数为一个Surface对象，第二个为左上角位置。

self.screen.blit(self.image, self.rect)

重构代码

在大型项目中，经常需要在添加新代码前重构既有代码。重构旨在简化既有代码的结构，使其更容易扩展。我们将创建一个名为gamefunctions的新模块，它将存储大量让游戏《飞机大战》运行的函数。通过创建模块gamefunctions，可避免planefight.py太长，并使其逻辑更容易理解。

函数`check_events()`

首先把管理事件的代码移到一个名为check_events()的函数中，以简化run_game()并隔离事件管理循环。

```python

import sys

import pygame

def check_events():

监控键盘和鼠标事件

for event in pygame.event.get():

if event.type == pygame.QUIT:

sys.exit()

函数`update_screen`

另外把更新屏幕的代码移植到update_screen的函数中。也在gamefunctions文件里面。

```python

import sys

import pygame

def update_screen(game_settings, screen, plane):

"""更新屏幕上的图像，并切换到新屏幕"""

每次循环时都重绘屏幕

screen.fill(game_settings.bg_color)

plane.blitme()

让最近绘制的屏幕可见

pygame.display.flip()

这两个函数重写后主函数就是这样了：

```python

import sys

import pygame

from settings import Settings

from plane import Plane

import gamefunctions as gf

def run_game():

初始化游戏并创建一个屏幕对象

pygame.init()

game_settings = Settings()

screen = pygame.display.set_mode((game_settings.screen_width, game_settings.screen_height))

pygame.display.set_caption('PlaneFight')

创建一艘飞船

plane = Plane(screen)

开始游戏主循环

while True:

gf.check_events()

gf.update_screen(game_settings, screen, plane)

run_game()

In [4]:

#光看课件是没有用的。

In [5]:

#下面我们来正式开始讲课。

In [6]:

#今天我只能给大家讲一些。

In [7]:

#这节课我们来实现“控制着一脚最初出现在屏幕底部中央的飞机”。

In [8]:

#如果没有“Pygame”模块，那么就去安装。

In [9]:

pip install pygame

The following command must be run outside of the IPython shell:$ pip install pygameThe Python package manager (pip) can only be used from outside of IPython.
Please reissue the `pip` command in a separate terminal or command prompt.See the Python documentation for more informations on how to install packages:https://docs.python.org/3/installing/

In [10]:

#主要涉及到重构代码

In [11]:

#你要玩飞机大战，一定要一个窗口是吧

In [12]:

import pygame

In [13]:

import sys

In [15]:

def run_game():pygame.init()screen = pygame.display.set_mode((800, 600))pygame.display.set_caption('PlaneFight')while True:for event in pygame.event.get():if event.type == pygame.QUIT:sys.exit()pygame.display.flip()run_game()

An exception has occurred, use %tb to see the full traceback.SystemExit

C:\ProgramData\Anaconda3\lib\site-packages\IPython\core\interactiveshell.py:2918: UserWarning: To exit: use 'exit', 'quit', or Ctrl-D.warn("To exit: use 'exit', 'quit', or Ctrl-D.", stacklevel=1)

In [1]:

#刚刚我们已经运行了一遍。

In [2]:

#运行的结果是会产生一个窗口。

下面我来详细讲一下各个代码。

In [3]:

#前面两个import就是导入了sys和pygame模块，我们后面才可以使用。

In [4]:

#def是初始化然后创建一个屏幕（run game）

In [5]:

#刚刚出现的一个屏幕就是用pygame.init()产生的。

In [6]:

#screen = pygame.display.set_mode((800, 600))就是设定窗口大小

In [7]:

#800是长度，600是高。

In [8]:

#如果你想变小屏幕，就可以该车成400,300

In [9]:

#while True是一只循环，是让程序一直死循环

In [10]:

#event.get可以监控到窗口里所有的事件

In [11]:

#sys.exit()是表示如果不按Esc那个窗口是退不掉的。

In [12]:

#我们再来运行试试

In [15]:

import sys import pygame def run_game():pygame.init()screen = pygame.display.set_mode((800, 600))pygame.display.set_caption('PlaneFight')while True:for event in pygame.event.get():if event.type == pygame.QUIT:sys.exit()pygame.display.flip()run_game()

An exception has occurred, use %tb to see the full traceback.SystemExit

C:\ProgramData\Anaconda3\lib\site-packages\IPython\core\interactiveshell.py:2918: UserWarning: To exit: use 'exit', 'quit', or Ctrl-D.warn("To exit: use 'exit', 'quit', or Ctrl-D.", stacklevel=1)

In [16]:

#我们可以看到运行窗口是上面这个样子的。

In [17]:

#pygame.display.flip就是绘制新的图片，也就是刷新。

In [18]:

#这句话的意思就是全局更新屏幕。

设置背景颜色

In [2]:

import sys import pygame def run_game():pygame.init()screen = pygame.display.set_mode((800, 600))pygame.display.set_caption('PlaneFight')bg_color = (255, 255 ,255)while True:for event in pygame.event.get():if event.type == pygame.QUIT:sys.exit()screen.fill(bg_color)pygame.display.flip()run_game()

An exception has occurred, use %tb to see the full traceback.SystemExit

C:\ProgramData\Anaconda3\lib\site-packages\IPython\core\interactiveshell.py:2918: UserWarning: To exit: use 'exit', 'quit', or Ctrl-D.warn("To exit: use 'exit', 'quit', or Ctrl-D.", stacklevel=1)

In [3]:

#通过以上代码我们就把窗口的背景颜色由黑色改为了白色。

In [4]:

#R是red的缩写，就是红色

In [5]:

#G是green的缩写，就是绿色

In [6]:

#B是blue的缩写，就是蓝色

In [7]:

#0-250的数值就是从黑到白，数值越接近250就越白。

In [10]:

import sys import pygame def run_game():pygame.init()screen = pygame.display.set_mode((800, 600))pygame.display.set_caption('PlaneFight')bg_color = (0, 255 ,0)while True:for event in pygame.event.get():if event.type == pygame.QUIT:sys.exit()screen.fill(bg_color)pygame.display.flip()run_game()

An exception has occurred, use %tb to see the full traceback.SystemExit

C:\ProgramData\Anaconda3\lib\site-packages\IPython\core\interactiveshell.py:2918: UserWarning: To exit: use 'exit', 'quit', or Ctrl-D.warn("To exit: use 'exit', 'quit', or Ctrl-D.", stacklevel=1)

In [8]:

#如果把数值改一下，改成0,250,0，那么就是绿色。

In [11]:

#如果改成50,150,200，会变成下面这种颜色：

In [12]:

import sys import pygame def run_game():pygame.init()screen = pygame.display.set_mode((800, 600))pygame.display.set_caption('PlaneFight')bg_color = (50, 150 ,200)while True:for event in pygame.event.get():if event.type == pygame.QUIT:sys.exit()screen.fill(bg_color)pygame.display.flip()run_game()

An exception has occurred, use %tb to see the full traceback.SystemExit

C:\ProgramData\Anaconda3\lib\site-packages\IPython\core\interactiveshell.py:2918: UserWarning: To exit: use 'exit', 'quit', or Ctrl-D.warn("To exit: use 'exit', 'quit', or Ctrl-D.", stacklevel=1)

In [13]:

#这款蓝色相对来说好看一些。

In [14]:

#screen的意思就是我们的屏幕（窗口）

In [15]:

#在后面可以改填充之类的surface（图层），可以重复叠加，还可以添加小的图像。

In [16]:

#注意，在pygame里面图形都是矩形的。

创建游戏设置类

In [17]:

#这里我们为了方便起见，是不再添加注释了的，要看注释的向上拉去看课件。

In [18]:

#建议再建一个文件，叫做"Settings"。

In [19]:

#它会储存关于所有窗口的设置。

In [20]:

import sys import pygame from settings import Settingsdef run_game():pygame.init()game_settings = Settings()screen = pygame.display.set_mode((game_settings.screen_width, game_settings.screen_height))pygame.display.set_caption('flygame')bg_color = (230, 230 ,230)while True:for event in pygame.event.get():if event.type == pygame.QUIT:sys.exit()screen.fill(game_settings.bg_color)pygame.display.flip()run_game()

---------------------------------------------------------------------------
ModuleNotFoundError                       Traceback (most recent call last)
<ipython-input-20-1dc072ba7479> in <module>()3 import pygame4
----> 5 from settings import Settings6 7 def run_game():ModuleNotFoundError: No module named 'settings'

In [21]:

#同学们，这里记得装settings模块

In [22]:

pip install settings

The following command must be run outside of the IPython shell:$ pip install settingsThe Python package manager (pip) can only be used from outside of IPython.
Please reissue the `pip` command in a separate terminal or command prompt.See the Python documentation for more informations on how to install packages:https://docs.python.org/3/installing/

In [23]:

#pygame.init()就是实例化

添加飞机图像

In [24]:

import pygameclass Plane():def __init__(self, screen):'''初始化飞机并设置其初始位置'''self.screen = screenself.image = pygame.image.load('images/ship.bmp')self.rect = self.image.get_rect()self.screen_rect = screen.get_rectself.rect.centerx = self.screen_rect.centerx self.rect.bottom = self.screen_rect.bottomdef blitme(self):   """在指定位置绘制飞机""" self.screen.blit(self.image, self.rect)

In [25]:

#建议再创建一个文件"plane"来储存。

好了，我们这节课就先暂时讲到这里！

本次只读课堂的python教程就到这了，欢迎下一次的收看！