Pygame游戏编程入门笔记

目录

• 1. Python游戏编程入门
• 2. 建立开发环境
• 3. 简单示例
• 4. 绘制不同形状
• 5. 事件监听举例
• 6. 用pygame打印文本
• 7. 键盘事件
• 8. 鼠标事件
• 9. 轮询键盘
• 10. 轮询鼠标
• 11. 角度与弧度
• 12. 遍历圆周
• 13. 矢量图与位图
• 14. 获取已有的surface
• 15. 加载位图
• 16. 绘制位图
• 17. 绘制游戏背景图
• 18. 缩放图像
• 19. 旋转
• 20. 用精灵实现动画
  • 20.1. 加载精灵序列图
  • 20.2. 更改帧
  • 20.3. 绘制帧
  • 20.4. 精灵组
  • 20.5. 一个精灵类
  • 20.6. 精灵冲突
  • 20.7. 精灵与精灵组的矩形冲突
  • 20.8. 两个精灵组之间的矩形冲突
• 21. 中文字体
• 22. 全屏模式
• 23. 裁剪屏幕
• 24. 让pygame完全控制鼠标
• 25. 声音
• 26. Sound对象
• 27. 游戏背景声音
• 28. 打包发布到Windows平台

1 Python游戏编程入门

买的《Python游戏编程入门》书籍到了，准备记录点学习Pygame开发2D游戏的笔记。

2 建立开发环境

由于书籍例子使用python3.2+pygame1.9,因此保持一致。其实，如果使用python2.7的话，应该更多软件包可以使用。

我使用的Mac，而pygame编译好的安装包只有windows版本，需要自己源码安装.

建立虚拟python环境:

$ python -m venv venv
$ source venv/bin/active

下载源码文件后，安装:

$ brew install sdl sdl_image sdl_mixer sdl_ttf portmidi
$ pip install hg+http://bitbucket.org/pygame/pygame

经过测试，发现使用python2.7完成可以运行所有的例子，因此使用python2.7，省去很多麻烦.

$ virtualenv envpygame
$ source envpygame/bin/activate
$ python --version
Python 2.7.6
 
$ pip install hg+http://bitbucket.org/pygame/pygame
  
$ pip list
 
pip (1.5.6)
pygame (1.9.2a0)
setuptools (3.6)
wsgiref (0.1.2)

3 简单示例

import pygame
from pygame.locals import *
import sys

# 初始化Pygame资源
pygame.init()                      

screen = pygame.display.set_mode((600,500))
pygame.display.set_caption("Hello Pygame")
myfont = pygame.font.Font(None,60)

white = 255,255,255
blue = 0,0,255

textImage = myfont.render("Hello Pygame",True,white)

screen.fill(blue)
screen.blit(textImage,(100,100))   # 绘制图形

pygame.display.update()


while True:
    for event in pygame.event.get():
        if event.type in (QUIT,KEYDOWN):
            sys.exit()

    screen.fill(blue)
    screen.blit(textImage,(100,100))
    pygame.display.update()

4 绘制不同形状

使用 pygame.draw 来绘制图形，如:

• pygame.draw.circle()
• pygame.draw.rect()
• pygame.draw.line()
• pygame.draw.arc()

画弧线举例:

start_angle = math.radians(0)
end_angle = math.radians(90)
pygame.draw.arc(screen, color, position, start_angle, end_angle, width)

5 事件监听举例

while True:
    for event in pygame.event.get():
        if event.type == QUIT:
            sys.exit()
        elif event.type == KEYUP:
            if event.key == pygame.K_ESCAPE:
                sys.exit()
            elif event.key == pygame.K_1:
                piece1 = True
            elif event.key == pygame.K_2:
                piece2 = True
            elif event.key == pygame.K_3:
                piece3 = True
            elif event.key == pygame.K_4:
                piece4 = True

     #.....

在监听事件的时候一般只设置变量，然后再根据变量进行后续操作。

6 用pygame打印文本

以图片的形式绘制文本:

myfont = pygame.font.Font("Arial",30)
image = myfont.render(text,True,(255,255,255))
screen.blit(image,(100,100))

7 键盘事件

一般按键事件分为 KEYDOWN, KEYUP ，如果要在按键持续按住的情况下持续产生事件，需要设置:

pygame.key.set_repeat(10)  # 表示每个10毫秒一个事件

8 鼠标事件

Pygame支持的鼠标事件包括: MOUSEMOTION, MOUSEBUTTONUP, MOUSEBUTTONDOWN.

for event in pygame.event.get():
    if event.type == MOUSEMOTION:
        mous_x,mouse_y = event.pos
        move_x,move_y = event.rel
    elif event.type == MOUSEBUTTONDOWN:
        mouse_down = event.button
        mouse_down_x,mouse_down_y = event.pos
    elif event.type == MOUSEBUTTONUP:
        mouse_up = event.button
        mouse_up_x,mouse_up_y = event.pos

9 轮询键盘

通过轮询键盘接口，可以一次性获取按键列表，不需要遍历事件系统:

keys = pygame.keys.get_pressed()
if keys[K_ESCAPE]:
    sys.exit()

10 轮询鼠标

pos_x,pos_y = pygame.mouse.get_pos()
rel_x,rel_y = pygame.mouse.get_rel()
button1,button2,button3 = pygame.mouse.get_pressed()

11 角度与弧度

正弦函数、余弦函数可以以任意的半径大小来模拟一个圆。

一个完整的圆的弧度表示为 2*PI ，等于360°

1弧度对应的角度值:

360 / 6.28 = 57.3248

1角度对应的弧度值:

6.28 / 360 = 0.0174

使用这些数字在角度与弧度之间转换，其精度在大多数游戏里面可以接受。

在 math 模块封装了转换函数:

• math.degrees(): 转换为角度
• math.radians(): 转换为弧度

>>> import math
>>> math.degrees(0.5)
28.64788975654116
>>> math.radians(30)
0.5235987755982988
>>> math.radians(28.64788975654116)
0.5

12 遍历圆周

计算绕着一个圆的圆周的任何点的X坐标，使用余弦函数。

>>> math.cos(math.radians(90))
6.123233995736766e-17
>>> '{:.2f}'.format(math.cos(math.radians(90)))
'0.00'
>>> '{:.2f}'.format(math.cos(math.radians(45)))
'0.71'

计算圆周上任何点Y坐标，使用正弦函数.

>>> '{:.2f}'.format(math.sin(math.radians(45)))
'0.71'
>>> '{:.2f}'.format(math.sin(math.radians(90)))
'1.00'

• X = math.cos(math.radians(angle)) * radius
• Y = math.sin(math.radians(angle)) * radius

13 矢量图与位图

要处理基于线条绘制的矢量图形，也要处理位图图形.

在Pygame中，一个位图叫 Surface,比如 pygame.display.set_mode() 返回的就是 Surface对象.

14 获取已有的surface

screen = pygame.display.get_surface()

15 加载位图

通过 pygame.image.load() 函数加载位图文件类型:

• JPG
• PNG
• GIF
• BMP
• PCX
• TGA
• TIF
• LBM,PBM,PGM,PPM,XPM

space = pygame.image.load("space.png").convert()
space = pygame.image.load("space.png").convert_alpha()
width,height = space.get_size() 
width = space.get_width() 
height = space.get_height()

16 绘制位图

Surface对象函数 blit() 用于绘制位图:

screen.blit(space, (0,0))

17 绘制游戏背景图

bg = pygame.image.load("space.png").convert_alpha()
screen.blit(bg, (0,0))

18 缩放图像

pygame.sprite.Sprite 善于绘制和操作用于游戏的图像，而 pygame.transform 也可以缩放、翻转图像。

ship = pygame.image.load("freelance.png").convert_alpha()
width,height = ship.get_size() 
ship = pygame.transform.scale(ship, (widht//2,height//2))  # 缩放 
ship = pygame.transform.smoothscale(ship, (width//2,height//2) # 平滑缩放

19 旋转

提供图像与旋转角度:

scratch_ship = pygame.transform.rotate(ship, rangled)

计算旋转角度需要使用到正切函数，记住上一个位置与当前位置，计算出正切后再加180°:

delta_x = (pos.x - old_pos.x)
delta_y = (pos.y - old_pos.y) 
rangle = math.atan2(delta_y,delta_x) 
rangled = -math.degrees(rangle) % 360

20 用精灵实现动画

pygame.sprite.Sprite 并不是一个完整的解决方案，只是一个有限的类，包含一副图片(image)和一个位置(rect)属性，需要自己继续并进行扩展。

20.1 加载精灵序列图

加载的时候必须告诉精灵类一帧有多大，需要宽度、高度，同时还需要知道精灵序列图有多少列:

def load(self, filename, width, height, columns):
    self.master_image = pygame.image.load(filename).convert_alpha()
    self.frame_width = width
    self.frame_height = height
    self.rect = 0,0,width,height
    self.columns = columns
    #try to auto-calculate total frames
    rect = self.master_image.get_rect()
    self.last_frame = (rect.width // width) * (rect.height // height) - 1

对于加载的图像，有两个函数很重要:

• image.get_rect(): 获取图像的矩形范围
• image.subsurface(rect): 获取图像的区域

20.2 更改帧

帧速率:

framerate = pygame.time.Clock()
framerate.tick(30)

运行速度:

ticks = pygame.time.get_ticks()
pygame.sprite.Sprite.update(ticks)  # 需要自己重新此函数

20.3 绘制帧

def update(self, current_time, rate=30):
    #update animation frame number
    if current_time > self.last_time + rate:
       self.frame += 1
       if self.frame > self.last_frame:
          self.frame = self.first_frame
       self.last_time = current_time

    #build current frame only if it changed
    if self.frame != self.old_frame:
        frame_x = (self.frame % self.columns) * self.frame_width
        frame_y = (self.frame // self.columns) * self.frame_height
        rect = ( frame_x, frame_y, self.frame_width, self.frame_height )
        self.image = self.master_image.subsurface(rect)
        self.old_frame = self.frame

• 获取精灵序列图的大小
• 获取每一帧，即每一个小图的大小
• 根据帧数，计算出精灵序列图的子图大小
• 绘制子图作为帧图像

20.4 精灵组

精灵组是一个简单的实体容器，调用精灵类的update()方法，然后，绘制容器中的所有精灵。

精灵组刷新频率:

group = pygame.sprite.Group()
group.add(sprite)
framerate = pygame.time.Clock()
framerate.tick(30)
ticks = pygame.time.get_ticks()
group.update(ticks)
group.draw(screen)

20.5 一个精灵类

class MySprite(pygame.sprite.Sprite):
    def __init__(self, target):
            pygame.sprite.Sprite.__init__(self) #extend the base Sprite class
            self.master_image = None
            self.frame = 0
            self.old_frame = -1
            self.frame_width = 1
            self.frame_height = 1
            self.first_frame = 0
            self.last_frame = 0
            self.columns = 1
            self.last_time = 0

     #X property
     def _getx(self): return self.rect.x
     def _setx(self,value): self.rect.x = value
     X = property(_getx,_setx)

     #Y property
     def _gety(self): return self.rect.y
     def _sety(self,value): self.rect.y = value
     Y = property(_gety,_sety)

     #position property
     def _getpos(self): return self.rect.topleft
     def _setpos(self,pos): self.rect.topleft = pos
     position = property(_getpos,_setpos)


     def load(self, filename, width, height, columns):
          self.master_image = pygame.image.load(filename).convert_alpha()
          self.frame_width = width
          self.frame_height = height
          self.rect = Rect(0,0,width,height)
          self.columns = columns
          #try to auto-calculate total frames
          rect = self.master_image.get_rect()
          self.last_frame = (rect.width // width) * (rect.height // height) - 1

     def update(self, current_time, rate=30):
          #update animation frame number
          if current_time > self.last_time + rate:
              self.frame += 1
              if self.frame > self.last_frame:
                  self.frame = self.first_frame
              self.last_time = current_time

          #build current frame only if it changed
          if self.frame != self.old_frame:
              frame_x = (self.frame % self.columns) * self.frame_width
              frame_y = (self.frame // self.columns) * self.frame_height
              rect = Rect(frame_x, frame_y, self.frame_width, self.frame_height)
              self.image = self.master_image.subsurface(rect)
              self.old_frame = self.frame

      def __str__(self):
           return str(self.frame) + "," + str(self.first_frame) + \
                "," + str(self.last_frame) + "," + str(self.frame_width) + \
                "," + str(self.frame_height) + "," + str(self.columns) + \
                "," + str(self.rect)

20.6 精灵冲突

边界矩形冲突检测是比较两个精灵的矩形看它们是否重叠:

pygame.sprite.collide_rect(sprite1,sprite2)

边界圆形冲突检测是比较两个精灵的半径:

pygame.sprite.collide_circle(first, second)
pygame.sprite.collide_circle_radio(radio)(first,second)

像素精确遮罩冲突检测:

pygame.sprite.collide_mask(first,second)

除非是一个移动缓慢的游戏并且高度精确性又很重要，否则不建议使用这个，耗资源.

20.7 精灵与精灵组的矩形冲突

collide_list = pygame.sprite.spritecollide(arrow,flock_of_birds,False)

• 第一个参数是单个的精灵
• 第二个参数是精灵组
• 第三个参数是布尔值，传递True将导致精灵组中的所有冲突的精灵被删除掉
• 精灵与精灵组中挨个进行冲突检测，返回一个冲突精灵的列表

pygame.sprite.spritecollideany(arrow, flock_of_birds)

重要精灵与精灵组中任何一个精灵有冲突，则返回True.

20.8 两个精灵组之间的矩形冲突

不要轻易使用，耗费资源:

hit_list = pygame.sprite.groupcollide(bombs, cities, True, False)

• 第一个参数是精灵组
• 第二个参数是另一个精灵组
• 第三个参数，是否删除有冲突的精灵，在第一个精灵组中
• 第四个参数，是否删除有冲突的精灵，在第二个精灵组中

21 中文字体

要显示中文，需要以下几点:

• 对程序编码使用 utf-8 ，添加 # coding: utf-8
• 将字体文件找到，最好把字体文件复制过来，比如Mac上使用 fc-list 找到字体 /Library/Fonts/Microsoft/Kaiti.ttf ,楷体
• 创建字体对象:

font1 = pygame.font.Font('resources/fonts/Kaiti.ttf',18)
text = font1.render(u"夏目友人帐", True, (255,0,0))  # 注意使用Unicode

22 全屏模式

一般设置大小是:

screen=pygame.display.set_mode((600, 400))

如果要全屏:

screen=pygame.display.set_mode((600, 400),FULLSCREEN,32)

各个标志位说明:

• FULLSCREEN: 创建一个全屏窗口
• DOUBLEBUF: 创建一个“双缓冲”窗口，建议在HWSURFACE或者OPENGL时使用
• HWSURFACE: 创建一个硬件加速的窗口，必须和FULLSCREEN同时使用
• OPENGL: 创建一个OPENGL渲染的窗口
• RESIZABLE: 创建一个可以改变大小的窗口
• NOFRAME: 创建一个没有边框的窗口

当窗口大小改变时候,可以相应修改屏幕大小:

if event.type == VIDEORESIZE:
   SCREEN_SIZE = event.size
   screen = pygame.display.set_mode(SCREEN_SIZE, RESIZABLE, 32)

如果使用 双缓冲 ，则刷新使用 pygame.display.flip()

23 裁剪屏幕

screen.set_clip(0, 400, 200, 600)
draw_map()    #在左下角画地图 
screen.set_clip(0, 0, 800, 60) 
draw_panel()  #在上方画菜单面板

24 让pygame完全控制鼠标

pygame.mouse.set_visible(False)
pygame.event.set_grab(True)

25 声音

通过 pygame.mixer.init 来初始化声音.

在Pygame上只支持 未压缩的WAV 和 OGG 音频文件， 将WAV用于较短的音频文件，而OGG用于较长的音频文件。

26 Sound对象

sound = pygame.mixer.Sound("1.wav")

• fadeout: 淡出声音，可接受一个数字（毫秒）作为淡出时间
• get_length: 获得声音文件长度，以秒计
• get_num_channels: 声音要播放多少次
• get_volume: 获取音量（0.0 ~ 1.0）
• play: 开始播放，返回一个Channel对象，失败则返回None
• set_volume: 设置音量
• stop: 立刻停止播放

对于要播放的Sound:

channel = pygame.mixer.find_channel(True)   # 返回可用最低优先级的频道
channel.play(sound_clip)

27 游戏背景声音

pygame.mixer.music.load("resources/audio/吉森信 春を知らせるもの 続 夏目友人帐のテ マ.ogg")
pygame.mixer.music.play(-1, 0.0) 
pygame.mixer.music.set_volume(0.25)

如果要切换背景音乐:

# part 1
pygame.mixer.music.load("xxx") 
pygame.mixer.music.play() 
# part 2 
pygame.mixer.music.fadeout(1000) 
pygame.mixer.music.load("xxx") 
pygame.mixer.music.play()

28 打包发布到Windows平台

http://eyehere.net/2011/python-pygame-novice-professional-py2exe/