【Python入门基础】基于tkinter模块的GUI（三）——简单动画实例

Pygame

  Pygame是一个开源的Python模块，专门用于多媒体应用（如电子游戏）的开发，其中包含对图像、声音、视频、事件、碰撞等的支持。Pygame建立在SDL的基础上，SDL是一套跨平台的多媒体开发库，用C语言实现，被广泛的应用于游戏、模拟器、播放器等的开发。而Pygame让游戏开发者不再被底层语言束缚，可以更多的关注游戏的功能和逻辑。
  Pygame安装方法
  通过pygame中draw模块的函数可以在窗口上绘图，可以绘制的图形包括：线条、矩形、多边形、圆、椭圆、圆弧等。需要说明的是，屏幕坐标系是将屏幕左上角设置为坐标原点(0, 0)，向右是x轴的正向，向下是y轴的正向，在表示位置或者设置尺寸的时候，我们默认的单位都是像素。所谓像素就是屏幕上的一个点，你可以用浏览图片的软件试着将一张图片放大若干倍，就可以看到这些点。pygame中表示颜色用的是色光三原色表示法，即通过一个元组或列表来指定颜色的RGB值，每个值都在0~255之间，因为是每种原色都用一个8位（bit）的值来表示，三种颜色相当于一共由24位构成，这也就是常说的“24位颜色表示法”。
  如果需要直接加载图像到窗口上，可以使用pygame中image模块的函数来加载图像，再通过之前获得的窗口对象的blit方法渲染图像，代码如下所示。如下：

# 通过指定的文件名加载图像
ball_image = pygame.image.load('ball.png')
# 在窗口上渲染图像
screen.blit(ball_image, (50, 50))

  在事件循环中对鼠标事件进行处理，通过事件对象的type属性可以判定事件类型，再通过pos属性就可以获得鼠标点击的位置。如果要处理键盘事件也是在这个地方，做法与处理鼠标事件类似。

from enum import Enum, unique
from math import sqrt
from random import randint

import pygame


@unique
class Color(Enum):
    """颜色"""

    RED = (255, 0, 0)
    GREEN = (0, 255, 0)
    BLUE = (0, 0, 255)
    BLACK = (0, 0, 0)
    WHITE = (255, 255, 255)
    GRAY = (242, 242, 242)

    @staticmethod
    def random_color():
        """获得随机颜色"""
        r = randint(0, 255)
        g = randint(0, 255)
        b = randint(0, 255)
        return (r, g, b)


class Ball(object):
    """球"""

    # x,y为鼠标位置，即圆心，radius是半径，sx，sy为圆沿x轴和y轴的移动速度
    def __init__(self, x, y, radius, sx, sy, color=Color.RED):
        """初始化方法"""
        self.x = x
        self.y = y
        self.radius = radius
        self.sx = sx
        self.sy = sy
        self.color = color
        self.alive = True

    def move(self, screen):
        """移动"""
        self.x += self.sx
        self.y += self.sy
        # 碰撞检测，（其实pygame的sprite（动画精灵）模块就提供了对碰撞检测的支持）
        if self.x - self.radius <= 0 or \
                self.x + self.radius >= screen.get_width():
            self.sx = -self.sx
        if self.y - self.radius <= 0 or \
                self.y + self.radius >= screen.get_height():
            self.sy = -self.sy

    def eat(self, other):
        """吃其他球"""
        if self.alive and other.alive and self != other:
            dx, dy = self.x - other.x, self.y - other.y
            distance = sqrt(dx ** 2 + dy ** 2)
            # 圆心欧式距离小于两者半径之和
            if distance < self.radius + other.radius \
                    and self.radius > other.radius:
                other.alive = False
                self.radius = self.radius + int(other.radius * 0.146)
                # 碰撞音效
                soundwav = pygame.mixer.Sound('sword.wav')
                soundwav.play()

    def draw(self, screen):
        """在窗口上绘制球"""
        pygame.draw.circle(screen, self.color,
                           (self.x, self.y), self.radius, 0)


def main():
    # 定义用来装所有球的容器
    balls = []
    # 初始化导入的pygame中的模块
    pygame.init()
    pygame.mixer.init()
    # 初始化用于显示的窗口并设置窗口尺寸
    screen = pygame.display.set_mode((800, 600))
    # 设置当前窗口的标题
    pygame.display.set_caption('大球吃小球')
    # 背景音乐
    soundmp3 = pygame.mixer.Sound('soundroll.ogg')  # 载入音乐
    # 音乐可以是ogg、mp3、wav等格式
    # 载入的音乐不会全部放到内容中，而是以流的形式播放的，即在播放的时候才会一点点从文件中读取
    soundmp3.play(-1)  # 播放载入的音乐
    # play(loops=0, start=0.0) -> None
    # 参数1:控制音乐播放的次数。播放(5)将使音乐播放一次，然后重复5次，总共是6次。如果循环是-1，那么音乐就会无限重复
    # 参数2：起始位置的参数控制着歌曲开始播放的地方。起始位置取决于音乐演奏的格式。MP3和OGG以时间为单位(以秒为单位)。MOD音乐是模式的序号。如果不能设置起始位置，通过一个startpos将会抛出一个NotImplementedError
    running = True
    # 开启一个事件循环处理发生的事件
    while running:
        # 从消息队列中获取事件并对事件进行处理
        for event in pygame.event.get():
            if event.type == pygame.QUIT:
                running = False
            # 处理鼠标事件的代码
            if event.type == pygame.MOUSEBUTTONDOWN and event.button == 1:
                # 获得点击鼠标的位置
                x, y = event.pos
                radius = randint(10, 100)
                sx, sy = randint(-5, 5), randint(-5, 5)
                color = Color.random_color()
                # 在点击鼠标的位置创建一个球(大小、速度和颜色随机)
                ball = Ball(x, y, radius, sx, sy, color)
                # 将球添加到列表容器中
                balls.append(ball)
        screen.fill((255, 255, 255))
        # 取出容器中的球 如果没被吃掉就绘制 被吃掉了就移除
        for ball in balls:
            if ball.alive:
                ball.draw(screen)
            else:
                balls.remove(ball)
        pygame.display.flip()
        # 每隔40毫秒就改变球的位置再刷新窗口
        pygame.time.delay(40)
        for ball in balls:
            ball.move(screen)
            # 检查球有没有吃到其他的球
            for other in balls:
                ball.eat(other)


if __name__ == '__main__':
    main()

  运行结果视频(点击跳转)

  补充说明：
  1.游戏改进：
  刷新窗口以及让球移动起来的代码并不应该放在事件循环中，用一个后台线程来处理这些事可能是更好的选择。还可以在游戏中加入背景音乐以及在球与球发生碰撞时播放音效，利用pygame的mixer和music模块。如果需要进行3D游戏开发，可是使用Panda3D
  2.游戏帧率：
  帧数就是在1秒钟时间里传输的图片的量，也可以理解为图形处理器每秒钟能够刷新几次，通常bai用fps（Frames Per Second）表示。每一帧都是静止的图象，快速连续地显示帧便形成了运动的假象。高的帧率可以得到更流畅、更逼真的动画。帧数 (fps) 越高，所显示的动作就会越流畅。 但是文件大小会变大。当物体在快速运动时, 当人眼所看到的影像消失后，人眼仍能继续保留其影像1/24秒左右的图像，这种现象被称为视觉暂留现象。是人眼具有的一种性质。人眼观看物体时，成像于视网膜上，并由视神经输入人脑，感觉到物体的像。但当物体移去时，视神经对物体的印象不会立即消失，而要延续1/24秒左右的时间，人眼的这种性质被称为“眼睛的视觉暂留”。就是说，无论你帧率有多高，60帧或120帧，最后我们仅仅能分辨其中的30帧而已。 而1/24秒大约就是40ms，所以代码中使用40ms作为刷新时间，刷新时间等于或者高于1/24秒，动画会更流畅。