Pygame第1-1课：入门

什么是Pygame？

Pygame是一个“游戏开发库” - 一组帮助程序员制作游戏的代码库。包含：

• 图形和动画
• 声音（包括音乐）
• 控制（键盘，鼠标，游戏手柄等）

Pygame安装

项目根目录右键，选择Open in terminal：

image.png

输入 pip install pygame命令：

image.png

或者

第一步：打开Pycharm

第二步：点File ->Default Settings->Project Interpreter->点加号

这里写图片描述

第三步: 搜索Pygame->Install Package

这里写图片描述

Pygame游戏结构框架

image.png

每个游戏的核心都是一个循环，将其称为“游戏循环”。这个循环一直在不断运行，一遍又一遍地完成游戏工作所需的所有事情。每次循环显示一次游戏当前画面，称为帧。

Pygame游戏循环，主要处理3件事情

1.处理外部输入（鼠标点击或键盘按下事件）

这意味着游戏在进行的同时，需要响应与处理用户的操作---这些可能是键盘上的键被按下，或鼠标被点击等事件。

2.更新游戏对象位置或状态

如果飞机对象在空中飞行，收到重力作用，自身的位置需要改变。如果两个对象相互碰撞，则需要爆炸。

3.渲染

此步骤中，在屏幕上重新绘制所有更新位置后的所有游戏对象。

Pygame时钟

游戏循环的另一个重要方面是控制整个循环的运行速度。游戏中有个术语叫FPS（Frames Per Second），它代表每秒帧数，也叫帧率。这意味着游戏循环每秒应发生多少次。这很重要，因为我们不希望游戏运行得太快或太慢。也不希望它在不同的计算机上以不同的速度运行 。

构建Pygame游戏程序骨架

现在，制作一个简单的pygame程序，功能是除了打开一个窗口并运行游戏循环之外什么都不做。

在程序的开始部分，我们导入需要的库并为游戏设置一些变量：

import pygame
import random

WIDTH = 360  # 游戏窗口的宽度
HEIGHT = 480 # 游戏窗口的高度
FPS = 30 # 帧率

接下来，创建游戏窗口：

# initialize pygame and create window
pygame.init()
pygame.mixer.init()  #声音初始化
screen = pygame.display.set_mode((WIDTH, HEIGHT))
pygame.display.set_caption("My Game")#设置游戏窗口标题栏文字
clock = pygame.time.Clock()

pygame.init()是启动pygame，并“初始化”它的命令。 screen指的是游戏屏幕，按照在配置常量中设置的窗口大小创建它。最后，创建了一个，clock时钟对象，以便能够确保游戏以想要的FPS运行。

让游戏循环：

# Game Loop
running = True
while running:
    # Process input (events)
    # Update
    # # Draw / Render

这是游戏循环，它是由变量running控制的循环。如果希望游戏结束，只需要设置running为False，循环就会结束。接下来用一些基本代码填写每个部分。

渲染/绘制部分

我们将从Draw部分开始。目前还没有任何游戏对象，用纯色填充屏幕。

图像由像素组成，这些像素有3个部分：红色，绿色和蓝色。每个部分点亮多少会决定像素的颜色，如下所示：

image

三原色中的每一个可以具有介于0和255之间的值，因此对于三种基色中的每一种，存在256种不同的可能性。以下是一些三种颜色的组合示例：

image

在程序的顶部定义一些颜色：

# Colors (R, G, B)
BLACK = (0, 0, 0)
WHITE = (255, 255, 255)
RED = (255, 0, 0)
GREEN = (0, 255, 0)
BLUE = (0, 0, 255)

在绘图部分用黑色填满屏幕。

    # Draw / render
    screen.fill(BLACK)

这样还不够。更改屏幕上的像素意味着告诉视频卡告诉显示器更改实际像素。从计算机的角度来看，这是一个非常非常缓慢的过程。因此，如果你在屏幕上绘制了很多东西，那么绘制它们可能需要很长时间。处理能力差的计算机表现为游戏运行卡顿。

我们可以通过使用称为双缓冲的技术，以巧妙的方式解决这个问题。

想象一下，有一个双面白板，可以翻转显示一侧或另一侧。前面是显示器（玩家看到的屏幕），而背面是隐藏的，只有计算机可以“看到”它。每一帧，都在背面（内存中）绘制所有图画 - 每个角色，每个子弹，每个闪耀的光线等等。然后，当完成后，将白板翻转并显示。这意味着每帧只是执行一次白板翻转的过程。

所有这些都在pygame中自动发生。完成绘图后，只需要告诉它翻转白板。命令为flip()：

    # Draw / render
    screen.fill(BLACK)
    # *after* drawing everything, flip the display
    pygame.display.flip()

处理游戏过程中发生的事件

如果现在尝试运行该程序，我们会发现遇到了问题：无法关闭窗口！单击屏幕右上角中的“X”按钮不起作用。那是因为当用户点击关闭按钮时产生了一个事件，我们需要程序监听该事件，并做出相应处理---退出游戏。

Pygame内部保存自上一帧以来发生的所有事件。可以通过下面的代码检查发生了哪些事件

    for event in pygame.event.get():
        # check for closing window
        if event.type == pygame.QUIT:
            running = False

Pygame有很多事件。 pygame.QUIT是单击“X”按钮时发生的事件。程序检查到该事件发生后，将running变量设置成False，从而推出游戏循环，结束游戏。

输出文本

pygame支持使用pygame.font对象将文本打印到窗口上。要打印文本的话，首先需要创建一个字体对象，Font的第一个参数为None是告诉pygame获得系统默认字体，也可以是具体的字体名称。Font的第二个参数指明字体大小。

myfont = pygame.font.Font(None,60)

文本绘制过程比较耗费时间，常用的做法是先在内存中创建文本图像，然后将文本当作一个图像来渲染。

textImage = myfont.render("pygame", True, WHITE)

textImage 对象可以使用screen.blit()来绘制。上面代码中的render函数第一个参数是要绘制的文本，第二个参数是启用抗锯齿能力，第三个参数是文本的颜色。

下面的代码，将刚刚产生文本图像绘制到屏幕的坐标（10，100）处。

screen.fill(BLACK)
screen.blit(textImage, (10,100))
pygame.display.flip()

控制FPS

虽然现在还没有任何东西要放在“更新”部分，但仍然需要设置FPS来控制游戏运行速度。可以这样做：

while running:
    # keep loop running at the right speed
    clock.tick(FPS)

该tick()命令告诉pygame一秒循环多少次。如果设置FPS为20，这意味着我们命令游戏的每个循环持续¹ / ₂₀（0.05）秒。如果循环代码（更新，绘图等）只需要0.03秒，那么pygame将等待0.02秒。以上是计算机处理比较快的情况。如果电脑比较差，运行缓慢，一秒钟未必能执行20次循环--- 那么clock.tick(20)就成为一个指导意见。

在屏幕上显示出FPS

首先，在while循环之前定义2个变量

count = 0
start = time.time()

每次循环计算出当前的FPS并显示

计算方法为：循环开始前获得当前系统时间，在每次循环中，累加循环次数count；同时在每次循环时，获得当前系统时间，那么从开始循环到目前为止流逝的时间（时间差）为：now-start。再用count除以这个时间差，即为FPS（每秒循环了多少次）。代码如下：

  # Update
    count+=1
    now = time.time()
    fps = count/(now-start)
    fpsImage = myfont.render(str(fps), True, WHITE)
  # Draw / render
    screen.fill(BLACK)
    screen.blit(fpsImage, (10, 100))
    # *after* drawing everything, flip the display
    pygame.display.flip()

我们可以修改FPS的值，看看是否界面上输出的值会跟着变化

FPS = 10
FPS = 100
FPS = 1000
FPS = 10000

我的电脑，将FPS设置成10000时，发现屏幕上打印的是2000，说明，我的电脑配置最多可以支持到1秒中运行循环中的代码2000次。

最后，为了确保当游戏循环结束时，游戏窗口正确退出。我们通过将代码pygame.quit()的放到最后一行来实现这一点。

GIF.gif

整合到一起

最终代码如下所示：

# Pygame template - skeleton for a new pygame project
import time

import pygame
import random

WIDTH = 360
HEIGHT = 480
FPS = 30

# define colors
WHITE = (255, 255, 255)
BLACK = (0, 0, 0)
RED = (255, 0, 0)
GREEN = (0, 255, 0)
BLUE = (0, 0, 255)

# initialize pygame and create window
pygame.init()
pygame.mixer.init()
screen = pygame.display.set_mode((WIDTH, HEIGHT))
pygame.display.set_caption("My Game")
clock = pygame.time.Clock()

myfont = pygame.font.Font(None,60)
textImage = myfont.render("pygame", True, WHITE)
# Game loop
running = True
count = 0
start = time.time()

while running:
    # keep loop running at the right speed
    clock.tick(FPS)
    # Process input (events)
    for event in pygame.event.get():
        # check for closing window
        if event.type == pygame.QUIT:
            running = False

    # Update
    count+=1
    now = time.time()
    fps = count/(now-start)
    fpsImage = myfont.render(str(fps), True, WHITE)
    # Draw / render
    screen.fill(BLACK)
    screen.blit(fpsImage, (10, 100))
    # *after* drawing everything, flip the display
    pygame.display.flip()

pygame.quit()