python小游戏毕设 仿谷歌浏览器小恐龙小游戏设计与实现 (源码)

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0 项目简介

Hi，各位同学好呀，这里是L学长！

今天向大家分享一个今年(2022)最新完成的毕业设计项目作品

python小游戏毕设 仿谷歌浏览器小恐龙小游戏设计与实现 (源码)

学长根据实现的难度和等级对项目进行评分(最低0分，满分5分)

• 难度系数：3分

• 工作量：3分

• 创新点：4分

• 项目获取：
  https://gitee.com/sinonfin/system-sharing

1 游戏介绍

几年前，Google 给 Chrome 浏览器加了一个有趣的彩蛋：如果你在未联网的情况下访问网页，会看到 “Unable to connect to the Internet” 或 “No internet” 的提示，旁边是一只像素恐龙。

许多人可能觉得这只恐龙只是一个可爱的小图标，在断网的时候陪伴用户。但是后来有人按下空格键，小恐龙开始奔跑！

这个小彩蛋成为深受人们喜爱的小游戏，风靡至今。

今天我们用pygame做一个仿谷歌浏览器小恐龙游戏，游戏规则如下：

玩家通过↑↓控制小恐龙，如果玩家按下了空格键或者↑键，则小恐龙跳跃，如果玩家按下了↓键，则小恐龙低头，否则小恐龙正常向前冲。当小恐龙碰到这些障碍物时，小恐龙就死掉了，本局游戏也随之结束。

2 实现效果

3 Pygame介绍

简介

Pygame是一系列专门为编写电子游戏而设计的Python模块(modules)。Pygame在已经非常优秀的SDL库的基础上增加了许多功能。这让你能够用Python语言编写出丰富多彩的游戏程序。

Pygame可移植性高，几乎能在任何平台和操作系统上运行。

Pygame已经被下载过数百万次。

Pygame免费开源。它在LGPL许可证(Lesser General Public License，GNU宽通用公共许可证)下发行。使用Pygame，你可以创造出免费开源，可共享，或者商业化的游戏。详情请见LGPL许可证。

优点

• 能够轻松使用多核CPU(multi core CPUs) :如今双核CPU很常用，8核CPU在桌面系统中也很便宜，而利用好多核系统，能让你在你的游戏中实现更多东西。特定的pygame函数能够释放令人生畏的python GIL(全局解释器锁),这几乎是你用C语言才能做的事。

• 核心函数用最优化的C语言或汇编语言编写:C语言代码通常比Python代码运行速度快10-20倍。而汇编语言编写的代码(assembly code)比Python甚至快到100多倍。

• 安装便捷:一般仅需包管理程序或二进制系统程序便能安装。

• 真正地可移植:支持Linux (主要发行版), Windows (95, 98, ME, 2000, XP, Vista, 64-bit Windows,), Windows CE, BeOS, MacOS, Mac OS X, FreeBSD, NetBSD, OpenBSD, BSD/OS, Solaris, IRIX, and QNX等操作系统.也能支持AmigaOS, Dreamcast, Atari, AIX, OSF/Tru64, RISC OS, SymbianOS and OS/2，但是还没有受到官方认可。你也可以在手持设备,游戏控制台， One Laptop Per Child (OLPC) computer项目的电脑等设备中使用pygame.

• 用法简单:无论是小孩子还是大人都能学会用pygame来制作射击类游戏。

• 很多Pygame游戏已发行:其中包括很多游戏大赛入围作品、非常受欢迎的开源可分享的游戏。

• 由你来控制主循环:由你来调用pygame的函数，pygame的函数并不需要调用你的函数。当你同时还在使用其他库来编写各种各种的程序时，这能够为你提供极大的掌控权。

• 不需要GUI就能使用所有函数:仅在命令行中，你就可以使用pygame的某些函数来处理图片，获取游戏杆输入，播放音乐……

• 对bug反应迅速:很多bug在被上报的1小时内就能被我们修复。虽然有时候我们确实会卡在某一个bug上很久，但大多数时候我们都是很不错的bug修复者。如今bug的上报已经很少了，因为许多bug早已被我们修复。

• 代码量少:pygame并没有数以万计的也许你永远用不到的冗杂代码。pygame的核心代码一直保持着简洁特点，其他附加物诸如GUI库等，都是在核心代码之外单独设计研发的。

• 模块化:你可以单独使用pygame的某个模块。想要换着使用一个别的声音处理库？没问题。pygame的很多核心模块支持独立初始化与使用。

最小开发框架

import pygame,sys #sys是python的标准库，提供Python运行时环境变量的操控

pygame.init()  #内部各功能模块进行初始化创建及变量设置，默认调用
size = width,height = 800,600  #设置游戏窗口大小，分别是宽度和高度
screen = pygame.display.set_mode(size)  #初始化显示窗口
pygame.display.set_caption("小游戏程序")  #设置显示窗口的标题内容，是一个字符串类型
while True:  #无限循环，直到Python运行时退出结束
    for event in pygame.event.get():  #从Pygame的事件队列中取出事件，并从队列中删除该事件
        if event.type == pygame.QUIT:  #获得事件类型，并逐类响应
            sys.exit()   #用于退出结束游戏并退出          
    pygame.display.update()  #对显示窗口进行更新，默认窗口全部重绘

代码执行流程

4 原理和实现

4.1 环境配置

• Python版本：3.6.4
• 相关模块：
• pygame模块；
• 以及一些Python自带的模块。

4.2 游戏初始化

# 游戏初始化
pygame.init()
screen = pygame.display.set_mode(cfg.SCREENSIZE)
pygame.display.set_caption('T-Rex Rush —— Charles的皮卡丘')
# 导入所有声音文件
sounds = {}
for key, value in cfg.AUDIO_PATHS.items():
  sounds[key] = pygame.mixer.Sound(value)

4.3 创建游戏类

首先，我们来明确一下该游戏包含哪些游戏精灵类：

• 小恐龙：由玩家控制以躲避路上的障碍物；

• 路面：游戏的背景；

• 云：游戏的背景；

• 飞龙：路上的障碍物之一，小恐龙碰上就会死掉；

• 仙人掌：路上的障碍物之一，小恐龙碰上就会死掉；

• 记分板：记录当前的分数和历史最高分。

4.4 云、路面以及仙人掌类

云，路面以及仙人掌来说，定义起来很简单，我们只需要加载对应的游戏元素图片：

'''地板'''
class Ground(pygame.sprite.Sprite):
  def __init__(self, imagepath, position, **kwargs):
    pygame.sprite.Sprite.__init__(self)
    # 导入图片
    self.image_0 = pygame.image.load(imagepath)
    self.rect_0 = self.image_0.get_rect()
    self.rect_0.left, self.rect_0.bottom = position
    self.image_1 = pygame.image.load(imagepath)
    self.rect_1 = self.image_1.get_rect()
    self.rect_1.left, self.rect_1.bottom = self.rect_0.right, self.rect_0.bottom
    # 定义一些必要的参数
    self.speed = -10
  '''更新地板'''
  def update(self):
    self.rect_0.left += self.speed
    self.rect_1.left += self.speed
    if self.rect_0.right < 0:
      self.rect_0.left = self.rect_1.right
    if self.rect_1.right < 0:
      self.rect_1.left = self.rect_0.right
  '''将地板画到屏幕'''
  def draw(self, screen):
    screen.blit(self.image_0, self.rect_0)
    screen.blit(self.image_1, self.rect_1)

'''云'''
class Cloud(pygame.sprite.Sprite):
  def __init__(self, imagepath, position, **kwargs):
    pygame.sprite.Sprite.__init__(self)
    # 导入图片
    self.image = pygame.image.load(imagepath)
    self.rect = self.image.get_rect()
    self.rect.left, self.rect.top = position
    # 定义一些必要的参数
    self.speed = -1
  '''将云画到屏幕上'''
  def draw(self, screen):
    screen.blit(self.image, self.rect)
  '''更新云'''
  def update(self):
    self.rect = self.rect.move([self.speed, 0])
    if self.rect.right < 0:
      self.kill()

'''仙人掌'''
class Cactus(pygame.sprite.Sprite):
  def __init__(self, imagepaths, position=(600, 147), sizes=[(40, 40), (40, 40)], **kwargs):
    pygame.sprite.Sprite.__init__(self)
    # 导入图片
    self.images = []
    image = pygame.image.load(imagepaths[0])
    for i in range(3):
      self.images.append(pygame.transform.scale(image.subsurface((i*101, 0), (101, 101)), sizes[0]))
    image = pygame.image.load(imagepaths[1])
    for i in range(3):
      self.images.append(pygame.transform.scale(image.subsurface((i*68, 0), (68, 70)), sizes[1]))
    self.image = random.choice(self.images)
    self.rect = self.image.get_rect()
    self.rect.left, self.rect.bottom = position
    self.mask = pygame.mask.from_surface(self.image)
    # 定义一些必要的变量
    self.speed = -10
  '''画到屏幕上'''
  def draw(self, screen):
    screen.blit(self.image, self.rect)
  '''更新'''
  def update(self):
    self.rect = self.rect.move([self.speed, 0])
    if self.rect.right < 0:
      self.kill()

4.5 计分板

记分板的定义类似，只不过它不需要移动，但是需要实时地更新当前 的分数：

'''记分板'''
class Scoreboard(pygame.sprite.Sprite):
  def __init__(self, imagepath, position, size=(11, 13), is_highest=False, bg_color=None, **kwargs):
    pygame.sprite.Sprite.__init__(self)
    # 导入图片
    self.images = []
    image = pygame.image.load(imagepath)
    for i in range(12):
      self.images.append(pygame.transform.scale(image.subsurface((i*20, 0), (20, 24)), size))
    if is_highest:
      self.image = pygame.Surface((size[0]*8, size[1]))
    else:
      self.image = pygame.Surface((size[0]*5, size[1]))
    self.rect = self.image.get_rect()
    self.rect.left, self.rect.top = position
    # 一些必要的变量
    self.is_highest = is_highest
    self.bg_color = bg_color
    self.score = '00000'
  '''设置得分'''
  def set(self, score):
    self.score = str(score).zfill(5)
  '''画到屏幕上'''
  def draw(self, screen):
    self.image.fill(self.bg_color)
    for idx, digital in enumerate(list(self.score)):
      digital_image = self.images[int(digital)]
      if self.is_highest:
        self.image.blit(digital_image, ((idx+3)*digital_image.get_rect().width, 0))
      else:
        self.image.blit(digital_image, (idx*digital_image.get_rect().width, 0))
    if self.is_highest:
      self.image.blit(self.images[-2], (0, 0))
      self.image.blit(self.images[-1], (digital_image.get_rect().width, 0))
    screen.blit(self.image, self.rect)

上面代码用is_highest变量来区分该记分板是否用于记录游戏最高分，还是只是记录当前的分数，做该区分的原因是游戏最高分前面有HI标识，所以占的空间更大：

4.6 飞龙

飞龙的定义就稍微复杂一些了，因为它不仅需要向左移动，还需要做出不停扇动翅膀的效果。具体而言，飞龙有两张图：

你需要做的就是每隔一段时间就切换一次当前的飞龙图片，以实现飞龙扇动翅膀的效果：

'''飞龙'''
class Ptera(pygame.sprite.Sprite):
  def __init__(self, imagepath, position, size=(46, 40), **kwargs):
    pygame.sprite.Sprite.__init__(self)
    # 导入图片
    self.images = []
    image = pygame.image.load(imagepath)
    for i in range(2):
      self.images.append(pygame.transform.scale(image.subsurface((i*92, 0), (92, 81)), size))
    self.image_idx = 0
    self.image = self.images[self.image_idx]
    self.rect = self.image.get_rect()
    self.rect.left, self.rect.centery = position
    self.mask = pygame.mask.from_surface(self.image)
    # 定义一些必要的变量
    self.speed = -10
    self.refresh_rate = 10
    self.refresh_counter = 0
  '''画到屏幕上'''
  def draw(self, screen):
    screen.blit(self.image, self.rect)
  '''更新'''
  def update(self):
    if self.refresh_counter % self.refresh_rate == 0:
      self.refresh_counter = 0
      self.image_idx = (self.image_idx + 1) % len(self.images)
      self.loadImage()
    self.rect = self.rect.move([self.speed, 0])
    if self.rect.right < 0:
      self.kill()
    self.refresh_counter += 1
  '''载入当前状态的图片'''
  def loadImage(self):
    self.image = self.images[self.image_idx]
    rect = self.image.get_rect()
    rect.left, rect.top = self.rect.left, self.rect.top
    self.rect = rect
    self.mask = pygame.mask.from_surface(self.image)

4.7 小恐龙

最后，我们需要定义一下小恐龙类，也就是最复杂的一个游戏精灵类。它有低头，跳跃，普通前进三种状态。对于低头来说：

你只需要和飞龙扇动翅膀一样，不断切换两张低头的图片以实现小恐龙跑动的效果就可以了。

对于普通状态也是类似的：

对于跳跃状态，我们则可以通过初中学的上抛和自由落体运动公式来建模，从而计算小恐龙在竖直方向上的位置。具体而言，代码实现如下：

'''小恐龙'''
class Dinosaur(pygame.sprite.Sprite):
  def __init__(self, imagepaths, position=(40, 147), size=[(44, 47), (59, 47)], **kwargs):
    pygame.sprite.Sprite.__init__(self)
    # 导入所有图片
    self.images = []
    image = pygame.image.load(imagepaths[0])
    for i in range(5):
      self.images.append(pygame.transform.scale(image.subsurface((i*88, 0), (88, 95)), size[0]))
    image = pygame.image.load(imagepaths[1])
    for i in range(2):
      self.images.append(pygame.transform.scale(image.subsurface((i*118, 0), (118, 95)), size[1]))
    self.image_idx = 0
    self.image = self.images[self.image_idx]
    self.rect = self.image.get_rect()
    self.rect.left, self.rect.bottom = position
    self.mask = pygame.mask.from_surface(self.image)
    # 定义一些必要的变量
    self.init_position = position
    self.refresh_rate = 5
    self.refresh_counter = 0
    self.speed = 11.5
    self.gravity = 0.6
    self.is_jumping = False
    self.is_ducking = False
    self.is_dead = False
    self.movement = [0, 0]
  '''跳跃'''
  def jump(self, sounds):
    if self.is_dead or self.is_jumping:
      return
    sounds['jump'].play()
    self.is_jumping = True
    self.movement[1] = -1 * self.speed
  '''低头'''
  def duck(self):
    if self.is_jumping or self.is_dead:
      return
    self.is_ducking = True
  '''不低头'''
  def unduck(self):
    self.is_ducking = False
  '''死掉了'''
  def die(self, sounds):
    if self.is_dead:
      return
    sounds['die'].play()
    self.is_dead = True
  '''将恐龙画到屏幕'''
  def draw(self, screen):
    screen.blit(self.image, self.rect)
  '''载入当前状态的图片'''
  def loadImage(self):
    self.image = self.images[self.image_idx]
    rect = self.image.get_rect()
    rect.left, rect.top = self.rect.left, self.rect.top
    self.rect = rect
    self.mask = pygame.mask.from_surface(self.image)
  '''更新小恐龙'''
  def update(self):
    if self.is_dead:
      self.image_idx = 4
      self.loadImage()
      return
    if self.is_jumping:
      self.movement[1] += self.gravity
      self.image_idx = 0
      self.loadImage()
      self.rect = self.rect.move(self.movement)
      if self.rect.bottom >= self.init_position[1]:
        self.rect.bottom = self.init_position[1]
        self.is_jumping = False
    elif self.is_ducking:
      if self.refresh_counter % self.refresh_rate == 0:
        self.refresh_counter = 0
        self.image_idx = 5 if self.image_idx == 6 else 6
        self.loadImage()
    else:
      if self.refresh_counter % self.refresh_rate == 0:
        self.refresh_counter = 0
        if self.image_idx == 1:
          self.image_idx = 2
        elif self.image_idx == 2:
          self.image_idx = 3
        else:
          self.image_idx = 1
        self.loadImage()
    self.refresh_counter += 1

4.8 游戏主循环

最后写游戏主循环

游戏主循环的逻辑很简单，即每帧游戏画面，我们都需要检测一下玩家的操作，如果玩家按下了空格键或者↑键，则小恐龙跳跃，如果玩家按下了↓键，则小恐龙低头，否则小恐龙正常向前冲。

然后在游戏中，我们随机产生云，飞龙和仙人掌这些游戏场景和障碍物，并且和路面一起以相同的速度向左移动，从而实现小恐龙向右移动的视觉效果。在移动的过程中，我们需要对小恐龙和仙人掌，小恐龙和飞龙进行碰撞检测，当小恐龙碰到这些障碍物时，小恐龙就死掉了，本局游戏也随之结束。

需要注意的是我们应该使用collide_mask函数来进行更为精确的碰撞检测，而不是之前的collide_rect函数：

即当两个目标的最小外接矩形有重叠时，collide_rect就会判定两个目标有碰撞，这显然是不合理的，会给玩家带来较差的游戏体验。

另外，当分数每提高一千分，我们就和原版的游戏一样增加一点场景和障碍物向左移动的速度(也就是增加小恐龙向右移动的速度)。

最后，把当前所有的游戏元素绑定到屏幕上并更新当前的屏幕就ok了。

# 游戏主循环
clock = pygame.time.Clock()
while True:
  for event in pygame.event.get():
    if event.type == pygame.QUIT:
      pygame.quit()
      sys.exit()
    elif event.type == pygame.KEYDOWN:
      if event.key == pygame.K_SPACE or event.key == pygame.K_UP:
        dino.jump(sounds)
      elif event.key == pygame.K_DOWN:
        dino.duck()
    elif event.type == pygame.KEYUP and event.key == pygame.K_DOWN:
      dino.unduck()
  screen.fill(cfg.BACKGROUND_COLOR)
  # --随机添加云
  if len(cloud_sprites_group) < 5 and random.randrange(0, 300) == 10:
    cloud_sprites_group.add(Cloud(cfg.IMAGE_PATHS['cloud'], position=(cfg.SCREENSIZE[0], random.randrange(30, 75))))
  # --随机添加仙人掌/飞龙
  add_obstacle_timer += 1
  if add_obstacle_timer > random.randrange(50, 150):
    add_obstacle_timer = 0
    random_value = random.randrange(0, 10)
    if random_value >= 5 and random_value <= 7:
      cactus_sprites_group.add(Cactus(cfg.IMAGE_PATHS['cacti']))
    else:
      position_ys = [cfg.SCREENSIZE[1]*0.82, cfg.SCREENSIZE[1]*0.75, cfg.SCREENSIZE[1]*0.60, cfg.SCREENSIZE[1]*0.20]
      ptera_sprites_group.add(Ptera(cfg.IMAGE_PATHS['ptera'], position=(600, random.choice(position_ys))))
  # --更新游戏元素
  dino.update()
  ground.update()
  cloud_sprites_group.update()
  cactus_sprites_group.update()
  ptera_sprites_group.update()
  score_timer += 1
  if score_timer > (cfg.FPS//12):
    score_timer = 0
    score += 1
    score = min(score, 99999)
    if score > highest_score:
      highest_score = score
    if score % 100 == 0:
      sounds['point'].play()
    if score % 1000 == 0:
      ground.speed -= 1
      for item in cloud_sprites_group:
        item.speed -= 1
      for item in cactus_sprites_group:
        item.speed -= 1
      for item in ptera_sprites_group:
        item.speed -= 1
  # --碰撞检测
  for item in cactus_sprites_group:
    if pygame.sprite.collide_mask(dino, item):
      dino.die(sounds)
  for item in ptera_sprites_group:
    if pygame.sprite.collide_mask(dino, item):
      dino.die(sounds)
  # --将游戏元素画到屏幕上
  dino.draw(screen)
  ground.draw(screen)
  cloud_sprites_group.draw(screen)
  cactus_sprites_group.draw(screen)
  ptera_sprites_group.draw(screen)
  score_board.set(score)
  highest_score_board.set(highest_score)
  score_board.draw(screen)
  highest_score_board.draw(screen)
  # --更新屏幕
  pygame.display.update()
  clock.tick(cfg.FPS)
  # --游戏是否结束
  if dino.is_dead:
    break

5 最后

项目获取：
https://gitee.com/sinonfin/system-sharing