python游戏毕设 - 乒乓球小游戏设计与实现 (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 乒乓球小游戏设计与实现 (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

利用python制作一款简单的乒乓球小游戏。

游戏规则：

操作：

玩家1(右)通过操作↑↓键上下移动球拍；

玩家2(左)通过操作ws键上下移动球拍(仅双人模式有效)。

得分：

玩家没有接住乒乓球则失一分，即对方玩家得一分。得分先累计到11的一方即为获胜方。

2 实现效果

3 开发工具

3.1 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。

3.2 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 具体实现

Step1：开始界面

开始界面其实很简单，只需要定义两个按钮，然后当检测到玩家点击按钮时，将按钮对应的值传到接下来的游戏主循环中即可。代码实现如下：

'''定义按钮'''
def Button(screen, position, text, button_size=(200, 50)):
  left, top = position
  bwidth, bheight = button_size
  pygame.draw.line(screen, (150, 150, 150), (left, top), (left+bwidth, top), 5)
  pygame.draw.line(screen, (150, 150, 150), (left, top-2), (left, top+bheight), 5)
  pygame.draw.line(screen, (50, 50, 50), (left, top+bheight), (left+bwidth, top+bheight), 5)
  pygame.draw.line(screen, (50, 50, 50), (left+bwidth, top+bheight), (left+bwidth, top), 5)
  pygame.draw.rect(screen, (100, 100, 100), (left, top, bwidth, bheight))
  font = pygame.font.Font(config.FONTPATH, 30)
  text_render = font.render(text, 1, (255, 235, 205))
  return screen.blit(text_render, (left+50, top+10))


'''
Function:
  开始界面
Input:
  --screen: 游戏界面
Return:
  --game_mode: 1(单人模式)/2(双人模式)
'''
def startInterface(screen):
  clock = pygame.time.Clock()
  while True:
    screen.fill((41, 36, 33))
    button_1 = Button(screen, (150, 175), '1 Player')
    button_2 = Button(screen, (150, 275), '2 Player')
    for event in pygame.event.get():
      if event.type == pygame.QUIT:
        pygame.quit()
        sys.exit()
      if event.type == pygame.MOUSEBUTTONDOWN:
        if button_1.collidepoint(pygame.mouse.get_pos()):
          return 1
        elif button_2.collidepoint(pygame.mouse.get_pos()):
          return 2
    clock.tick(10)
    pygame.display.update()

Step2：游戏主循环

接下来写游戏主循环。为了方便起见，先定义两个游戏精灵类，分别是球拍精灵和球精灵。其中球拍精灵应当具备被玩家手动控制而移动/根据乒乓球的位置由电脑自动控制而移动的能力，具体实现如下：

'''乒乓球拍'''
class Racket(pygame.sprite.Sprite):
  def __init__(self, imgpath, type_, **kwargs):
    pygame.sprite.Sprite.__init__(self)
    self.type_ = type_
    self.image = loadImage(imgpath, False)
    self.rect = self.image.get_rect()
    self.reset()
  '''移动'''
  def move(self, direction):
    if direction == 'UP':
      self.rect.top = max(0, self.rect.top-self.speed)
    elif direction == 'DOWN':
      self.rect.bottom = min(config.HEIGHT, self.rect.bottom+self.speed)
    else:
      raise ValueError('[direction] in Racket.move is <%s>, expect <%s> or <%s>...' % (direction, 'UP', 'DOWN'))
  '''电脑自动移动'''
  def automove(self, ball):
    if ball.rect.centery - 25 > self.rect.centery:
      self.move('DOWN')
    if ball.rect.centery + 25 < self.rect.centery:
      self.move('UP')
  '''初始化'''
  def reset(self):
    # 左/右边的拍
    self.rect.centerx = config.WIDTH-self.rect.width//2 if self.type_ == 'RIGHT' else self.rect.width//2
    self.rect.centery = config.HEIGHT // 2
    # 速度
    self.speed = 5
  '''绑定到屏幕上'''
  def draw(self, screen):
    screen.blit(self.image, self.rect)

而乒乓球则只需要根据当前的情况(包括是否撞到了墙，是否撞到了球拍等情况)自动移动即可。需要注意的一点是，为了避免游戏无限地进行下去，每次乒乓球撞到球拍/上下墙，乒乓球的运动速度都会增加。具体而言，代码实现如下：

'''乒乓球'''
class Ball(pygame.sprite.Sprite):
  def __init__(self, imgpath, **kwargs):
    pygame.sprite.Sprite.__init__(self)
    self.image = loadImage(imgpath)
    self.rect = self.image.get_rect()
    self.reset()
  '''移动'''
  def move(self, ball, racket_left, racket_right, hit_sound, goal_sound):
    self.rect.left = self.rect.left + self.speed * self.direction_x
    self.rect.top = min(max(self.rect.top+self.speed*self.direction_y, 0), config.HEIGHT-self.rect.height)
    # 撞到球拍
    if pygame.sprite.collide_rect(ball, racket_left) or pygame.sprite.collide_rect(ball, racket_right):
      self.direction_x, self.direction_y = -self.direction_x, random.choice([1, -1])
      self.speed += 1
      scores = [0, 0]
      hit_sound.play()
    # 撞到上侧的墙
    elif self.rect.top == 0:
      self.direction_y = 1
      self.speed += 1
      scores = [0, 0]
    # 撞到下侧的墙
    elif self.rect.top == config.HEIGHT - self.rect.height:
      self.direction_y = -1
      self.speed += 1
      scores = [0, 0]
    # 撞到左边的墙
    elif self.rect.left < 0:
      self.reset()
      racket_left.reset()
      racket_right.reset()
      scores = [0, 1]
      goal_sound.play()
    # 撞到右边的墙
    elif self.rect.right > config.WIDTH:
      self.reset()
      racket_left.reset()
      racket_right.reset()
      scores = [1, 0]
      goal_sound.play()
    # 普通情况
    else:
      scores = [0, 0]
    return scores
  '''初始化'''
  def reset(self):
    self.rect.centerx = config.WIDTH // 2
    self.rect.centery = random.randrange(self.rect.height//2, config.HEIGHT-self.rect.height//2)
    self.direction_x = random.choice([1, -1])
    self.direction_y = random.choice([1, -1])
    self.speed = 1
  '''绑定到屏幕上'''
  def draw(self, screen):
    screen.blit(self.image, self.rect)

定义完两个主要的游戏精灵类，我们就可以开始写游戏主循环了。逻辑其实很简单。首先，通过按键检测响应玩家的操作；然后，根据玩家操作实时更新游戏状态(乒乓球的位置，球拍等)；最后统计得分，判断游戏是否已经结束，若结束，则进入结束界面，否则更新当前的游戏界面。具体而言，代码实现如下：

while True:
    for event in pygame.event.get():
      if event.type == pygame.QUIT:
        pygame.quit()
        sys.exit(-1)
    screen.fill((41, 36, 33))
    # 玩家操作
    pressed_keys = pygame.key.get_pressed()
    if pressed_keys[pygame.K_UP]:
      racket_right.move('UP')
    elif pressed_keys[pygame.K_DOWN]:
      racket_right.move('DOWN')
    if game_mode == 2:
      if pressed_keys[pygame.K_w]:
        racket_left.move('UP')
      elif pressed_keys[pygame.K_s]:
        racket_left.move('DOWN')
    else:
      racket_left.automove(ball)
    # 球运动
    scores = ball.move(ball, racket_left, racket_right, hit_sound, goal_sound)
    score_left += scores[0]
    score_right += scores[1]
    # 显示
    # --分隔线
    pygame.draw.rect(screen, config.WHITE, (247, 0, 6, 500))
    # --球
    ball.draw(screen)
    # --拍
    racket_left.draw(screen)
    racket_right.draw(screen)
    # --得分
    screen.blit(font.render(str(score_left), False, config.WHITE), (150, 10))
    screen.blit(font.render(str(score_right), False, config.WHITE), (300, 10))
    if score_left == 11 or score_right == 11:
      return score_left, score_right
    clock.tick(100)
    pygame.display.update()

Step3：游戏结束界面

游戏结束界面和游戏开始界面的原理差不多，就不多说了，直接放代码吧：

'''结束界面'''
def endInterface(screen, score_left, score_right):
  clock = pygame.time.Clock()
  font1 = pygame.font.Font(config.FONTPATH, 30)
  font2 = pygame.font.Font(config.FONTPATH, 20)
  msg = 'Player on left won!' if score_left > score_right else 'Player on right won!'
  texts = [font1.render(msg, True, config.WHITE),
       font2.render('Press ESCAPE to quit.', True, config.WHITE),
       font2.render('Press ENTER to continue or play again.', True, config.WHITE)]
  positions = [[120, 200], [155, 270], [80, 300]]
  while True:
    screen.fill((41, 36, 33))
    for event in pygame.event.get():
      if event.type == pygame.QUIT:
        pygame.quit()
        sys.exit()
      if event.type == pygame.KEYDOWN:
        if event.key == pygame.K_RETURN:
          return
        elif event.key == pygame.K_ESCAPE:
          sys.exit()
          pygame.quit()
    for text, pos in zip(texts, positions):
      screen.blit(text, pos)
    clock.tick(10)
    pygame.display.update()

5 最后

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