Pgzero：用 Python 進行游戲開發

作者： wedo實驗君 2021-06-07 23:57:59

python在各個領域都有著豐富的第三方庫，pygame是python在游戲領域的應用庫，可以用來開發各種不同的游戲。但是對于初學者來說，還是存在一定的門檻。

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1. pgzero

而今天要和大家分享的pgzero(pygame zero)是在pygame基礎上做了進一步的封裝，使得設計一款游戲十分的方便，特別適合少兒編程領域的教學, 與scratch相得益彰。

pgzero的安裝

pip install pygame 
pip install pgzero

2. 游戲設計的過程

我們可以簡單梳理下開發一款簡單游戲需要的過程：

游戲的故事設計
游戲的場景繪制(背景圖片和聲音)
游戲的角色
如何控制角色
如何判斷成功與失敗
游戲的關卡設計

3. pgzero基礎

pgzero游戲開發的過程如下：

游戲屏幕區域screen pgzero中游戲界面窗口設置由全局變量和內置對象screen來完成：
- 窗口外觀：WIDTH , HEIGHT 和TITLE
- 窗口清楚：screen.clear()
- 窗口背景顏色：screen.fill((red, green, blue))
- 在窗口繪制圖像：screen.blit(image, (left, top))
- 在窗口繪制幾何圖案：screen.draw.line screen.draw.circle screen.draw.rect
游戲角色Actor pgzero中所有以圖片顯示的元素都是Actor類來定義。

# 'alien' 表示alien圖片，默認是images/alien.png 
# (50, 50) 定義了Actor在窗口上顯示的位置 
alien = Actor('alien', (50, 50))

Actor的位置：

Actor重要屬性和方法：

其他屬性同pygame.Rect
- 外觀：image，如alien.image = 'alien_hurt'
- 位置: piex坐標值：x,y, 設置位置：pos，left/right/top/bottom
- 角度：angle
- 繪制f方法：draw()
- 距離方法: Actor.distance_to(target)
- 角度方法：Actor.angle_to(target)
游戲渲染繪制draw
游戲狀態的更新update
游戲外部事件的觸發控制on_xxx_xxx pgzero提供了常用的鼠標和鍵盤事件

鍵盤的按鍵信息是通過keyboard內置對象獲取的，鼠標是mouse來獲取的，如：

keyboard.a  # The 'A' key 
keyboard.left  # The left arrow key 
keyboard.rshift  # The right shift key 
keyboard.kp0  # The '0' key on the keypad 
keyboard.k_0  # The main '0' key 
 
mouse.LEFT 
mouse.RIGHT 
mouse.MIDDLE

詳見

https://pygame-zero.readthedocs.io/en/stable/hooks.html#mouse.WHEEL_DOWN
鍵盤事件:on_key_down, on_key_up
鼠標事件：on_mouse_down， on_mouse_up, on_mouse_move

其他重要元素

聲音 sounds：支持wav和ogg，資源對象目錄默認為./sounds

# 播放聲音./sounds/drum.wav 
sounds.drum.play()

音樂 music: 支持mp3, 主要是時間較長的音頻文件。資源對象目錄默認為./music

# 播放聲音./music/drum.mp3 
music.play('drum')

動畫效果Animations，如移動角色到某個位置

# animate(object, tween='linear', duration=1, on_finished=None, **targets) 
animate(alien, pos=(100, 100))

詳見：

https://pygame-zero.readthedocs.io/en/stable/builtins.html#Animations

4. pgzero游戲例子

了解了pgzero的基本使用情況，下面來舉一個例子，將游戲編寫制作的過程串起來。

我們來模擬手機上的一款游戲FlappyBird。游戲簡單操作說明

在《FlappyBird》這款游戲中，玩家只需要用一根手指來操控，點擊觸摸屏幕，小鳥就會往上飛，不斷的點擊就會不斷的往高處飛。放松手指，則會快速下降。所以玩家要控制小鳥一直向前飛行，然后注意躲避途中高低不平的管子。 [3]

1、在游戲開始后，點擊屏幕，要記住是有間歇的點擊屏幕，不要讓小鳥掉下來。

2、盡量保持平和的心情，點的時候不要下手太重，盡量注視著小鳥。

3、游戲的得分是，小鳥安全穿過一個柱子且不撞上就是1分。當然撞上就直接掛掉，只有一條命。

pgzero游戲代碼結構：

import pgzrun 
 
# 全局變量和初始化信息 
TITLE = 'xxx' 
WIDTH = 400 
HEIGHT = 500 
 
# 繪制游戲元素 
def draw(): 
    pass 
 
# 更新游戲狀態 
def update(): 
    pass 
 
# 處理鍵盤事件 
def on_key_down(): 
    pass 
 
# 處理鍵盤事件 
def on_mouse_down(): 
    pass 
 
# 執行 
pgzrun.go()

import pgzrun 
import random 
 
 
TITLE = 'Flappy Bird' 
WIDTH = 400 
HEIGHT = 500 
 
# These constants control the difficulty of the game 
GAP = 130 
GRAVITY = 0.3 
FLAP_STRENGTH = 6.5 
SPEED = 3 
 
# bird  
bird = Actor('bird1', (75, 200)) 
bird.dead = False 
bird.score = 0 
bird.vy = 0 
 
storage = {} 
storage['highscore'] = 0 
 
 
def reset_pipes(): 
    # 設置隨機的高度 
    pipe_gap_y = random.randint(200, HEIGHT - 200) 
    pipe_top.pos = (WIDTH, pipe_gap_y - GAP // 2) 
    pipe_bottom.pos = (WIDTH, pipe_gap_y + GAP // 2) 
 
 
pipe_top = Actor('top', anchor=('left', 'bottom')) 
pipe_bottom = Actor('bottom', anchor=('left', 'top')) 
reset_pipes()  # Set initial pipe positions. 
 
 
def update_pipes(): 
    # 不斷的移動柱子 
    pipe_top.left -= SPEED 
    pipe_bottom.left -= SPEED 
    if pipe_top.right < 0: 
        reset_pipes() 
        if not bird.dead: 
            bird.score += 1 
            if bird.score > storage['highscore']: 
                storage['highscore'] = bird.score 
 
 
def update_bird(): 
    # 小鳥下降 
    uy = bird.vy 
    bird.vy += GRAVITY 
    bird.y += (uy + bird.vy) / 2 
    bird.x = 75 
 
    # 根據小鳥死亡切換小鳥的造型 
    if not bird.dead: 
        if bird.vy < -3: 
            bird.image = 'bird2' 
        else: 
            bird.image = 'bird1' 
 
    # 判斷小鳥死亡： 是否觸碰柱子 
    if bird.colliderect(pipe_top) or bird.colliderect(pipe_bottom): 
        bird.dead = True 
        bird.image = 'birddead' 
 
    # 小鳥超過邊界 初始化 
    if not 0 < bird.y < 720: 
        bird.y = 200 
        bird.dead = False 
        bird.score = 0 
        bird.vy = 0 
        reset_pipes() 
 
 
def update(): 
    update_pipes() 
    update_bird() 
 
# 按下任意鍵， 小鳥上升 
def on_key_down(): 
    if not bird.dead: 
        bird.vy = -FLAP_STRENGTH 
 
#  
def draw(): 
    # 背景圖片 
    screen.blit('background', (0, 0)) 
     
    # 加載小鳥/柱子 
    pipe_top.draw() 
    pipe_bottom.draw() 
    bird.draw() 
 
    # 顯示分數和最佳 
    screen.draw.text( 
        str(bird.score), 
        color='white', 
        midtop=(WIDTH // 2, 10), 
        fontsize=70, 
        shadow=(1, 1) 
    ) 
    screen.draw.text( 
        "Best: {}".format(storage['highscore']), 
        color=(200, 170, 0), 
        midbottom=(WIDTH // 2, HEIGHT - 10), 
        fontsize=30, 
        shadow=(1, 1) 
    ) 
 
 
pgzrun.go()

5. 總結

本文分享了基于pygame封裝版的pgzero開發python游戲的過程，希望對您有幫助。總結如下：

pgzero開發三劍客：draw() / update() / on_xxx_xxx()
pgzero內置對象：screen負責窗口設置，Actor負責圖像顯示，sounds負責短音頻，music負責長音頻bgm，動畫效果有animate
pgzero資源目錄：./images/xxx.png ./music/xxx.mp3 ./sounds/xxx/wav

6. 參考資料

https://pygame-zero.readthedocs.io/en/stable/

責任編輯：武曉燕來源： Python中文社區

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