Введение
В этом проекте мы проведем вас через процесс создания простой игры "Aliens" с использованием библиотеки Pygame. В игре нужно защищаться от пришельцев, стреляя их вниз. Мы разобьем процесс разработки на несколько шагов, начиная от настройки файлов проекта и заканчивая запуском готовой игры.
Pygame - популярная библиотека для создания 2D игр на Python. Она предоставляет функции для обработки графики, звука и ввода пользователя, что делает ее отличным выбором для начинающих, интересующихся разработкой игр.
👀 Предварительный просмотр
Эта игра была доработана на основе примеров Pygame.
🎯 Задачи
В этом проекте вы научитесь:
- настраивать начальную структуру проекта и загружать необходимые ресурсы, такие как изображения и звуки;
- определять классы для игрока и пришельцев;
- создавать дополнительные классы для обработки взрывов, выстрелов игрока, бомб пришельцев и игрового счета;
- инициализировать игру, загружать ресурсы и настраивать игровое окно;
- реализовывать главный игровой цикл, обрабатывать ввод пользователя, обновлять игровые сущности, обрабатывать столкновения и рисовать игровую сцену.
🏆 Достижения
После завершения этого проекта вы сможете:
- использовать библиотеку Pygame для разработки 2D игры;
- загружать и отображать изображения в Pygame;
- обрабатывать ввод пользователя и управлять движением игрока;
- создавать и обновлять игровые сущности с использованием классов спрайтов;
- обрабатывать столкновения между игровыми сущностями;
- рисовать игровую сцену и обновлять экран;
- воспроизводить звуковые эффекты и музыку в игре;
- реализовать главный игровой цикл для управления игровой логикой.
Создать проектные файлы
В этом шаге мы настроим начальную структуру проекта и загрузим необходимые ресурсы, такие как изображения и звуки.
Создайте новый файл под названием aliens.py и добавьте следующий код:
cd ~/project
touch aliens.py
sudo pip install pygame
Затем откройте файл в своем любимом текстовом редакторе и добавьте следующий код:
import os
import random
from typing import List
## import basic pygame modules
import pygame as pg
## see if we can load more than standard BMP
if not pg.image.get_extended():
raise SystemExit("Sorry, extended image module required")
## game constants
MAX_SHOTS = 2 ## most player bullets onscreen
ALIEN_ODDS = 22 ## chances a new alien appears
BOMB_ODDS = 60 ## chances a new bomb will drop
ALIEN_RELOAD = 12 ## frames between new aliens
SCREENRECT = pg.Rect(0, 0, 640, 480)
SCORE = 0
main_dir = os.path.split(os.path.abspath(__file__))[0]
def load_image(file):
"""loads an image, prepares it for play"""
file = os.path.join(main_dir, "data", file)
try:
surface = pg.image.load(file)
except pg.error:
raise SystemExit(f'Could not load image "{file}" {pg.get_error()}')
return surface.convert()
def load_sound(file):
"""because pygame can be compiled without mixer."""
if not pg.mixer:
return None
file = os.path.join(main_dir, "data", file)
try:
sound = pg.mixer.Sound(file)
return sound
except pg.error:
print(f"Warning, unable to load, {file}")
return None
В этом шаге мы импортируем необходимые модули, определяем игровые константы и создаем функции для загрузки изображений и звуковых эффектов. Мы также настраиваем главную директорию проекта.
В def load_image и def load_sound мы используем функцию os.path.join для объединения главной директории проекта с директорией data, где мы будем хранить наши игровые ресурсы. Мы создадим эту директорию на следующем шаге.
Определить классы игрока и пришельцев
Теперь мы определим классы для персонажей нашей игры: Player и Alien. Класс Player представляет собой персонажа игрока, в то время как класс Alien представляет пришельцев.
#... (код из шага 1)
## Определить класс Player
class Player(pg.sprite.Sprite):
"""Представляет игрока в виде автомобиля-лунохода."""
speed = 10
bounce = 24
gun_offset = -11
images: List[pg.Surface] = []
def __init__(self, *groups):
pg.sprite.Sprite.__init__(self, *groups)
self.image = self.images[0]
self.rect = self.image.get_rect(midbottom=SCREENRECT.midbottom)
self.reloading = 0
self.origtop = self.rect.top
self.facing = -1
def move(self, direction):
if direction:
self.facing = direction
self.rect.move_ip(direction * self.speed, 0)
self.rect = self.rect.clamp(SCREENRECT)
if direction < 0:
self.image = self.images[0]
elif direction > 0:
self.image = self.images[1]
self.rect.top = self.origtop - (self.rect.left // self.bounce % 2)
def gunpos(self):
pos = self.facing * self.gun_offset + self.rect.centerx
return pos, self.rect.top
Здесь мы определили класс Player. Он включает атрибуты, такие как скорость, отскок и смещение пушки. Метод move обрабатывает движение игрока. Метод gunpos возвращает позицию пушки игрока. Класс Player наследуется от класса pg.sprite.Sprite, который является базовым классом для видимых игровых объектов.
## Определить класс Alien
class Alien(pg.sprite.Sprite):
"""Внешний космический корабль. Медленно движется вниз по экрану."""
speed = 13
animcycle = 12
images: List[pg.Surface] = []
def __init__(self, *groups):
pg.sprite.Sprite.__init__(self, *groups)
self.image = self.images[0]
self.rect = self.image.get_rect()
self.facing = random.choice((-1, 1)) * Alien.speed
self.frame = 0
if self.facing < 0:
self.rect.right = SCREENRECT.right
def update(self):
self.rect.move_ip(self.facing, 0)
if not SCREENRECT.contains(self.rect):
self.facing = -self.facing
self.rect.top = self.rect.bottom + 1
self.rect = self.rect.clamp(SCREENRECT)
self.frame = self.frame + 1
self.image = self.images[self.frame // self.animcycle % 3]
Класс Alien представляет пришельцев. Он имеет атрибуты для скорости и анимации. Пришельцы движутся вправо-влево, и их изображения циклируются. Метод update обрабатывает движение и анимацию пришельцев. Класс Alien наследуется от класса pg.sprite.Sprite, который является базовым классом для видимых игровых объектов.
Определить дополнительные классы игры
В этом шаге мы определим дополнительные классы, связанные с игрой: Explosion, Shot, Bomb и Score. Эти классы обрабатывают взрывы, выстрелы игрока, бомбы пришельцев и игровой счет.
#... (код из шага 2)
## Определить класс Explosion
class Explosion(pg.sprite.Sprite):
"""Взрыв. Надеемся, что это пришельцем, а не игроком!"""
defaultlife = 12
animcycle = 3
images: List[pg.Surface] = []
def __init__(self, actor, *groups):
pg.sprite.Sprite.__init__(self, *groups)
self.image = self.images[0]
self.rect = self.image.get_rect(center=actor.rect.center)
self.life = self.defaultlife
def update(self):
"""Вызывается каждый раз при проходе игрового цикла.
Показывает поверхность взрыва в течение 'defaultlife'.
Каждый игровой тик (обновление), мы уменьшаем 'life'.
Также мы анимируем взрыв.
"""
self.life = self.life - 1
self.image = self.images[self.life // self.animcycle % 2]
if self.life <= 0:
self.kill()
## Определить класс Shot
class Shot(pg.sprite.Sprite):
"""Пуля, которую выстреливает спрайт игрока."""
speed = -11
images: List[pg.Surface] = []
def __init__(self, pos, *groups):
pg.sprite.Sprite.__init__(self, *groups)
self.image = self.images[0]
self.rect = self.image.get_rect(midbottom=pos)
def update(self):
"""Вызывается каждый раз при проходе игрового цикла.
Каждый тик мы двигаем выстрел вверх.
"""
self.rect.move_ip(0, self.speed)
if self.rect.top <= 0:
self.kill()
## Определить класс Bomb
class Bomb(pg.sprite.Sprite):
"""Бомба, которую сбрасывают пришельцы."""
speed = 9
images: List[pg.Surface] = []
def __init__(self, alien, explosion_group, *groups):
pg.sprite.Sprite.__init__(self, *groups)
self.image = self.images[0]
self.rect = self.image.get_rect(midbottom=alien.rect.move(0, 5).midbottom)
self.explosion_group = explosion_group
def update(self):
"""Вызывается каждый раз при проходе игрового цикла.
Каждый кадр мы двигаем спрайт 'rect' вниз.
Когда он достигает дна, мы:
- создаем взрыв.
- удаляем Bomb.
"""
self.rect.move_ip(0, self.speed)
if self.rect.bottom >= 470:
Explosion(self, self.explosion_group)
self.kill()
## Определить класс Score
class Score(pg.sprite.Sprite):
"""Для отслеживания счета."""
def __init__(self, *groups):
pg.sprite.Sprite.__init__(self, *groups)
self.font = pg.font.Font(None, 20)
self.font.set_italic(1)
self.color = "white"
self.lastscore = -1
self.update()
self.rect = self.image.get_rect().move(10, 450)
def update(self):
"""Мы обновляем счет только в update(), когда он изменился."""
if SCORE!= self.lastscore:
self.lastscore = SCORE
msg = f"Score: {SCORE}"
self.image = self.font.render(msg, 0, self.color)
Эти классы обрабатывают разные аспекты игры, такие как взрывы, выстрелы, бомбы и отображение счета игрока.
Инициализировать игру и загрузить ресурсы
Теперь мы продолжим инициализацию игры и загрузку необходимых ресурсов, таких как изображения и звуки.
#... (код из шага 3)
def main(winstyle=0):
## Initialize pygame
if pg.get_sdl_version()[0] == 2:
pg.mixer.pre_init(44100, 32, 2, 1024)
pg.init()
if pg.mixer and not pg.mixer.get_init():
print("Warning, no sound")
pg.mixer = None
fullscreen = False
## Set the display mode
winstyle = 0 ## |FULLSCREEN
bestdepth = pg.display.mode_ok(SCREENRECT.size, winstyle, 32)
screen = pg.display.set_mode(SCREENRECT.size, winstyle, bestdepth)
## Load images, assign to sprite classes
## (do this before the classes are used, after screen setup)
img = load_image("player1.gif")
Player.images = [img, pg.transform.flip(img, 1, 0)]
img = load_image("explosion1.gif")
Explosion.images = [img, pg.transform.flip(img, 1, 1)]
Alien.images = [load_image(im) for im in ("alien1.gif", "alien2.gif", "alien3.gif")]
Bomb.images = [load_image("bomb.gif")]
Shot.images = [load_image("shot.gif")]
Здесь мы инициализируем Pygame, настраиваем игровое окно и загружаем изображения для игрока, пришельцев, взрывов, бомб и выстрелов.
Завершить настройку игры и главный цикл
Теперь мы завершим настройку игры и создадим главный игровой цикл, где будет происходить вся игровая логика и взаимодействия.
#... (код из шага 4)
def main(winstyle=0):
#... (предыдущий код)
## украсить игровое окно
icon = pg.transform.scale(Alien.images[0], (32, 32))
pg.display.set_icon(icon)
pg.display.set_caption("Pygame Aliens")
pg.mouse.set_visible(0)
## создать фон, нарисовать тайл bgd-изображения
bgdtile = load_image("background.gif")
background = pg.Surface(SCREENRECT.size)
for x in range(0, SCREENRECT.width, bgdtile.get_width()):
background.blit(bgdtile, (x, 0))
screen.blit(background, (0, 0))
pg.display.flip()
## загрузить звуковые эффекты
boom_sound = load_sound("boom.wav")
shoot_sound = load_sound("car_door.wav")
if pg.mixer:
music = os.path.join(main_dir, "data", "house_lo.wav")
pg.mixer.music.load(music)
pg.mixer.music.play(-1)
## Initialize Game Groups
aliens = pg.sprite.Group()
shots = pg.sprite.Group()
bombs = pg.sprite.Group()
all = pg.sprite.RenderUpdates()
lastalien = pg.sprite.GroupSingle()
## Create Some Starting Values
alienreload = ALIEN_RELOAD
clock = pg.time.Clock()
## инициализировать на стартовых спрайтов
global SCORE
player = Player(all)
Alien(
aliens, all, lastalien
) ## note, this 'lives' because it goes into a sprite group
if pg.font:
all.add(Score(all))
## Запускать главный цикл, пока игрок жив.
while player.alive():
## получить ввод
for event in pg.event.get():
if event.type == pg.QUIT:
return
if event.type == pg.KEYDOWN and event.key == pg.K_ESCAPE:
return
if event.type == pg.KEYDOWN:
if event.key == pg.K_f:
if not fullscreen:
print("Changing to FULLSCREEN")
screen_backup = screen.copy()
screen = pg.display.set_mode(
SCREENRECT.size, winstyle | pg.FULLSCREEN, bestdepth
)
screen.blit(screen_backup, (0, 0))
else:
print("Changing to windowed mode")
screen_backup = screen.copy()
screen = pg.display.set_mode(
SCREENRECT.size, winstyle, bestdepth
)
screen.blit(screen_backup, (0, 0))
pg.display.flip()
fullscreen = not fullscreen
keystate = pg.key.get_pressed()
## очистить/стирать последние нарисованные спрайты
all.clear(screen, background)
## обновить все спрайты
all.update()
## обработать ввод игрока
direction = keystate[pg.K_RIGHT] - keystate[pg.K_LEFT]
player.move(direction)
firing = keystate[pg.K_SPACE]
if not player.reloading and firing and len(shots) < MAX_SHOTS:
Shot(player.gunpos(), shots, all)
if pg.mixer and shoot_sound is not None:
shoot_sound.play()
player.reloading = firing
## Создать нового пришельца
if alienreload:
alienreload = alienreload - 1
elif not int(random.random() * ALIEN_ODDS):
Alien(aliens, all, lastalien)
alienreload = ALIEN_RELOAD
## Сбросить бомбы
if lastalien and not int(random.random() * BOMB_ODDS):
Bomb(lastalien.sprite, all, bombs, all)
## Определить столкновения между пришельцами и игроками.
for alien in pg.sprite.spritecollide(player, aliens, 1):
if pg.mixer and boom_sound is not None:
boom_sound.play()
Explosion(alien, all)
Explosion(player, all)
SCORE = SCORE + 1
player.kill()
## Посмотреть, попадают ли выстрелы в пришельцев.
for alien in pg.sprite.groupcollide(aliens, shots, 1, 1).keys():
if pg.mixer and boom_sound is not None:
boom_sound.play()
Explosion(alien, all)
SCORE = SCORE + 1
## Посмотреть, попадает ли бомба пришельца в игрока.
for bomb in pg.sprite.spritecollide(player, bombs, 1):
if pg.mixer and boom_sound is not None:
boom_sound.play()
Explosion(player, all)
Explosion(bomb, all)
player.kill()
## нарисовать сцену
dirty = all.draw(screen)
pg.display.update(dirty)
## ограничить частоту кадров в 40fps. Также называется 40HZ или 40 раз в секунду.
clock.tick(40)
if pg.mixer:
pg.mixer.music.fadeout(1000)
pg.time.wait(1000)
## вызвать функцию "main", если запускается этот скрипт
if __name__ == "__main__":
main()
pg.quit()
В функции main мы инициализируем группы для различных игровых объектов, создаем начальные значения и реализуем главный игровой цикл. В этом цикле выполняется игровая логика, обработка ввода игрока, столкновения и отрисовка игровой сцены.
Запуск игры
Теперь мы можем запустить игру, выполнив следующую команду:
cd ~/project
python aliens.py
Запуск игры
Теперь мы можем запустить игру, выполнив следующую команду:
cd ~/project
python aliens.py
Резюме
В этом проекте мы разделили процесс создания простой игры "Aliens" с использованием Pygame на несколько шагов. Мы настроили проектные файлы, определили классы игрока и пришельцев, создали дополнительные классы, связанные с игрой, и инициализировали игру с ресурсами. Наконец, мы реализовали главный игровой цикл для обработки игровой логики и взаимодействий.
В следующих шагах мы продолжим добавлять функциональность в классы игрока и пришельцев, обрабатывать движение и стрельбу, и обновлять визуальные элементы игры.
