介绍
在这个项目中，我们将指导你使用 Pygame 库创建一个名为「外星人」的简单游戏的过程。这个游戏需要通过击落外星入侵者来进行防御。我们将把开发过程分解为多个步骤，从设置项目文件到运行完成的游戏。
Pygame 是一个用于在 Python 中创建 2D 游戏的流行库。它提供了处理图形、声音和用户输入的功能，对于对游戏开发感兴趣的初学者来说是一个绝佳的选择。
👀 预览
此游戏是根据 Pygame 示例 修改而来。
🎯 任务
在这个项目中，你将学习：
- 如何设置初始项目结构并加载图像和声音等必要资源。
- 如何定义玩家角色和外星入侵者的类。
- 如何创建用于处理爆炸、玩家射击、外星炸弹和游戏得分的其他类。
- 如何初始化游戏、加载资源并设置游戏窗口。
- 如何实现主游戏循环、处理玩家输入、更新游戏实体、处理碰撞并绘制游戏场景。
🏆 成果
完成这个项目后，你将能够：
- 使用 Pygame 库开发 2D 游戏。
- 在 Pygame 中加载和显示图像。
- 处理用户输入并控制玩家移动。
- 使用精灵类创建和更新游戏实体。
- 处理游戏实体之间的碰撞。
- 绘制游戏场景并更新屏幕。
- 在游戏中播放音效和音乐。
- 实现主游戏循环来管理游戏逻辑。
创建项目文件
在这一步中，我们将设置初始项目结构并加载图像和声音等必要资源。
创建一个名为 aliens.py 的新文件，并添加以下代码：
cd ~/project
touch aliens.py
sudo pip install pygame
然后，在你喜欢的文本编辑器中打开该文件，并添加以下代码：
import os
import random
from typing import List
## 导入基本的 pygame 模块
import pygame as pg
## 查看是否可以加载比标准 BMP 更多的格式
if not pg.image.get_extended():
raise SystemExit("抱歉，需要扩展图像模块")
## 游戏常量
MAX_SHOTS = 2 ## 屏幕上最多的玩家子弹数
ALIEN_ODDS = 22 ## 出现新外星人的几率
BOMB_ODDS = 60 ## 掉落新炸弹的几率
ALIEN_RELOAD = 12 ## 生成新外星人之间的帧数
SCREENRECT = pg.Rect(0, 0, 640, 480)
SCORE = 0
main_dir = os.path.split(os.path.abspath(__file__))[0]
def load_image(file):
"""加载图像，为游戏做好准备"""
file = os.path.join(main_dir, "data", file)
try:
surface = pg.image.load(file)
except pg.error:
raise SystemExit(f'无法加载图像 "{file}" {pg.get_error()}')
return surface.convert()
def load_sound(file):
"""因为 pygame 可以在没有混音器的情况下编译。"""
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"警告，无法加载 {file}")
return None
在这一步中，我们导入必要的模块，定义游戏常量，并创建加载图像和音效的函数。我们还设置了主项目目录。
在 def load_image 和 def load_sound 中，我们使用 os.path.join 函数将主项目目录与 data 目录连接起来，我们将在下一步中创建这个目录来存储游戏资源。
定义玩家和外星人的类
现在，我们将为游戏中的角色定义类：Player（玩家）和Alien（外星人）。Player类代表玩家角色，而Alien类代表外星入侵者。
#... （步骤 1 中的代码）
## 定义 Player 类
class Player(pg.sprite.Sprite):
"""将玩家表示为月球越野车类型的车辆。"""
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
在这里，我们定义了Player类。它包括速度、反弹和枪支偏移等属性。move方法处理玩家的移动。gunpos方法返回玩家枪支的位置。Player类继承自pg.sprite.Sprite类，这是可见游戏对象的基类。
## 定义 Alien 类
class Alien(pg.sprite.Sprite):
"""一艘外星飞船。它会慢慢地在屏幕上向下移动。"""
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]
Alien类代表外星入侵者。它有速度和动画相关的属性。外星人左右移动，它们的图像循环播放。update方法处理外星人的移动和动画。Alien类继承自pg.sprite.Sprite类，这是可见游戏对象的基类。
定义其他游戏类
在这一步中，我们将定义与游戏相关的其他类：Explosion（爆炸）、Shot（射击）、Bomb（炸弹）和Score（分数）。这些类负责处理爆炸、玩家射击、外星炸弹以及游戏分数。
#... （步骤 2 中的代码）
## 定义 Explosion 类
class Explosion(pg.sprite.Sprite):
"""一次爆炸。希望是外星人被炸，而不是玩家！"""
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):
"""每次游戏循环都会调用。
在'defaultlife'时间内显示爆炸画面。
每进行一次游戏更新（tick），我们就减少'life'的值。
同时我们为爆炸添加动画效果。
"""
self.life = self.life - 1
self.image = self.images[self.life // self.animcycle % 2]
if self.life <= 0:
self.kill()
## 定义 Shot 类
class Shot(pg.sprite.Sprite):
"""玩家精灵发射的子弹。"""
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):
"""每次游戏循环都会调用。
每更新一次，我们就将子弹向上移动。
"""
self.rect.move_ip(0, self.speed)
if self.rect.top <= 0:
self.kill()
## 定义 Bomb 类
class Bomb(pg.sprite.Sprite):
"""外星人掉落的炸弹。"""
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):
"""每次游戏循环都会调用。
每一帧我们都将精灵的'rect'向下移动。
当它到达底部时我们：
- 制造一次爆炸。
- 移除炸弹。
"""
self.rect.move_ip(0, self.speed)
if self.rect.bottom >= 470:
Explosion(self, self.explosion_group)
self.kill()
## 定义 Score 类
class Score(pg.sprite.Sprite):
"""用于记录分数。"""
def __init__(self, *groups):
pg.sprite.Sprite.__init__(self, *groups)
self.font = pg.font.Font(None, 20)
self.font.set_italic(1)
self.color = "白色"
self.lastscore = -1
self.update()
self.rect = self.image.get_rect().move(10, 450)
def update(self):
"""只有当分数发生变化时，我们才在 update() 中更新分数。"""
if SCORE!= self.lastscore:
self.lastscore = SCORE
msg = f"分数：{SCORE}"
self.image = self.font.render(msg, 0, self.color)
这些类处理游戏的不同方面，例如爆炸、射击、炸弹以及显示玩家的分数。
初始化游戏并加载资源
现在，我们将继续初始化游戏并加载图像和声音等所需资源。
#... （步骤 3 中的代码）
def main(winstyle=0):
## 初始化 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("警告，没有声音")
pg.mixer = None
fullscreen = False
## 设置显示模式
winstyle = 0 ## |FULLSCREEN
bestdepth = pg.display.mode_ok(SCREENRECT.size, winstyle, 32)
screen = pg.display.set_mode(SCREENRECT.size, winstyle, bestdepth)
## 加载图像，分配给精灵类
## （在使用类之前，屏幕设置之后进行此操作）
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")]
在这里，我们初始化 Pygame，设置游戏窗口，并加载玩家、外星人、爆炸、炸弹和射击的图像。
完成游戏设置与主循环
现在，我们将完成游戏设置并创建主游戏循环，所有游戏逻辑和交互都将在此循环中进行。
#... （步骤 4 中的代码）
def main(winstyle=0):
#... （之前的代码）
## 装饰游戏窗口
icon = pg.transform.scale(Alien.images[0], (32, 32))
pg.display.set_icon(icon)
pg.display.set_caption("Pygame 外星人")
pg.mouse.set_visible(0)
## 创建背景，平铺背景图像
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()
## 加载音效
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)
## 初始化游戏组
aliens = pg.sprite.Group()
shots = pg.sprite.Group()
bombs = pg.sprite.Group()
all = pg.sprite.RenderUpdates()
lastalien = pg.sprite.GroupSingle()
## 创建一些初始值
alienreload = ALIEN_RELOAD
clock = pg.time.Clock()
## 初始化我们的起始精灵
global SCORE
player = Player(all)
Alien(
aliens, all, lastalien
) ## 注意，这个（外星人）能“存活”是因为它被添加到了一个精灵组中
if pg.font:
all.add(Score(all))
## 在玩家存活时运行主循环
while player.alive():
## 获取输入
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("切换到全屏")
screen_backup = screen.copy()
screen = pg.display.set_mode(
SCREENRECT.size, winstyle | pg.FULLSCREEN, bestdepth
)
screen.blit(screen_backup, (0, 0))
else:
print("切换到窗口模式")
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()
## 清除/擦除上一次绘制的精灵
all.clear(screen, background)
## 更新所有精灵
all.update()
## 处理玩家输入
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
## 创建新的外星人
if alienreload:
alienreload = alienreload - 1
elif not int(random.random() * ALIEN_ODDS):
Alien(aliens, all, lastalien)
alienreload = ALIEN_RELOAD
## 投放炸弹
if lastalien and not int(random.random() * BOMB_ODDS):
Bomb(lastalien.sprite, all, bombs, all)
## 检测外星人与玩家之间的碰撞
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()
## 查看射击是否击中了外星人
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
## 查看外星炸弹是否击中了玩家
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()
## 绘制场景
dirty = all.draw(screen)
pg.display.update(dirty)
## 将帧率限制在 40fps。也称为 40HZ 或每秒 40 次。
clock.tick(40)
if pg.mixer:
pg.mixer.music.fadeout(1000)
pg.time.wait(1000)
## 如果运行此脚本，则调用“main”函数
if __name__ == "__main__":
main()
pg.quit()
在主函数中，我们为各种实体初始化游戏组，创建初始值，并实现主游戏循环。游戏逻辑、玩家输入处理、碰撞检测以及游戏场景的绘制都在这个循环中执行。
运行游戏
现在，我们可以通过执行以下命令来运行游戏：
cd ~/project
python aliens.py
运行游戏
现在，你可以通过执行以下命令来运行游戏：
cd ~/project
python aliens.py
总结
在这个项目中，我们将使用 Pygame 构建一个简单的“外星人”游戏的过程分为多个步骤。我们设置了项目文件，定义了玩家和外星人的类，创建了与游戏相关的其他类，并使用资源初始化了游戏。最后，我们实现了主游戏循环来处理游戏逻辑和交互。
在接下来的步骤中，我们将继续为玩家和外星人的类添加功能，处理移动和射击，并更新游戏的视觉元素。
