在游戏中，所有可见的元素 都是以 矩形区域 来描述位置的

要描述一个矩形区域有四个要素：

(x, y) (width, height)

pygame

pygame.Rect

返回值

暂时 可以理解为 游戏的屏幕，游戏的元素 都需要被绘制到 游戏的屏幕 上

注意：必须使用变量记录

set_mode

要在屏幕上 看到某一个图像的内容，需要按照三个步骤：

使用

pygame.image.load()

加载图像的数据

1. 使用 游戏屏幕 对象，调用

   blit

   方法 将图像绘制到指定位置

2. 调用

   pygame.display.update()

   方法更新整个屏幕的显示

提示：要想在屏幕上看到绘制的结果，就一定要调用

pygame.display.update()

方法

代码演练 I —— 绘制背景图像

需求

1. 加载

   background.png

   创建背景

2. 将 背景 绘制在屏幕的

   (0, 0)

   位置

3. 调用屏幕更新显示背景图像

# 绘制背景图像

# 1> 加载图像

bg = pygame.image.load("./images/background.png")

# 2> 绘制在屏幕

screen.blit(bg, (0, 0))

# 3> 更新显示

pygame.display.update()

代码演练 II —— 绘制英雄图像

需求

1. 加载

   me1.png

   创建英雄飞机

2. 将 英雄飞机 绘制在屏幕的

   (200, 500)

   位置

3. 调用屏幕更新显示飞机图像

# 1> 加载图像

hero = pygame.image.load("./images/me1.png")

# 2> 绘制在屏幕

screen.blit(hero, (200, 500))

# 3> 更新显示

pygame.display.update()

透明图像

• png

  格式的图像是支持 透明 的

• 在绘制图像时，透明区域 不会显示任何内容

• 但是如果下方已经有内容，会 透过 透明区域 显示出来

理解

update()

方法的作用

可以在

screen

对象完成 所有

blit

方法之后，统一调用一次

display.update

方法，同样可以在屏幕上 看到最终的绘制结果

• 使用

  display.set_mode()

  创建的

  screen

  对象 是一个 内存中的屏幕数据对象
  可以理解成是 油画 的 画布

screen.blit

例如：英雄、敌机、子弹…

• 这些图像 有可能 会彼此 重叠或者覆盖

display.update()

一般在电脑上 每秒绘制 60 次，就能够达到非常 连续 高品质 的动画效果

每次绘制的结果被称为 帧 Frame

3.2 游戏循环

游戏的两个组成部分

游戏循环的开始 就意味着 游戏的正式开始

游戏循环的作用

1. 保证游戏 不会直接退出

2. 变化图像位置 —— 动画效果

   每隔

   1 / 60 秒

   移动一下所有图像的位置

   • 调用

     pygame.display.update()

     更新屏幕显示

3. 检测用户交互 —— 按键、鼠标等…

3.3 游戏时钟

• pygame

  专门提供了一个类

  pygame.time.Clock

  可以非常方便的设置屏幕绘制速度 —— 刷新帧率

• 要使用 时钟对象 需要两步：

  1）在 游戏初始化 创建一个 时钟对象

• 2）在 游戏循环 中让时钟对象调用

  tick(帧率)

  方法

tick

提示：这段代码非常的固定，几乎所有的

pygame

默认的

update()

子类可以重写此方法，在每次刷新屏幕时，更新精灵位置

注意：

pygame.sprite.Sprite

image

rect

需要程序员从

pygame.sprite.Sprite

派生子类

• 并在 子类 的 初始化方法 中，设置

  image

  和

  rect

  属性

精灵组

• 一个 精灵组 可以包含多个 精灵 对象

• 调用 精灵组 对象的

  update()

  方法
  可以 自动 调用 组内每一个精灵 的

  update()

  方法

调用 精灵组 对象的

draw(屏幕对象)

可以将 组内每一个精灵 的

image

绘制在

rect

位置

Group(*sprites) -> Group

注意：仍然需要调用

pygame.display.update()

才能在屏幕看到最终结果

4.2 派生精灵子类

1. 新建

   plane_sprites.py

   文件

2. 定义

   GameSprite

   继承自

   pygame.sprite.Sprite

注意

• 如果一个类的 父类 不是

  object

• 在重写 初始化方法 时，一定要 先

  super()

  一下父类的

  __init__

  方法

• 保证父类中实现的

  __init__

  代码能够被正常执行

属性

• image

  精灵图像，使用

  image_name

  加载

• rect

  精灵大小，默认使用图像大小

• speed

  精灵移动速度，默认为

  1

方法

• update

  每次更新屏幕时在游戏循环内调用
  让精灵的

  self.rect.y += self.speed

提示

• image

  的

  get_rect()

  方法，可以返回 pygame.Rect(0, 0, 图像宽, 图像高) 的对象

import pygame

class GameSprite(pygame.sprite.Sprite):

"""游戏精灵基类"""

def __init__(self, image_name, speed=1):

# 调用父类的初始化方法

super().__init__()

# 加载图像

self.image = pygame.image.load(image_name)

# 设置尺寸

self.rect = self.image.get_rect()

# 记录速度

self.speed = speed

def update(self, *args):

# 默认在垂直方向移动

self.rect.y += self.speed

4.3 使用 游戏精灵 和 精灵组 创建敌机

需求

• 使用刚刚派生的 游戏精灵 和 精灵组 创建 敌机 并且实现敌机动画

步骤

1. 使用

   from

   导入

   plane_sprites

   模块

   from

   导入的模块可以 直接使用

   • import

     导入的模块需要通过 模块名. 来使用

2. 在 游戏初始化 创建 精灵对象 和 精灵组对象

3. 在 游戏循环中 让 精灵组 分别调用

   update()

   和

   draw(screen)

   方法

职责

• 精灵

  封装 图像 image、位置 rect 和 速度 speed

• 提供

  update()

  方法，根据游戏需求，更新位置 rect

精灵组

包含 多个 精灵对象

• update

  方法，让精灵组中的所有精灵调用

  update

  方法更新位置

• draw(screen)

  方法，在

  screen

  上绘制精灵组中的所有精灵

实现步骤

• 导入

  plane_sprites

  模块

from plane_sprites import *

• 修改初始化部分代码

# 创建敌机精灵和精灵组

enemy1 = GameSprite("./images/enemy1.png")

enemy2 = GameSprite("./images/enemy1.png", 2)

enemy2.rect.x = 200

enemy_group = pygame.sprite.Group(enemy1, enemy2)

• 修改游戏循环部分代码

# 让敌机组调用 update 和 draw 方法

enemy_group.update()

enemy_group.draw(screen)

# 更新屏幕显示

pygame.display.update()

敌机出场

目标

• 使用 定时器 添加敌机

• 设计

  Enemy

  类

01. 使用定时器添加敌机

运行 备课代码，观察 敌机的 出现规律：

1. 游戏启动后，每隔 1 秒 会 出现一架敌机

2. 每架敌机 向屏幕下方飞行，飞行 速度各不相同

3. 每架敌机出现的 水平位置 也不尽相同

4. 当敌机 从屏幕下方飞出，不会再飞回到屏幕中

1.1 定时器

• 在

  pygame

  中可以使用

  pygame.time.set_timer()

  来添加 定时器

• 所谓 定时器，就是 每隔一段时间，去 执行一些动作

set_timer(eventid, milliseconds) -> None

• set_timer

  可以创建一个 事件

• 可以在 游戏循环 的 事件监听 方法中捕获到该事件

• 第 1 个参数 事件代号 需要基于常量

  pygame.USEREVENT

  来指定

  USEREVENT

  是一个整数，再增加的事件可以使用

  USEREVENT + 1

  指定，依次类推…

第 2 个参数是 事件触发 间隔的 毫秒值

重写 update() 方法

判断 是否飞出屏幕，如果是，从 精灵组 删除

2.1 敌机类的准备

• 在

  plane_sprites

  新建

  Enemy

  继承自

  GameSprite

• 重写 初始化方法，直接指定 图片名称

• 暂时 不实现 随机速度 和 随机位置 的指定

• 重写

  update

  方法，判断是否飞出屏幕

class Enemy(GameSprite):

"""敌机精灵"""

def __init__(self):

# 1. 调用父类方法，创建敌机精灵，并且指定敌机的图像

super().__init__("./images/enemy1.png")

# 2. 设置敌机的随机初始速度

# 3. 设置敌机的随机初始位置

def update(self):

# 1. 调用父类方法，让敌机在垂直方向运动

super().update()

# 2. 判断是否飞出屏幕，如果是，需要将敌机从精灵组删除

if self.rect.y >= SCREEN_RECT.height:

print("敌机飞出屏幕...")

2.2 创建敌机

演练步骤

1. 在

   __create_sprites

   ，添加 敌机精灵组
   敌机是 定时被创建的，因此在初始化方法中，不需要创建敌机

2. 在

   __event_handler

   ，创建敌机，并且 添加到精灵组
   调用 精灵组 的

   add

   方法可以 向精灵组添加精灵

3. 在

   __update_sprites

   ，让 敌机精灵组 调用

   update

   和

   draw

   方法

演练代码

• 修改

  plane_main

  的

  __create_sprites

  方法

# 敌机组

self.enemy_group = pygame.sprite.Group()

• 修改

  plane_main

  的

  __update_sprites

  方法

self.enemy_group.update()

self.enemy_group.draw(self.screen)

• 定时出现敌机

elif event.type == CREATE_ENEMY_EVENT:

self.enemy_group.add(Enemy())

2.3 随机敌机位置和速度

1) 导入模块

• 在导入模块时，建议 按照以下顺序导入

1. 官方标准模块导入

2. 第三方模块导入

3. 应用程序模块导入

• 修改

  plane_sprites.py

  增加

  random

  的导入

import random

2) 随机位置

[外链图片转存失败(img-aGu79V2C-1564058719641)(media/15025309517247/015_%E9%A3%9E%E6%9C%BA%E5%88%9D%E5%A7%8B%E4%BD%8D%E7%BD%AE.png)]

使用

pygame.Rect

bottom

• bottom = y + height

• y = bottom - height

3) 代码实现

• 修改 初始化方法，随机敌机出现 速度 和 位置

def __init__(self):

# 1. 调用父类方法，创建敌机精灵，并且指定敌机的图像

super().__init__("./images/enemy1.png")

# 2. 设置敌机的随机初始速度 1 ~ 3

self.speed = random.randint(1, 3)

# 3. 设置敌机的随机初始位置

self.rect.bottom = 0

max_x = SCREEN_RECT.width - self.rect.width

self.rect.x = random.randint(0, max_x)

2.4 移出屏幕销毁敌机

• 敌机移出屏幕之后，如果 没有撞到英雄，敌机的历史使命已经终结

• 需要从 敌机组 删除，否则会造成 内存浪费

检测敌机被销毁

• __del__

  内置方法会在对象被销毁前调用，在开发中，可以用于 判断对象是否被销毁

def __del__(self):

print("敌机挂了 %s" % self.rect)

代码实现

• 判断敌机是否飞出屏幕，如果是，调用

  kill()

  方法从所有组中删除

def update(self):

super().update()

# 判断敌机是否移出屏幕

if self.rect.y >= SCREEN_RECT.height:

# 将精灵从所有组中删除

self.kill()

碰撞检测

目标

• 了解碰撞检测方法

• 碰撞实现

01. 了解碰撞检测方法

• pygame

  提供了 两个非常方便 的方法可以实现碰撞检测：

pygame.sprite.groupcollide()

• 两个精灵组 中 所有的精灵 的碰撞检测

groupcollide(group1, group2, dokill1, dokill2, collided = None) -> Sprite_dict

• 如果将

  dokill

  设置为

  True

  ，则 发生碰撞的精灵将被自动移除

• collided

  参数是用于 计算碰撞的回调函数
  如果没有指定，则每个精灵必须有一个

  rect

  属性

pygame.sprite.spritecollide()

• 判断 某个精灵 和 指定精灵组 中的精灵的碰撞

spritecollide(sprite, group, dokill, collided = None) -> Sprite_list

• 如果将

  dokill

  设置为

  True

  ，则 指定精灵组 中 发生碰撞的精灵将被自动移除

• collided

  参数是用于 计算碰撞的回调函数
  如果没有指定，则每个精灵必须有一个

  rect

  属性

返回 精灵组 中跟 精灵 发生碰撞的 精灵列表

重写 update() 方法

英雄需要 水平移动

• 并且需要保证不能 移出屏幕

增加

bullets

增加

fire

重写 update() 方法

判断 是否飞出屏幕，如果是，从 精灵组 删除

02. 创建英雄

2.1 准备英雄类

• 在

  plane_sprites

  新建

  Hero

  类

• 重写 初始化方法，直接指定 图片名称，并且将初始速度设置为

  0

• 设置 英雄的初始位置

• centerx = x + 0.5 * width

• centery = y + 0.5 * height

• bottom = y + height

class Hero(GameSprite):

"""英雄精灵"""

def __init__(self):

super().__init__("./images/me1.png", 0)

# 设置初始位置

self.rect.centerx = SCREEN_RECT.centerx

self.rect.bottom = SCREEN_RECT.bottom - 120

2.2 绘制英雄

1. 在

   __create_sprites

   ，添加 英雄精灵 和 英雄精灵组

   后续要针对 英雄 做 碰撞检测 以及 发射子弹

   • 所以 英雄 需要 单独定义成属性

2. 在

   __update_sprites

   ，让 英雄精灵组 调用

   update

   和

   draw

   方法

代码实现

• 修改

  __create_sprites

  方法如下：

# 英雄组

self.hero = Hero()

self.hero_group = pygame.sprite.Group(self.hero)

• 修改

  __update_sprites

  方法如下：

self.hero_group.update()

self.hero_group.draw(self.screen)

03. 移动英雄位置

在

pygame

中针对 键盘按键的捕获，有 两种 方式

• 第一种方式 判断

  event.type == pygame.KEYDOWN

• 第二种方式

  首先使用

  pygame.key.get_pressed()

  返回 所有按键元组

  1. 通过 键盘常量，判断元组中 某一个键是否被按下 —— 如果被按下，对应数值为

     1

提问 这两种方式之间有什么区别呢？

• 第一种方式

elif event.type == pygame.KEYDOWN and event.key == pygame.K_RIGHT:

print("向右移动...")

• 第二种方式

# 返回所有按键的元组，如果某个键被按下，对应的值会是1

keys_pressed = pygame.key.get_pressed()

# 判断是否按下了方向键

if keys_pressed[pygame.K_RIGHT]:

print("向右移动...")

结论

• 第一种方式

  event.type

  用户 必须要抬起按键 才算一次 按键事件，操作灵活性会大打折扣

• 第二种方式 用户可以按住方向键不放，就能够实现持续向某一个方向移动了，操作灵活性更好

3.1 移动英雄位置

演练步骤

1. 在

   Hero

   类中重写

   update

   方法

   用 速度

   speed

   和 英雄

   rect.x

   进行叠加

   • 不需要调用父类方法 —— 父类方法只是实现了单纯的垂直运动

2. 在

   __event_handler

   方法中根据 左右方向键 设置英雄的 速度

   向右 =>

   speed = 2

   • 向左 =>

     speed = -2

   • 其他 =>

     speed = 0

代码演练

• 在

  Hero

  类，重写

  update()

  方法，根据速度水平移动 英雄的飞机

def update(self):

# 飞机水平移动

self.rect.x += self.speed

• 调整键盘按键代码

# 获取用户按键

keys_pressed = pygame.key.get_pressed()

if keys_pressed[pygame.K_RIGHT]:

self.hero.speed = 2

elif keys_pressed[pygame.K_LEFT]:

self.hero.speed = -2

else:

self.hero.speed = 0

3.2 控制英雄运动边界

• 在

  Hero

  类的

  update()

  方法判断 英雄 是否超出 屏幕边界

[外链图片转存失败(img-KPXL8Rmp-1564058773292)(media/15025349250200/003_pygame.Rect.png)]

• right = x + width

  利用

  right

  属性可以非常容易的针对右侧设置精灵位置

[外链图片转存失败(img-reySmsdj-1564058773292)(media/15025349250200/017_%E8%8B%B1%E9%9B%84%E4%BD%8D%E7%BD%AEII.png)]

def update(self):

# 飞机水平移动

self.rect.x += self.speed
# 判断屏幕边界

if self.rect.left < 0:

self.rect.left = 0

if self.rect.right > SCREEN_RECT.right:

self.rect.right = SCREEN_RECT.right

04. 发射子弹

需求回顾 —— 英雄需求

1. 游戏启动后，英雄 出现在屏幕的 水平中间 位置，距离 屏幕底部

   120

   像素

2. 英雄 每隔

   0.5

   秒发射一次子弹，每次 连发三枚子弹

3. 英雄 默认不会移动，需要通过 左/右 方向键，控制 英雄 在水平方向移动

4.1 添加发射子弹事件

pygame

1. 定义 定时器常量 ——

   eventid

2. 在 初始化方法 中，调用

   set_timer

   方法 设置定时器事件

3. 在 游戏循环 中，监听定时器事件

代码实现

• 在

  Hero

  中定义

  fire

  方法

def fire(self):

print("发射子弹...")

• 在

  plane_main.py

  的顶部定义 发射子弹 事件常量

# 英雄发射子弹事件

HERO_FIRE_EVENT = pygame.USEREVENT + 1

• 在

  __init__

  方法末尾中添加 发射子弹 事件

# 每隔 0.5 秒发射一次子弹

pygame.time.set_timer(HERO_FIRE_EVENT, 500)

• 在

  __event_handler

  方法中让英雄发射子弹

elif event.type == HERO_FIRE_EVENT:

self.hero.fire()

4.2 定义子弹类

需求回顾 —— 子弹需求

1. 子弹 从 英雄 的正上方发射 沿直线 向 上方 飞行

2. 飞出屏幕后，需要从 精灵组 中删除

Bullet —— 子弹

• 初始化方法

  指定 子弹图片

• 初始速度 = -2 —— 子弹需要向上方飞行

重写 update() 方法

判断 是否飞出屏幕，如果是，从 精灵组 删除

定义子弹类

• 在

  plane_sprites

  新建

  Bullet

  继承自

  GameSprite

• 重写 初始化方法，直接指定 图片名称，并且设置 初始速度

• 重写

  update()

  方法，判断子弹 飞出屏幕从精灵组删除

class Bullet(GameSprite):

"""子弹精灵"""

def __init__(self):

super().__init__("./images/bullet1.png", -2)

def update(self):

super().update()

# 判断是否超出屏幕，如果是，从精灵组删除

if self.rect.bottom < 0:

self.kill()

4.3 发射子弹

演练步骤

1. 在

   Hero

   的 初始化方法 中创建 子弹精灵组 属性

2. 修改

   plane_main.py

   的

   __update_sprites

   方法，让 子弹精灵组 调用

   update

   和

   draw

   方法

3. 实现

   fire()

   方法

   创建子弹精灵

   • 设置初始位置 —— 在 英雄的正上方

   • 将 子弹 添加到精灵组

代码实现

• 初始化方法

# 创建子弹的精灵组

self.bullets = pygame.sprite.Group()

• 修改

  fire()

  方法

def fire(self):

# 1. 创建子弹精灵

bullet = Bullet()

# 2. 设置精灵的位置

bullet.rect.bottom = self.rect.y - 20

bullet.rect.centerx = self.rect.centerx

# 3. 将精灵添加到精灵组

self.bullets.add(bullet)

一次发射三枚子弹

• 修改

  fire()

  方法，一次发射三枚子弹

def fire(self):

for i in (1, 2, 3):

# 1. 创建子弹精灵

bullet = Bullet()

# 2. 设置精灵的位置

bullet.rect.bottom = self.rect.y - i * 20

bullet.rect.centerx = self.rect.centerx

# 3. 将精灵添加到精灵组

self.bullets.add(bullet)

游戏背景

目标

• 背景交替滚动的思路确定

• 显示游戏背景

01. 背景交替滚动的思路确定

运行 备课代码，观察 背景图像的显示效果：

• 游戏启动后，背景图像 会 连续不断地 向下方 移动

• 在 视觉上 产生英雄的飞机不断向上方飞行的 错觉 —— 在很多跑酷类游戏中常用的套路

  游戏的背景 不断变化

• 游戏的主角 位置保持不变

1.1 实现思路分

解决办法

1. 创建两张背景图像精灵

   第

   1

   张 完全和屏幕重合

   • 第

     2

     张在 屏幕的正上方

2. 两张图像 一起向下方运动

   self.rect.y += self.speed

3. 当 任意背景精灵 的

   rect.y >= 屏幕的高度

   说明已经 移动到屏幕下方

4. 将 移动到屏幕下方的这张图像 设置到 屏幕的正上方

   rect.y = -rect.height

1.2 设计背景类

• 初始化方法

  直接指定 背景图片

• is_alt

  判断是否是另一张图像

  False

  表示 第一张图像，需要与屏幕重合

• True

  表示 另一张图像，在屏幕的正上方

update() 方法

判断 是否移动出屏幕，如果是，将图像设置到 屏幕的正上方，从而实现 交替滚动

继承 如果父类提供的方法，不能满足子类的需求：

• 派生一个子类

• 在子类中针对特有的需求，重写父类方法，并且进行扩展

02. 显示游戏背景

2.1 背景精灵的基本实现

• 在

  plane_sprites

  新建

  Background

  继承自

  GameSprite

class Background(GameSprite):

"""游戏背景精灵"""

def update(self):

# 1. 调用父类的方法实现

super().update()

# 2. 判断是否移出屏幕，如果移出屏幕，将图像设置到屏幕的上方

if self.rect.y >= SCREEN_RECT.height:

self.rect.y = -self.rect.height

2.2 在

plane_main.py

中显示背景精灵

1. 在

   __create_sprites

   方法中创建 精灵 和 精灵组

2. 在

   __update_sprites

   方法中，让 精灵组 调用

   update()

   和

   draw()

   方法

__create_sprites

方法

def __create_sprites(self):

# 创建背景精灵和精灵组

bg1 = Background("./images/background.png")

bg2 = Background("./images/background.png")

bg2.rect.y = -bg2.rect.height

self.back_group = pygame.sprite.Group(bg1, bg2)

__update_sprites

方法

def __update_sprites(self):

self.back_group.update()

self.back_group.draw(self.screen)

2.3 利用初始化方法，简化背景精灵创建

思考 —— 上一小结完成的代码存在什么样的问题？能否简化？

• 在主程序中，创建的两个背景精灵，传入了相同的图像文件路径

• 创建 第二个 背景精灵 时，在主程序中，设置背景精灵的图像位置

思考 —— 精灵 初始位置 的设置，应该 由主程序负责？还是 由精灵自己负责？

答案 —— 由精灵自己负责

• 根据面向对象设计原则，应该将对象的职责，封装到类的代码内部

• 尽量简化程序调用一方的代码调用

• 初始化方法

  直接指定 背景图片

• is_alt

  判断是否是另一张图像

  False

  表示 第一张图像，需要与屏幕重合

• True

  表示 另一张图像，在屏幕的正上方

在

plane_sprites.py

Background

def __init__(self, is_alt=False):

image_name = "./images/background.png"

super().__init__(image_name)

# 判断是否交替图片，如果是，将图片设置到屏幕顶部

if is_alt:

self.rect.y = -self.rect.height

• 修改

  plane_main

  的

  __create_sprites

  方法

# 创建背景精灵和精灵组

bg1 = Background()

bg2 = Background(True)

self.back_group = pygame.sprite.Group(bg1, bg2)

游戏框架搭建

目标 —— 使用 面相对象 设计 飞机大战游戏类

目标

• 明确主程序职责

• 实现主程序类

• 准备游戏精灵组

01. 明确主程序职责

• 回顾 快速入门案例，一个游戏主程序的 职责 可以分为两个部分：

  游戏初始化

• 游戏循环

根据明确的职责，设计

PlaneGame