Pgzero：用 Python 进行游戏开发

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1. pgzero

python在各个领域都有着丰富的第三方库，pygame是python在游戏领域的应用库，可以用来开发各种不同的游戏。但是对于初学者来说，还是存在一定的门槛。

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而今天要和大家分享的pgzero(pygame zero)是在pygame基础上做了进一步的封装，使得设计一款游戏十分的方便，特别适合少儿编程领域的教学, 与scratch相得益彰。

  • pgzero的安装
 
 
 
 
      
  
  
  
  1. pip install pygame 
    2.   
  
  
  
  2. pip install pgzero 
    3.

2. 游戏设计的过程

我们可以简单梳理下开发一款简单游戏需要的过程：

  • 游戏的故事设计
  • 游戏的场景绘制(背景图片和声音)
  • 游戏的角色
  • 如何控制角色
  • 如何判断成功与失败
  • 游戏的关卡设计

3. pgzero基础

pgzero游戏开发的过程如下：

  • 游戏屏幕区域screen pgzero中游戏界面窗口设置由全局变量和内置对象screen来完成：
    • 窗口外观：WIDTH , HEIGHT 和TITLE
    • 窗口清楚：screen.clear()
    • 窗口背景颜色：screen.fill((red, green, blue))
    • 在窗口绘制图像：screen.blit(image, (left, top))
    • 在窗口绘制几何图案：screen.draw.line screen.draw.circle screen.draw.rect
  • 游戏角色Actor pgzero中所有以图片显示的元素都是Actor类来定义。
 
 
 
 
      
  
  
  
  1. # 'alien' 表示alien图片，默认是images/alien.png 
    2.   
  
  
  
  2. # (50, 50) 定义了Actor在窗口上显示的位置 
    3.   
  
  
  
  3. alien = Actor('alien', (50, 50)) 
    4.

Actor的位置：

Actor重要属性和方法：

  • 其他属性同pygame.Rect
    • 外观：image， 如alien.image = 'alien_hurt'
    • 位置: piex坐标值：x,y, 设置位置：pos，left/right/top/bottom
    • 角度：angle
    • 绘制f方法：draw()
    • 距离方法: Actor.distance_to(target)
    • 角度方法：Actor.angle_to(target)
  • 游戏渲染绘制draw
  • 游戏状态的更新update
  • 游戏外部事件的触发控制on_xxx_xxx pgzero提供了常用的鼠标和键盘事件

键盘的按键信息是通过keyboard内置对象获取的，鼠标是mouse来获取的，如：

 
 
 
 
      
  
  
  
  1. keyboard.a  # The 'A' key 
    2.   
  
  
  
  2. keyboard.left  # The left arrow key 
    3.   
  
  
  
  3. keyboard.rshift  # The right shift key 
    4.   
  
  
  
  4. keyboard.kp0  # The '0' key on the keypad 
    5.   
  
  
  
  5. keyboard.k_0  # The main '0' key 
    6.   
  
  
  
  6.  
    7.   
  
  
  
  7. mouse.LEFT 
    8.   
  
  
  
  8. mouse.RIGHT 
    9.   
  
  
  
  9. mouse.MIDDLE 
    10.

详见

  • https://pygame-zero.readthedocs.io/en/stable/hooks.html#mouse.WHEEL_DOWN
  • 键盘事件:on_key_down, on_key_up
  • 鼠标事件：on_mouse_down， on_mouse_up, on_mouse_move

其他重要元素

  • 声音 sounds：支持wav和ogg， 资源对象目录默认为./sounds
 
 
 
 
      
  
  
  
  1. # 播放声音./sounds/drum.wav 
    2.   
  
  
  
  2. sounds.drum.play() 
    3.
  • 音乐 music: 支持mp3, 主要是时间较长的音频文件。资源对象目录默认为./music
 
 
 
 
      
  
  
  
  1. # 播放声音./music/drum.mp3 
    2.   
  
  
  
  2. music.play('drum') 
    3.
  • 动画效果Animations，如移动角色到某个位置
 
 
 
 
      
  
  
  
  1. # animate(object, tween='linear', duration=1, on_finished=None, **targets) 
    2.   
  
  
  
  2. animate(alien, pos=(100, 100)) 
    3.

详见：

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

4. pgzero游戏例子

了解了pgzero的基本使用情况，下面来举一个例子，将游戏编写制作的过程串起来。

我们来模拟手机上的一款游戏FlappyBird。游戏简单操作说明

在《FlappyBird》这款游戏中，玩家只需要用一根手指来操控，点击触摸屏幕，小鸟就会往上飞，不断的点击就会不断的往高处飞。放松手指，则会快速下降。所以玩家要控制小鸟一直向前飞行，然后注意躲避途中高低不平的管子。 [3]

1、在游戏开始后，点击屏幕，要记住是有间歇的点击屏幕，不要让小鸟掉下来。

2、尽量保持平和的心情，点的时候不要下手太重，尽量注视着小鸟。

3、游戏的得分是，小鸟安全穿过一个柱子且不撞上就是1分。当然撞上就直接挂掉，只有一条命。

pgzero游戏代码结构：

 
 
 
 
      
  
  
  
  1. import pgzrun 
    2.   
  
  
  
  2.  
    3.   
  
  
  
  3. # 全局变量和初始化信息 
    4.   
  
  
  
  4. TITLE = 'xxx' 
    5.   
  
  
  
  5. WIDTH = 400 
    6.   
  
  
  
  6. HEIGHT = 500 
    7.   
  
  
  
  7.  
    8.   
  
  
  
  8. # 绘制游戏元素 
    9.   
  
  
  
  9. def draw(): 
    10.   
  
  
  
  10.     pass 
    11.   
  
  
  
  11.  
    12.   
  
  
  
  12. # 更新游戏状态 
    13.   
  
  
  
  13. def update(): 
    14.   
  
  
  
  14.     pass 
    15.   
  
  
  
  15.  
    16.   
  
  
  
  16. # 处理键盘事件 
    17.   
  
  
  
  17. def on_key_down(): 
    18.   
  
  
  
  18.     pass 
    19.   
  
  
  
  19.  
    20.   
  
  
  
  20. # 处理键盘事件 
    21.   
  
  
  
  21. def on_mouse_down(): 
    22.   
  
  
  
  22.     pass 
    23.   
  
  
  
  23.  
    24.   
  
  
  
  24. # 执行 
    25.   
  
  
  
  25. pgzrun.go() 
    26.  
 
 

 
 
 
 
      
  
  
  
  1. import pgzrun 
    2.   
  
  
  
  2. import random 
    3.   
  
  
  
  3.  
    4.   
  
  
  
  4.  
    5.   
  
  
  
  5. TITLE = 'Flappy Bird' 
    6.   
  
  
  
  6. WIDTH = 400 
    7.   
  
  
  
  7. HEIGHT = 500 
    8.   
  
  
  
  8.  
    9.   
  
  
  
  9. # These constants control the difficulty of the game 
    10.   
  
  
  
  10. GAP = 130 
    11.   
  
  
  
  11. GRAVITY = 0.3 
    12.   
  
  
  
  12. FLAP_STRENGTH = 6.5 
    13.   
  
  
  
  13. SPEED = 3 
    14.   
  
  
  
  14.  
    15.   
  
  
  
  15. # bird  
    16.   
  
  
  
  16. bird = Actor('bird1', (75, 200)) 
    17.   
  
  
  
  17. bird.dead = False 
    18.   
  
  
  
  18. bird.score = 0 
    19.   
  
  
  
  19. bird.vy = 0 
    20.   
  
  
  
  20.  
    21.   
  
  
  
  21. storage = {} 
    22.   
  
  
  
  22. storage['highscore'] = 0 
    23.   
  
  
  
  23.  
    24.   
  
  
  
  24.  
    25.   
  
  
  
  25. def reset_pipes(): 
    26.   
  
  
  
  26.     # 设置随机的高度 
    27.   
  
  
  
  27.     pipe_gap_y = random.randint(200, HEIGHT - 200) 
    28.   
  
  
  
  28.     pipe_top.pos = (WIDTH, pipe_gap_y - GAP // 2) 
    29.   
  
  
  
  29.     pipe_bottom.pos = (WIDTH, pipe_gap_y + GAP // 2) 
    30.   
  
  
  
  30.  
    31.   
  
  
  
  31.  
    32.   
  
  
  
  32. pipe_top = Actor('top', anchor=('left', 'bottom')) 
    33.   
  
  
  
  33. pipe_bottom = Actor('bottom', anchor=('left', 'top')) 
    34.   
  
  
  
  34. reset_pipes()  # Set initial pipe positions. 
    35.   
  
  
  
  35.  
    36.   
  
  
  
  36.  
    37.   
  
  
  
  37. def update_pipes(): 
    38.   
  
  
  
  38.     # 不断的移动柱子 
    39.   
  
  
  
  39.     pipe_top.left -= SPEED 
    40.   
  
  
  
  40.     pipe_bottom.left -= SPEED 
    41.   
  
  
  
  41.     if pipe_top.right < 0: 
    42.   
  
  
  
  42.         reset_pipes() 
    43.   
  
  
  
  43.         if not bird.dead: 
    44.   
  
  
  
  44.             bird.score += 1 
    45.   
  
  
  
  45.             if bird.score > storage['highscore']: 
    46.   
  
  
  
  46.                 storage['highscore'] = bird.score 
    47.   
  
  
  
  47.  
    48.   
  
  
  
  48.  
    49.   
  
  
  
  49. def update_bird(): 
    50.   
  
  
  
  50.     # 小鸟下降 
    51.   
  
  
  
  51.     uy = bird.vy 
    52.   
  
  
  
  52.     bird.vy += GRAVITY 
    53.   
  
  
  
  53.     bird.y += (uy + bird.vy) / 2 
    54.   
  
  
  
  54.     bird.x = 75 
    55.   
  
  
  
  55.  
    56.   
  
  
  
  56.     # 根据小鸟死亡切换小鸟的造型 
    57.   
  
  
  
  57.     if not bird.dead: 
    58.   
  
  
  
  58.         if bird.vy < -3: 
    59.   
  
  
  
  59.             bird.image = 'bird2' 
    60.   
  
  
  
  60.         else: 
    61.   
  
  
  
  61.             bird.image = 'bird1' 
    62.   
  
  
  
  62.  
    63.   
  
  
  
  63.     # 判断小鸟死亡： 是否触碰柱子 
    64.   
  
  
  
  64.     if bird.colliderect(pipe_top) or bird.colliderect(pipe_bottom): 
    65.   
  
  
  
  65.         bird.dead = True 
    66.   
  
  
  
  66.         bird.image = 'birddead' 
    67.   
  
  
  
  67.  
    68.   
  
  
  
  68.     # 小鸟超过边界 初始化 
    69.   
  
  
  
  69.     if not 0 < bird.y < 720: 
    70.   
  
  
  
  70.         bird.y = 200 
    71.   
  
  
  
  71.         bird.dead = False 
    72.   
  
  
  
  72.         bird.score = 0 
    73.   
  
  
  
  73.         bird.vy = 0 
    74.   
  
  
  
  74.         reset_pipes() 
    75.   
  
  
  
  75.  
    76.   
  
  
  
  76.  
    77.   
  
  
  
  77. def update(): 
    78.   
  
  
  
  78.     update_pipes() 
    79.   
  
  
  
  79.     update_bird() 
    80.   
  
  
  
  80.  
    81.   
  
  
  
  81. # 按下任意键， 小鸟上升 
    82.   
  
  
  
  82. def on_key_down(): 
    83.   
  
  
  
  83.     if not bird.dead: 
    84.   
  
  
  
  84.         bird.vy = -FLAP_STRENGTH 
    85.   
  
  
  
  85.  
    86.   
  
  
  
  86. #  
    87.   
  
  
  
  87. def draw(): 
    88.   
  
  
  
  88.     # 背景图片 
    89.   
  
  
  
  89.     screen.blit('background', (0, 0)) 
    90.   
  
  
  
  90.      
    91.   
  
  
  
  91.     # 加载小鸟/柱子 
    92.   
  
  
  
  92.     pipe_top.draw() 
    93.   
  
  
  
  93.     pipe_bottom.draw() 
    94.   
  
  
  
  94.     bird.draw() 
    95.   
  
  
  
  95.  
    96.   
  
  
  
  96.     # 显示分数和最佳 
    97.   
  
  
  
  97.     screen.draw.text( 
    98.   
  
  
  
  98.         str(bird.score), 
    99.   
  
  
  
  99.         color='white', 
    100.   
  
  
  
  100.         midtop=(WIDTH // 2, 10), 
    101.   
  
  
  
  101.         fontsize=70, 
    102.   
  
  
  
  102.         shadow=(1, 1) 
    103.   
  
  
  
  103.     ) 
    104.   
  
  
  
  104.     screen.draw.text( 
    105.   
  
  
  
  105.         "Best: {}".format(storage['highscore']), 
    106.   
  
  
  
  106.         color=(200, 170, 0), 
    107.   
  
  
  
  107.         midbottom=(WIDTH // 2, HEIGHT - 10), 
    108.   
  
  
  
  108.         fontsize=30, 
    109.   
  
  
  
  109.         shadow=(1, 1) 
    110.   
  
  
  
  110.     ) 
    111.   
  
  
  
  111.  
    112.   
  
  
  
  112.  
    113.   
  
  
  
  113. pgzrun.go() 
    114.

5. 总结

本文分享了基于pygame封装版的pgzero开发python游戏的过程，希望对您有帮助。总结如下：

  • pgzero开发三剑客：draw() / update() / on_xxx_xxx()
  • pgzero内置对象：screen负责窗口设置，Actor负责图像显示，sounds负责短音频，music负责长音频bgm，动画效果有animate
  • pgzero资源目录：./images/xxx.png ./music/xxx.mp3 ./sounds/xxx/wav

6. 参考资料

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

新闻标题：Pgzero：用 Python 进行游戏开发
链接地址：http://www.csdahua.cn/qtweb/news4/36854.html

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