使用pygame开发游戏：合金弹头（1）

导读

Python的强大超出你的认知，Python的功能不止于可以做网络爬虫，数据分析，Python完全可以进行后端开发，AI，Python也可进行游戏开发，本文将会详细介绍Python使用pygame模块来开发一个名为“合金弹头”的游戏

本文将会介绍一款经典的射击类游戏：合金弹头，合金弹头游戏要求玩家控制自己的角色不断前行，并发射子弹去射击沿途遇到的各种怪物，同时还要躲避怪物发射的子弹。当然，由于完整的合金弹头游戏涉及的地图场景很多，而且怪物种类也很多，因此本文对该游戏进行了适当的简化。本游戏只实现了一个地图场景，并将之设置为无限地图，并且只实现了3种类型的怪物，但只要读者真正掌握了本文的内容，当然也就能从一个地图扩展为多个地图；也可以从3种类型的怪物扩展出多种类型的怪物了。

对于Python学习者来说，学习开发这个小程序难度适中，而且能很好地培养学习者的学习乐趣。开发者需要从程序员的角度来看待玩家面对的游戏界面，游戏界面上的每个怪物、每个角色、每颗子弹、每个能与玩家交互的东西，都应该在程序中通过类的形式来定义它们，这样才能更好地用面向对象的方式来解决问题。

本文将会介绍Python的一个游戏包：pygame，这个游戏包简化了游戏界面开发的计时器、多线程等复杂处理，因此使用pygame来开发游戏会更加简便。

合金弹头游戏简介

合金弹头是一款早期风靡一时的射击类游戏，这款游戏的节奏感非常强，让大部分男同胞充满童年回忆。图1显示了合金弹头的游戏界面。

图1 合金弹头

这款游戏的玩法很简单，玩家控制角色不断地向右前进，角色可通过跳跃来躲避敌人（也可统称为怪物）发射的子弹和地上的炸弹，玩家也可控制角色发射子弹来打死右边的各种敌人。对于完整的合金弹头游戏，它会包含很多“关卡”，每个关卡都是一种地图，每个关卡都包含了大量不同的怪物。但本文由于篇幅关系，只做了一种地图，而且这种地图是“无限循环”的—也就是说，玩家只能一直向前去消灭不同的怪物，无法实现“通关”。

提示

如果读者有兴趣把这款游戏改成包含很多关卡的游戏，那就需要准备大量的背景图片。然后为不同的地图加载不同的背景图片，让地图不要无限循环即可，并为不同地图使用不同的怪物。

安装pygame包

pygame是一个成熟的Python游戏包，下面简单介绍一下pygame相关的知识。

安装pygame包与安装其他Python包没有什么区别，同样可使用pip来安装。

启动命令行窗口，在命令行窗口中输入如下命令：

pip install pygame

上面命令将会自动安装pygame包的最新版本。运行上面命令会先看到程序先下载pygame包，然后可看到pygame安装成功的提示。

Installing collected packages: pygameSuccessfully installed pygame-1.9.4

提示

pip其实也是Python的一个模块，如果命令行窗口提示找不到pip命令，也则可通过python命令运行pip模块来安装pygame。例如通过如下命令来安装pygame包。

python -m pip install pygame

成功安装pygame包之后，可通过pydoc来查看pygame的相关文档。在命令行窗口输入如下命令：

python -m pydoc -p 8899

运行上面命令之后，打开浏览器查看http://localhost:8899/页面，可在Python安装目录的lib\site-packages下看到pygame包的文档，如图2所示。

图2 pygame的文档

如果单击图2所示页面上的“pygame（package）”链接，将可看到3所示的API页面。

图3 pygame包的内容

通过3所示的页面即可查看pygame包下的函数和类。

pygame常用的游戏API

从图3可以看出，pygame包中包含了大量的内容，比如image模块可用于读取和保存文件，transform模块可对图片执行变换等。下面简单介绍pygame包下常用的游戏API。

01使用pygame.image读取和保存图像

调用pygame.image模块的load()函数可读取图片，该函数返回一个包含图片的Surface，Surface的格式和原来的文件相同（包括颜色格式、透明色和alpha透明）。

例如如下代码。

img = pygame.image.load(filename)

pygame.image.load()函数用于读取文件名为filename的图像文件，pygame会自动确定图片文件的类型（比如GIF或PNG等），该方法说支持JPG、PNG、GIF（非动画）、BMP、PCX、TGA （未压缩图片）、TIF、LBM、PBM （及PGM、PPM）、XPM等。

调用pygame.image模块的save()函数可保存图片，该函数的第一个参数是一个包含图片的Surface，第二个参数是要保存图片的文件。

例如如下代码。

pygame.image.save(img, filename)

该函数用于将img代表的Surface的内容保存为filename指定的图像文件中，filename可指定图片文件的扩展名，pygame会自动根据文件扩展名来确定图片的格式。如果pygame不能识别文件扩展名代表的图片格式，则默认保存为TGA格式（GA和BMP格式都是非压缩的文件）

此外，还有pygame.image还提供了tostring()、fromstring()、frombuffer()函数来完成图像序列化操作：也就是用于将图像保存到字符串、或从字符串中读取图像。

02使用pygame.transform对图像执行变换

使用pygame.transform模块flip()函数可对图像执行水平或垂直镜像。该函数的第一个参数用于指定需要执行变换的原图像，第二个参数指定是否对图像执行垂直镜像，第三个参数指定是否对图像执行水平镜像。该函数不会改变原来的图像、它返回变换成功之后的图像。

例如如下代码对图像执行垂直镜像。

newimg = pygame.transform.flip(img, True, False)

如下代码对图像执行水平镜像。

newimg = pygame.transform.flip(img, False, True)

使用pygame.transform模块的scale()可以对图像进行缩放，该函数的第一个参数用于指定需要执行变换的原图像，第二个参数指定缩放之后的图像大小。该函数不会改变原来的图像、它返回变换成功之后的图像。

例如如下代码将原图像缩放到宽1200，高600

newimg = pygame.transform.resize(img, (1200, 600))

使用pygame.transform模块的scale2x()可以将图像放大到原来的2倍，该函数相当于resize()函数的便利化版本。

例如如下代码将原图像放大的原来的2倍。

newimg = pygame.transform.scale2x(img)

使用pygame.transform模块的rotate()可以对图像进行旋转，该函数的第一个参数用于指定需要执行变换的原图像，第二个参数指定旋转的角度，正值为逆时针旋转，负值是顺时针旋转。该函数不会改变原来的图像、它返回变换成功之后的图像。

例如如下代码将原图像逆时针旋转30度。

newimg = pygame.transform.rotate(img, 30.0)

需要说明的是，图像旋转之后可能比原来的图像更大，新图像空出来的部分补上透明色或原图像左上角第一个点的颜色。

使用pygame.transform模块的rotozoom()可以对图像进行缩放并旋转，该函数的第一个参数用于指定需要执行变换的原图像；第二个参数指定旋转的角度，正值为逆时针旋转，负值是顺时针旋转；第三个参数指定缩放比。该函数不会改变原来的图像、它返回变换成功之后的图像。

例如如下代码将原图像逆时针旋转30度、并放大到原来的2倍。

newimg = pygame.transform.rotozoom(img, 30.0, 2.0)

rotozoom()函数会对图像进行滤波处理，因此图像效果会更好，但是速度会慢一些。

使用pygame.transform模块的chop()可以对图像进行裁切，该函数的第一个参数用于指定需要执行裁切的原图像；第二个参数指定裁切的区域。该函数不会改变原来的图像、它返回变换成功之后的图像。

例如如下代码从原图像中“挖出”(50, 50, 100, 100)区域的一块。

newimg = pygame.transform.chop(img, (50, 50, 100, 100))

03绘图

使用Surface的blit()方法可将图片绘制在该Surface表面。该方法完整形式为blit(source, dest, area=None, special_flags = 0)，该方法第一个参数指定要绘制的图片，dest参数指定将source图片的绘制位置；area参数指定将只绘制source图片的指定区域。

例如如下代码可用于绘制游戏的背景图。

screen.blit(view_manager.map, (0, 0))

上面代码将map图片绘制到screen的(0,0)位置处，上面代码并未指定area参数，因此该代码会将map整张图片绘制在screen的(0,0)位置处。

下面代码同样同样用于绘制游戏的背景图。

screen.blit(self.map, (0, 0), (-player.shift(), 0, width, self.map.get_height()))

上面代码指定了area参数，该参数定义一个矩形，代表只将map图片的指定区域绘制在screen上。

如果要绘制几何图形，则可用pygame.draw模块所提供的相关函数。

rect(Surface, color, Rect, width=0) -> Rect：该函数在Surface上使用color绘制一个矩形。
polygon(Surface, color, pointlist, width=0) -> Rect：该函数在Surface上使用color绘制一个多边形，其中pointlist指定多边形的多个顶点。
line(Surface, color, start_pos, end_pos, width=1) -> Rect：该函数在Surface上使用color绘制一条线段，其中startpos指定线段的起点，end_pos指定线段的终点。
aaline(Surface, color, startpos, endpos, blend=1) -> Rect：该函数与line()函数基本相似，只是该函数用于绘制去锯齿的线段。
circle(Surface, color, pos, radius, width=0) -> Rect：该函数用于在Surface上使用color绘制一个圆。其中pos指定该圆的圆心，而radius指定圆的半径。
ellipse(Surface, color, Rect, width=0) -> Rect：该函数用于在Surface上使用color绘制一个椭圆。其中Rect参数用于指定该椭圆的外切矩形。
arc(Surface, color, Rect, start_angle, stop_angle, width=1) -> Rect：该函数用于在Surface上使用color绘制一个弧，其中start_angle参数指定该弧的起始角度，stop_angle指定该弧的结束角度。
lines(Surface, color, closed, pointlist, width=1)：该函数在Surface上使用color绘制多条连续的线段，其中pointlist参数指定多个线段的多个断点。
aalines(Surface, color, closed, pointlist, blend=1)：该函数与lines()函数基本相似，只是该函数用于绘制多条连续的去锯齿线段。

这些API是不是让你有点懵？不过不用担心，反正这些后面用到时会再次解释的。

大致熟悉pygame提供的以上API之后，下面将会调用上面API来开发游戏界面组件。

未完待续

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