一日一技：用 Python 做遊戲有多簡單
攝影：產品經理
豬排飯磨芝麻
我 520 的公衆號圖片發了以後，有很多同學問我這個遊戲是怎麼做的，難不難。我就用兩篇文章來介紹一下，如果使用 Python 做遊戲。
這個遊戲是使用 PyGame 做的，貼圖素材是從 itch.io[1] 找的。我之前也沒有用過 PyGame，這次屬於是現學現用，參考的教程是 PyGame: A Primer on Game Programming in Python[2]。
用 PyGame 做遊戲非常簡單，我們今天第一篇文章，讓大家實現一個可以在地圖上移動的小豬。
基本框架
首先，無論你是做什麼遊戲，別管三七二十一，先把下面這段代碼複製粘貼到你的編輯器裏面。所有遊戲都需要這幾行代碼：
import pygame
def main():
pygame.init()
pygame.display.set_caption('未聞Code：青南做的遊戲') # 遊戲標題
win = pygame.display.set_mode((800, 600)) # 窗口尺寸，寬800高600
running = True
while running:
for event in pygame.event.get():
if event.type == pygame.QUIT: # 點擊左上角或者右上角的x關閉窗口時，停止程序
running = False
main()運行效果如下圖所示：
加載素材
現在，我們隨便找兩張圖片，一張作爲背景，一張作爲主角。尺寸不用太在意，差不多就可以了，因爲我們可以用代碼動態調整。下面兩張圖是我隨便找的素材，大家注意圖中紅框框住的地方，是這兩張圖片的尺寸。
我們使用如下代碼加載圖片：
img_surf = pygame.image.load('圖片地址').convert_alpha()其中的.convert_alpha()是保留 png 圖片的透明背景。如果你加載的圖片不 png 圖片，可以把convert_alpha()改成convert()。
如果要修改圖片尺寸，使用如下代碼：
img_surf = pygame.transform.scale(img_surf, (寬, 高))要把圖片顯示在窗口中，使用下面兩行代碼：
win.blit(素材對象, (素材左上角的橫座標, 素材左上角的縱座標))
pygame.display.flip()完整的代碼如下：
import pygame
def main():
pygame.init()
pygame.display.set_caption('未聞Code：青南做的遊戲') # 遊戲標題
win = pygame.display.set_mode((800, 600)) # 窗口尺寸
bg_small = pygame.image.load('bg.png').convert_alpha()
bg_big = pygame.transform.scale(bg_small, (800, 600))
pig = pygame.image.load('pig_in_car.png').convert_alpha()
running = True
while running:
for event in pygame.event.get():
if event.type == pygame.QUIT: # 點擊左上角或者右上角的x關閉窗口時，停止程序
running = False
win.blit(bg_big, (0, 0)) # 背景圖最先加載，座標是(left, top)
win.blit(pig, (200, 300))
pygame.display.flip()
main()運行效果如下圖所示：
需要注意的是，win.blit和pygame.display.flip()都要放到 while 循環裏面。其中win.blit的第一個參數是我們剛剛加載的素材對象。第二個參數是一個元組，標記這個圖片左上角在畫布上面的座標。整個畫布左上角對應座標(0, 0)。由於背景圖的尺寸也是(800, 600)，所以背景圖的左上角放到(0, 0)，就剛好可以鋪滿整個畫布。
哪裏找素材？
我們做的是一個像素風格的遊戲，可以到itch.io上面找素材：
這個網站提高了大量的遊戲素材，並且絕大部分素材，在個人非商業用途的情況下是免費的。你找到自己喜歡的素材以後，就可以直接下載，整個過程你甚至都不需要登錄（比國內的垃圾素材網站可良心多了）。
怎麼我的素材長這樣？
你下載了素材以後，可能會發現一件非常奇怪的事情，怎麼素材全部畫在一張圖上？
實際上，這就是業界慣例，做素材的人會把每一類素材排列到一張圖片上，你要用的時候，需要自己去裁剪。例如所有植物放在一張圖上，所有雕像放在一張圖上，地基貼圖也放在一張圖上。
上面我們演示用的背景圖，初看起來是一張綠色的圖，但是它實際上包含了多個地基元素，請注意我用紅框框住的部分：
在正式遊戲中，我們要把每一個基本元素拆出來，重新組合起來使用。重組的時候，有些元素要複製多份重複使用，有些元素要旋轉縮放。最終組合成下面這樣看起來好看的地圖：
一般來說，像素風格的素材，尺寸大多是16x16，32x32，64x64，128x128。素材作者正常情況下會提供裁剪說明。如果沒有提供的話，你也可以肉眼觀察，然後猜一猜。
例如我要從雕像素材裏面剪切出紅框框住的女神像：
那麼，我可以這樣寫代碼：
img_surf = pygame.image.load('雕像素材.png').convert_alpha()
goddess= img_surf.subsurface(( 女神像左上角的橫座標 , 女神像左上角的縱座標, 女神像的寬, 女神像的高))運行效果如下圖所示：
可能有同學問：爲什麼女神的座標是這樣的呢？我只能說，這個座標是我試了很多次，試出來的。
使用小精靈來管理對象
除了背景圖，我們添加的每一個元素都是一個對象，例如上面的小豬和女神像。原則上來講，上面的代碼就足夠讓你把遊戲做得漂亮了，想加什麼東西，就不停加載圖片素材，然後放到合適的位置就可以了。
但我們可以使用面向對象的設計方法，讓代碼更容易維護，也更簡單。PyGame 裏面，有一個類叫做Sprite，我們可以爲每一個對象實現一個類，繼承Sprite，然後把對象的素材設置成.surf屬性，把對象的位置設置爲.rect屬性。例如上面的代碼，我們修改一下：
import pygame
class Bg(pygame.sprite.Sprite):
def __init__(self):
super(Bg, self).__init__()
bg_small = pygame.image.load('bg.png').convert_alpha()
grass_land = bg_small.subsurface((0, 0, 128, 128))
self.surf = pygame.transform.scale(grass_land, (800, 600))
self.rect = self.surf.get_rect(left=0, top=0) # 左上角定位
class Pig(pygame.sprite.Sprite):
def __init__(self):
super(Pig, self).__init__()
self.surf = pygame.image.load('pig_in_car.png').convert_alpha()
self.rect = self.surf.get_rect(center=(400, 300)) # 中心定位
class Goddess(pygame.sprite.Sprite):
def __init__(self):
super(Goddess, self).__init__()
building = pygame.image.load('building.png').convert_alpha()
self.surf = building.subsurface(((7 * 64 - 10, 0, 50, 100)))
self.rect = self.surf.get_rect(center=(500, 430)) # 女神像的中心放到畫布(500, 430)的位置
def main():
pygame.init()
pygame.display.set_caption('未聞Code：青南做的遊戲') # 遊戲標題
win = pygame.display.set_mode((800, 600)) # 窗口尺寸
bg = Bg()
goddess = Goddess()
pig = Pig()
all_sprites = [bg, goddess, pig] # 注意添加順序，後添加的對象圖層在先添加的對象的圖層上面
running = True
while running:
for event in pygame.event.get():
if event.type == pygame.QUIT: # 點擊左上角或者右上角的x關閉窗口時，停止程序
running = False
for sprite in all_sprites:
win.blit(sprite.surf, sprite.rect)
pygame.display.flip()
if __name__ == '__main__':
main()運行效果如下圖所示：
注意代碼中的all_sprites = [bg, goddess, pig]，這裏我使用的是列表。後面會有更高級的數據結構SpriteGroup來儲存他們。今天使用列表就足夠了。
素材對象.get_rect()會返回一個座標定位對象，這個對象有多個屬性，例如.left, .top, .center, .width, .height。在不傳參數的情況下，默認.left=0, .top=0，PyGame 會自動根據這個對象的尺寸計算.width，.height和.center。我們可以通過傳入參數的形式主動設定。當你設定左上角的時候，它自動就能算出中心點的座標；當你傳入中心座標的時候，它自動就能算出左上角的座標。
理論上來講，在每個類裏面，素材對象可以用任何名字，不一定要用.surf。座標定位對象也不一定要用.rect，只要你在win.blit的時候對應起來就可以了。但是如果你統一使用.surf和.rect會給你帶來很多好處。這一點我們到物體碰撞那個地方再講。因此我建議你就使用這兩個名字。
讓小豬動起來
既然是遊戲，那肯定要按鍵盤讓主角動起來。否則跟一幅畫有什麼區別呢？大家注意main()函數里面的while running這個循環，如果你在循環裏面加上一行代碼：print(111)，你會發現當你運行這個遊戲的時候，111會一直不停的打印出來。
PyGame 本質上，就是通過win.blit不停地畫圖，由於這個while循環每秒要運行很多次，如果每次運行的時候，我們讓win.blit的第二個參數，也就是素材對象的座標有細微的差異，那麼在人眼看起來，這個素材對象就在運動了。
我們的目標是按住鍵盤的上下左右方向鍵，小豬向 4 個不同的方向移動。在 PyGame 裏面，獲得鍵盤按住不放的鍵，使用如下代碼實現：
keys = pygame.key.get_pressed()它返回的是一個長得像列表的對象（但不是列表），當我們要判斷某個鍵是否被按下的時候，只需要判斷if keys[想要判斷的鍵]，如果返回True，說明被按住了。基於這個原理，我們來寫兩段代碼。首先修改Pig類，新增一個.update方法：
class Pig(pygame.sprite.Sprite):
def __init__(self):
super(Pig, self).__init__()
self.surf = pygame.image.load('pig_in_car.png').convert_alpha()
self.rect = self.surf.get_rect(center=(400, 300)) # 中心定位
def update(self, keys):
if keys[pygame.K_LEFT]:
self.rect.move_ip((-5, 0)) # 橫座標向左
elif keys[pygame.K_RIGHT]:
self.rect.move_ip((5, 0)) # 橫座標向右
elif keys[pygame.K_UP]:
self.rect.move_ip((0, -5)) #縱座標向上
elif keys[pygame.K_DOWN]:
self.rect.move_ip((0, 5)) # 縱座標向下
# 防止小豬跑到屏幕外面
if self.rect.left < 0:
self.rect.left = 0
if self.rect.right > 800:
self.rect.right = 800
if self.rect.top < 0:
self.rect.top = 0
if self.rect.bottom > 600:
self.rect.bottom = 600.update方法接收一個參數keys，就是我們按鍵返回的長得像列表的對象。然後判斷是哪個方向鍵被按下了。根據被按下的鍵，.rect座標定位對象修改相應方向的值。rect.move_ip這裏的ip是inplace的簡寫，也就是修改.rect這個屬性自身。它的參數是一個元組，對應橫座標和縱座標。橫縱座標小於 0 表示向左或者向上，大於 0 表示向右或者向下。
原來的main()函數只需要在win.blit之前增加兩行代碼：
keys = pygame.key.get_pressed()
pig.update(keys)完整代碼如下：
import pygame
class Bg(pygame.sprite.Sprite):
def __init__(self):
super(Bg, self).__init__()
bg_small = pygame.image.load('bg.png').convert_alpha()
grass_land = bg_small.subsurface((0, 0, 128, 128))
self.surf = pygame.transform.scale(grass_land, (800, 600))
self.rect = self.surf.get_rect(left=0, top=0) # 左上角定位
class Pig(pygame.sprite.Sprite):
def __init__(self):
super(Pig, self).__init__()
self.surf = pygame.image.load('pig_in_car.png').convert_alpha()
self.rect = self.surf.get_rect(center=(400, 300)) # 中心定位
def update(self, keys):
if keys[pygame.K_LEFT]:
self.rect.move_ip((-5, 0))
elif keys[pygame.K_RIGHT]:
self.rect.move_ip((5, 0))
elif keys[pygame.K_UP]:
self.rect.move_ip((0, -5))
elif keys[pygame.K_DOWN]:
self.rect.move_ip((0, 5))
# 防止小豬跑到屏幕外面
if self.rect.left < 0:
self.rect.left = 0
if self.rect.right > 800:
self.rect.right = 800
if self.rect.top < 0:
self.rect.top = 0
if self.rect.bottom > 600:
self.rect.bottom = 600
class Goddess(pygame.sprite.Sprite):
def __init__(self):
super(Goddess, self).__init__()
building = pygame.image.load('building.png').convert_alpha()
self.surf = building.subsurface(((7 * 64 - 10, 0, 50, 100)))
self.rect = self.surf.get_rect(center=(500, 430)) # 女神像的中心放到畫布(500, 430)的位置
def main():
pygame.init()
pygame.display.set_caption('未聞Code：青南做的遊戲') # 遊戲標題
win = pygame.display.set_mode((800, 600)) # 窗口尺寸
bg = Bg()
goddess = Goddess()
pig = Pig()
all_sprites = [bg, goddess, pig] # 注意添加順序，後添加的對象圖層在先添加的對象的圖層上面
running = True
while running:
for event in pygame.event.get():
if event.type == pygame.QUIT: # 點擊左上角或者右上角的x關閉窗口時，停止程序
running = False
keys = pygame.key.get_pressed()
pig.update(keys)
for sprite in all_sprites:
win.blit(sprite.surf, sprite.rect)
pygame.display.flip()
if __name__ == '__main__':
main()最後的運行效果如下面這個視頻所示：
總結
PyGame 做遊戲真的非常簡單，只要會加載素材，就能做出一個還能看得過去的遊戲。今天我們學會了怎麼添加素材，怎麼捕獲鍵盤事件。
PyGame 可以讀取 Gif 圖片，但是你會發現加載進來以後，Gif 不會動。下一篇文章，我們來講講如何讓你控制的角色動起來，例如控制一個小娃娃，移動的時候，它的腳也跟着動。以及對象的碰撞檢測。
參考資料
[1]
itch.io: https://itch.io/game-assets
[2]
PyGame: A Primer on Game Programming in Python: https://realpython.com/pygame-a-primer
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來源：https://mp.weixin.qq.com/s/Vx9vlLwZRkR2q5olAZveKg