PygameZero中文文档 - 2

发表于 2019-08-28 更新于 2020-11-24 分类于 Python 阅读次数：阅读次数：

本篇介绍了FlappyBird的PygameZero实现，为了方便与Scratch比较，所以没有加入计分功能。

舞台

在Scratch舞台区的内容大概是这样的：

除了舞台背景之外，还有三个对象：小鸟，上方管道和下方管道，对应的Pygame Zero代码是把这些对象都设置为 Actors ：

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bird = Actor('bird1', (75, 200))
pipe_top = Actor('top', anchor=('left', 'bottom'))
pipe_bottom = Actor('bottom', anchor=('left', 'top'))

在Pygame Zero中，我们还必须保证绘制这些对象。原则上，这为绘制场景提供了一些灵活性：

def draw():
    screen.blit('background', (0, 0))
    pipe_top.draw()
    pipe_bottom.draw()
    bird.draw()

管道移动

不管小鸟如何，管道都以恒定的速度移动。当它们离开屏幕的左侧时，会向右环绕，并且他们的垂直位置是随机的。

在Scratch中，可以通过为上方管道和下方管道创建两个不同脚本来实现。

总结一下这里都干了啥：

当管道离开屏幕的左侧时，条件x position < -240为真，这将会重置管道。
变量pipe_height用于改变管道在竖直方向上的位置。因为它们之间空隙高度应保持不变，我们无法随机两个高度。因此，我们只在其中一个脚本设置了pipe_height随机的逻辑，而另一个脚本则没有这个逻辑。
脚本set y position to pipe height +/- 230 让上方的管道在pipe_height之上，让下方管道在pipe_height之下。

在Pygame Zero中代码就简单多了。我们可以定义一个函数不停的更新两个管道。当然我把更新管道的过程分成了两部分，这样管道重置的过程就更加清晰：

import random

WIDTH = 400
HEIGHT = 708
GAP = 130
SPEED = 3

def reset_pipes():
    pipe_gap_y = random.randint(200, HEIGHT - 200)
    pipe_top.pos = (WIDTH, pipe_gap_y - GAP // 2)
    pipe_bottom.pos = (WIDTH, pipe_gap_y + GAP // 2)

def update_pipes():
    pipe_top.left -= SPEED
    pipe_bottom.left -= SPEED
    if pipe_top.right < 0:
        reset_pipes()

与Scratch一个小小的不同，是我可以把需要复用的值定义为“常量”，用大写字母表示。当我需要调整游戏时，我只需要修改一次值就好了。比如在上面的例子中，当我需要增大或者减小空隙高度的时候，我只需要简单的修改 GAP 的值就可以了。

与Scratch代码最大的不同在于，Python代码中没有 forever 循环。这是Scratch和大多数基于文本的编程语言的区别：你必须通过重复的更新一小步动画的方式来更新游戏。重复的过程让Pygame Zero有机会处理输入或者刷新屏幕。如此循环往复就会形成游戏了，所以任何循环都必须快速完成。

当你需要更新一步动画的时候，Pygame Zero会调用 update() 函数，所以我们只需要调用一次 update_walls

1 2	def update(): update_walls()

小鸟

上面介绍的如何把Scratch逻辑转换为Python代码的模式，同样适用于小鸟的逻辑。我们首先来看一下Python代码。

用来更新小鸟相关的代码被整合到了一个叫做update_bird 的函数中。

根据重力移动小鸟

这段代码包含的第一部分，是根据重力移动小鸟的相关代码：

GRAVITY = 0.3

# 小鸟的初始状态
bird.dead = False
bird.vy = 0

def update_bird():
    uy = bird.vy
    bird.vy += GRAVITY
    bird.y += bird.vy
    bird.x = 75

这是一个很简单的重力公式：

GRAVITY 指的是 重力加速度
加速度是指速度的改变
速度代表小鸟的位置的改变

因此我们需要追踪一个 bird.vy 变量，表示小鸟在 y 方向的速度。这是我们新定义的一个变量，而不是Pygame Zero提供的。

GRAVITY 指的是 重力加速度 ：GRAVITY 大于0
加速度是指速度的改变：把 GRAVITY 加到 bird.vy
速度代表小鸟的位置的改变: 把 bird.vy 加到 bird.y 上

注意！小鸟水平方向的位置是始终不变的，整个游戏中小鸟的 x 坐标始终是 75。我们通过让管道移向小鸟来模拟小鸟的运动。这看起来就像是一个移动的镜头在跟随着小鸟，所以游戏中并不需要 vx 变量。

让小鸟拍打翅膀

接下来的部分是让小鸟可以拍打翅膀：

if not bird.dead:
    if bird.vy < -3:
        bird.image = 'bird2'
    else:
        bird.image = 'bird1'

这会检查小鸟是向上移动还是向下移动。如果小鸟向上移动我们设置图片为 bird2 ，否则设置图片为bird1 。（-3是通过不断试错得出的经验值，这样游戏看起来会更加真实。）

bird1

bird2

检测小鸟是否撞管子

接下来我们要检测小鸟有没有撞管子。

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if bird.colliderect(pipe_top) or bird.colliderect(pipe_bottom):
    bird.dead = True
    bird.image = 'birddead'

birddead

如果小鸟撞到管子了，我们就把变量 bird.dead 值设置为 True。这是一个布尔值表示非假即真，这样我们可以方便的检测小鸟是否还活着。如果小鸟挂了，我们就不需要响应玩家的输入了。

检测小鸟是否触顶/触底

最后我们检测一下小鸟有没有触底或触顶（屏幕的上下边缘），如果是的话就重置小鸟的状态和属性：

if not 0 < bird.y < 720:
    bird.y = 200
    bird.dead = False
    bird.vy = 0
    reset_pipes()

重置小鸟，为什么要调用 reset_pipes() 呢？是因为我们把管道代码定义成一个独立的函数，所以每当我们想重置游戏时都可以调用它。这样，小鸟回到初始位置时会让玩家有一段反应的时间，这样才是一个友好的游戏。

放在`update()`函数中

再次重申，以上过程的每一帧都要调用，因此我们把这些操作放到 update_date() 函数：

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def update():
   update_walls()
   update_bird()

响应玩家输入控制

小鸟逻辑的最后一部分是必须响应玩家控制。当我们按键时要让小鸟向上飞。当你按了键盘上的任何一个按键，Pygame Zero都会调用 on_key_down 函数（需要先定义）：

FLAP_VELOCITY = -6.5

def on_key_down():
    if not bird.dead:
        bird.vy = FLAP_VELOCITY

这里，如果小鸟没挂的话，我们设置小鸟的 vy 为一个负数：在Pygame Zero中，意味着小鸟在向上移动。

无论Scratch还是Python代码，你都能够找到许多相似之处：

_images/flappybird-bird-start.png _images/flappybird-space.png

Scratch和Pygame Zero最大的区别在于：

在Pygame Zero中你不能无限循环，只能更新每一帧并然后重复
坐标系不同。Pygame Zero中屏幕的左上角是原点 x = 0, y = 0, x轴正方向跟Scratch一样是从左向右的，但是 y 轴指向屏幕下方！这也是为什么GRAVITY 是正数而 FLAP_VELOCITY 是负数了。
bird.dead 是一个布尔值，所以我们可以写 if not bird.dead 而不是像Scratch一样写 dead = 0。

总结

许多Scratch种的概念可以直接迁移到Pygame Zero中。

下面是一些对比：

In Scratch	In Pygame Zero
`change y by 1` (上)	`bird.y -= 1`
`change y by -1` (下)	`bird.y += 1`
`set costume to <name>`	`bird.image = 'name'`
`if dead = 0`	`if not bird.dead:`
`set dead to 0`	`bird.dead = False`
`if touching Top?`	`if bird.colliderect(pipe_top)`
`When Flag clicked`… `forever`	把代码放入`update()`函数中
`When [any] key pressed`	`def on_key_down():`
`pick random a to b`	`import random` to load the `random` module, then `random.randint(a, b)`
(0, 0) 是舞台中心	(0, 0) 是窗口左上角

在某些情况下，Python中的代码更简单，因为Python的代码可以组织成更易于阅读的方式。

Pygame Zero中的角色也让我们更加简单的使用坐标。我们使用 anchor 位置来定位管道，我们通过检测管道的 pipe_top.right < 0 而不是 if x position < -240 来判断管道是否离开了屏幕。

全部代码

# flappybird.py

import random
import pgzrun

bird = Actor('bird2', (75, 200))
pipe_top = Actor('top', anchor=('left', 'bottom'))
pipe_bottom = Actor('bottom', anchor=('left', 'top'))

WIDTH = 400
HEIGHT = 708
GAP = 150
SPEED = 3


def reset_pipes():
    pipe_gap_y = random.randint(200, HEIGHT - 200)
    pipe_top.pos = (WIDTH, pipe_gap_y - GAP // 2)
    pipe_bottom.pos = (WIDTH, pipe_gap_y + GAP // 2)


def update_pipes():
    pipe_top.left -= SPEED
    pipe_bottom.left -= SPEED
    if pipe_top.right < 0:
        reset_pipes()


GRAVITY = 0.3

bird.dead = False
bird.vy = 0


def update_bird():
    bird.image = 'bird2'
    bird.vy += GRAVITY
    bird.y += bird.vy
    bird.x = 75

    if bird.colliderect(pipe_top) or bird.colliderect(pipe_bottom):
        bird.dead = True
        bird.image = 'dead'

    if not bird.dead:
        if bird.vy < -3:
            bird.image = 'bird2'
        else:
            bird.image = 'bird1'

    if not 0 < bird.y < 720:
        bird.y = 200
        bird.dead = False
        bird.vy = 0
        reset_pipes()


def draw():
    screen.blit('background', (0, 0))
    pipe_top.draw()
    pipe_bottom.draw()
    bird.draw()


def update():
    update_pipes()
    update_bird()


FLAP_VELOCITY = -6.5


def on_key_down():
    if not bird.dead:
        bird.vy = FLAP_VELOCITY


def on_mouse_down():
    if not bird.dead:
        bird.vy = FLAP_VELOCITY


pgzrun.go()

小提示：导入pgzrun后，调用pgzrun.go()可以直接运行程序，而不需要在命令行中使用命令pgzrun flappybird.py。

舞台