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PONG - 100行代码写一个弹球游戏

Crossin先生
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大家好,欢迎来到 Crossin的编程教室 !

今天跟大家讲一讲:如何做游戏

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游戏的主题是弹球游戏《PONG》,它是史上第一款街机游戏。因此选它作为我这个游戏开发系列的第一期主题。

游戏引擎用的是 Python 的一个游戏库:pgzero。它是对 pygame 的一个封装,让你不需要写多余的套路代码,只要配置游戏的内容逻辑即可。

我们这个游戏用它来写,一共只需要100行代码。

首先需要安装 python 环境。这一步没搞定的同学,可以参考我们 python 入门教程:http://python666.cn,上面有详细图文介绍。

然后需要安装 pgzero 库,可以命令行下通过 pip 命令安装:

pip install pgzero

安装完,运行一句

pgzrun.go()

我们的游戏世界之门就已经打开了。

现在上面还是混沌初开,一片漆黑。

image.png

设定一个矩形的左上角坐标和长宽,在游戏的绘制函数 draw 中用指定颜色填充,我们就得到了一个矩形。

pad_1 = Rect((20, 20), (10, 100))

def draw():
    screen.clear()
    screen.draw.filled_rect(pad_1, 'white')

适当调整一下,就得到了一块游戏中用来挡球的板。

image.png

在游戏的更新函数中增加判断,当键盘上的“上”、“下”按键被按下时,修改挡板的y坐标,就可以在游戏中控制挡板的移动了。

PAD_SPEED = 10

def update(dt):
    if keyboard.up:
        pad_1.y -= PAD_SPEED
    elif keyboard.down:
        pad_1.y += PAD_SPEED

这样就已经完成 PONG 游戏中的玩家操控角色:一块可上下移动的挡板。而现在我们用到的代码仅仅10行。

有的小伙伴可能注意到了,这里有两个函数,一个叫 draw,它是负责游戏中的画面绘制,另一个叫 update,它负责游戏中的逻辑更新。

我们经常听到说游戏运行时速度是每秒30帧、60帧之类,或者叫做 FPS(Frames Per Second)。draw 和 update 就是在游戏的“一帧”画面中所要做的事情。你的计算机或者游戏主机的性能越高,每一帧所花费的计算时间就越少,游戏帧数就可以更高,游戏体验也就更流畅。

创建一个叫做 Ball 的类型,属性值包括位置和速度。然后,在绘图函数中以小球的位置为圆心画一个圆,在更新函数中按照匀速直线运动位移公式,也就是 位移=速度x时间,计算出小球下一帧的位置。如此就实现了一个会运动的小球。

class Ball():
    def __init__(self):
        self.pos = [300, 200]
        self.speed = [1, 1]        
    def update(self, dt):
        for i in range(2):
            self.pos[i] += self.speed[i] * dt

ball = Ball()

def draw():
    screen.clear()
    screen.draw.filled_rect(pad_1, 'white')
    screen.draw.filled_circle(ball.pos, BALL_RADIUS, 'white')

再设置一下边界条件,让小球到达屏幕边缘时可以改变对应的速度方向,碰到上下边缘就将y速度分量乘以-1,超出左右边缘则位置重新设置回屏幕中心。

class Ball():
    ...      

    def update(self, dt):
        for i in range(2):
            self.pos[i] += self.speed[i]

        if self.pos[1] < 0 or self.pos[1] > HEIGHT:
            self.speed[1] *= -1
        if self.pos[0] < 0 or self.pos[0] > WIDTH:
            self.reset()

有了板,有了球,接下来就是让他们之间产生关联。

在更新函数中做一个碰撞检测:如果板子的矩形与球的圆心产生了交集,就让球反弹回去。

def update(dt):
    ...
    
    ball.update(dt)

    if pad_1.collidepoint(ball.pos) and ball.speed[0] < 0:
        ball.speed[0] *= -1

到这一步,游戏的核心物理规则就已经定义完毕。

按照同样的方法,在屏幕的右侧创建第二块板,通过另外的按键进行控制。然后,当小球超出左右边界时,分别给对面一方得分。

class Ball():
    ...      

    def dead(self, side):
        scores[side] += 1
        self.reset()

这样,一个最最简单的,双人版弹球游戏就完成了。

当然,如果你找不到另一个人陪你一起玩,也可以让自己的左手跟右手玩。

或者,给一侧板增加一点自动追踪的代码:让板的位置随着球的位置移动。这也算是一个游戏AI了。

def auto_move_pad(dt):
    if ball.pos[0] > WIDTH / 2 and ball.speed[0] > 0:
        if pad_2.y + pad_2.height * 0.25 > ball.pos[1]:
            pad_2.y -= PAD_SPEED * dt
            if pad_2.top < 0:
                pad_2.top = 0
        elif pad_2.y + pad_2.height * 0.75 < ball.pos[1]:
            pad_2.y += PAD_SPEED * dt
            if pad_2.bottom > HEIGHT:
                pad_2.bottom = HEIGHT

至此,一个具备完整核心玩法的弹球游戏 PONG 已经完成了。加上空格也不到100行代码。特别适合编程新手刚刚接触游戏开发的小伙伴进行练习。

不过,我还给游戏增加了一点点细节,感兴趣的小伙伴可点击文章开头的视频进行观看。喜欢的话欢迎点赞和转发!

之后我还会来尝试更多的游戏类型,更多的玩法。争取完成最初立下的FLAG:实现100个游戏。如果你想看某类游戏或者某个游戏的实现,或者对某个实现细节有疑问,也可以留言中告诉我,我会优先考虑。

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本专栏旨在为编程初学者提供浅显易懂的入门指导。 另有同名公众号,及面向零基础学习者的 Python 入门教...
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