python 搞游戏服务端开发 python游戏服务端框架

pygame 游戏框架

• 初识 pygame

• 安装 pygame
• pygame 常用模块

• pygame 的基本使用(跳跃的小球游戏)

初识 pygame

pygame 是跨平台 Python 模块，专为电子游戏设计，包含图像、声音。创建在 SDL(Simple Direct Media Layer) 基础上，允许实时电子游戏研发而无需被低级语言、如 C 语言或是更低级的汇编语言束缚。基于这样一个设想，所有需要的游戏功能和理念都（主要是图像方便）完全简化为游戏逻辑本身，所有的资源就够都可以由 Python 提供。

安装 pygame

pygame 的安装非常简单，只需要一行命令：

pip install pygame

安装完后，检测以下是否安装成功，输入如下命令：

import pygame
pygame.ver

运行结果：

pygame 常用模块

用 pygame 做游戏开发的优势在于不需要过多地考虑底层相关的内容，而可以把工作重心放在游戏逻辑上。例如，pygame 中集成了很多和底层相关的模块，如访问显示设备、管理事件、使用字体等。pygame 的常用模块如图：

模块名	功能
pygame.cdrom	访问光驱
pygame.cursors	加载光标
pygame.display	访问显示设备
pygame.draw	绘制形状、线和点
pygame.event	管理事件
pygame.font	使用字体
pygame.imgae	加载和存储图片
pygame.joystick	使用游戏手柄或者类似的东西
pygame.key	读取键盘按键
pygame.mixer	声音
pygame.mouse	鼠标
pygame.movie	播放视频
pygame.music	播放音频
pygame.overlay	访问高级视频叠加
pygame.rect	管理矩形区域
pygame.sndarray	操作声音数据
pygame.sprite	操作移动图形
pygame.surface	管理图像和屏幕
pygame.surfarray	管理点阵图像数据
pygame.time	管理时间和帧信息
pygame.transform	缩放和移动图像

下面，使用 pygame 的 display 模块和 event 模块创建一个 pygame 窗口，代码如下：

# -*- coding:utf-8 -*-
import sys
import pygame

pygame.init()   # 初始化 pygame
size = (width, height) = (300, 240)         # 设置窗口
screen = pygame.display.set_mode(size)  # 显示窗口

# 执行死循环，确保窗口一直显示
while True:
    # 检查事件
    for event in pygame.event.get():    # 遍历所有事件
        if event.type == pygame.QUIT:   # 如果单击关闭窗口，则退出
            sys.exit()
pygame.quit()

运行效果：

pygame 的基本使用(跳跃的小球游戏)

实例：制作一个跳跃的小球游戏
创建一个游戏窗口，然后在窗口内创建一个小球。以一定的速度移动小球，当小球碰到游戏窗口的边缘时，小球弹回，继续移动。按照如下步骤实现：
（1）创建一个游戏窗口，宽和高设置为 640*480。代码如下：

import sys
import pygame

pygame.init()       # 初始化pygame
size = (width, height) = (640, 480)     # 设置窗口
screen = pygame.display.set_mode(size)  # 显示窗口

上述代码中，首先导入 pygame 模块，然后调用 init() 方法初始化 pygame 模块。接下来，设置窗口的宽和高，最后使用 display 模块显示窗体。display 模块的常用方法如下：

方法名	功能
pygame.display.init	初始化 display 模块
pygame.display.quit	结束 display 模块
pygame.display.get_init	如果 display 模块已经被初始化，则返回 True
pygame.display.set_mode	初始化一个准备显示的界面
pygame.display.get_surface	获取当前的 surface 对象
pygame.display.flip	更新整个待显示的 surface 对象到屏幕上
pygame.display.update	更新部分内容显示到屏幕上，如果没有参数则与 flip 功能相同

（2）运行上述代码，会出现一个一闪而过的黑色窗口，这是因为程序执行完成后，会自动关闭。如果让窗口一直显示，需要使用 while True 语句让程序一直运行，此外，还需要设置关闭按钮。具体代码如下：

# -*- coding = UTF-8 -*-
import sys
import pygame

pygame.init()       # 初始化pygame
size = (width, height) = (640, 480)     # 设置窗口
screen = pygame.display.set_mode(size)  # 显示窗口

# 执行死循环，确保窗口一直显示
while True:
    # 检查事件
    for event in pygame.event.get():
        if event.type == pygame.QUIT:   # 如果单击关闭窗口，则退出
            sys.exit()
pygame.quit()       # 退出 pygame

上述代码中，添加了轮询事件检测。pygame.event.get() 方法能够获取事件队列，使用 for ··· in 语句遍历事件，然后根据 type 属性判断事件类型。这里的事件处理与 GUI 类似，如 event.type 等于 pygame.QUIT，表示检测到关闭 pygame 窗口事件；pygame.KEYDOWN 表示键盘按下事件，pygame.MOUSEBUTTONDOWN 表示鼠标按下事件等。

（3）在窗口中添加小球。先准备好一张 ball.png 图片，然后加载该图片，最后将图片显示在窗口中，具体代码如下：

# -*- coding = UTF-8 -*-
import sys
import pygame

pygame.init()       # 初始化pygame
size = (width, height) = (640, 480)     # 设置窗口
screen = pygame.display.set_mode(size)  # 显示窗口
color = (0, 0, 0)   # 设置背景颜色
ball = pygame.image.load("ball.jpg")    # 加载图片，返回一个 Surface 对象
ballrect = ball.get_rect()      # 获取矩形区域

# 执行死循环，确保窗口一直显示
while True:
    # 检查事件
    for event in pygame.event.get():
        if event.type == pygame.QUIT:   # 如果单击关闭窗口，则退出
            sys.exit()

        screen.fill(color)  # 填充颜色
        screen.blit(ball, ballrect) # 将图片画到窗口上
        pygame.display.flip()   # 更新全部显示

pygame.quit()       # 退出 pygame

上书代码中使用 image 模块的 load() 方法加载图片，返回值 ball 是一个 Surface 对象。Surface 是用来代表图片的 pygame 对象，可以对一个 Surface 对象进行涂画、变形、复制等各种操作。事实上，屏幕也只是一个 surface ，pygame.display.set_mode 就返回了一个屏幕 surface 对象。如果将 ball 这个 surface 对象画到 screen Surface 对象，需要使用 bilt() 方法，最后使用 display 模块的 flip 方法更新整个待显示的 Surface 对象到屏幕上。Surface 对象的常用方法如下：

方法名	功能
pygame.Surface.blit	将一个图像画到另一个图像上
pygame.Surface.convert	转换图片的像素格式
pygame.Surface.convert_alpha	转换图片的像素格式，包含 alpha 通道的转换
pygame.Surface.fill	使用颜色填充 Surface
pygame.Surface.get_rect	获取 Surface 的矩形区域

运行上述代码，结果如图所示：

（4）下面该让小球动起来了。ball.get_rect() 方法返回值 ballrect 是一个 Rect 对象，该对象有一个 move() 方法可以用于移动矩形。move(x,y) 函数有两个参数：第一个参数是 x 轴移动的距离；第二个参数是 y 轴移动的距离。窗体左上角坐标为 (0,0)。

为实现小球不停的移动，将 move() 函数添加到 while 循环内，代码如下：

# -*- coding = UTF-8 -*-
import sys
import pygame

pygame.init()       # 初始化pygame
size = (width, height) = (640, 480)     # 设置窗口
screen = pygame.display.set_mode(size)  # 显示窗口
color = (0, 0, 0)   # 设置背景颜色
ball = pygame.image.load("ball.jpg") # 加载图片，返回一个 Surface 对象
ballrect = ball.get_rect()      # 获取矩形区域

speed = [5, 5]  # 设置移动的 x 轴, y 轴距离
# 执行死循环，确保窗口一直显示
while True:
    # 检查事件
    for event in pygame.event.get():
        if event.type == pygame.QUIT:   # 如果单击关闭窗口，则退出
            sys.exit()

        ballrect = ballrect.move(speed)
        screen.fill(color)  # 填充颜色
        screen.blit(ball, ballrect) # 将图片画到窗口上
        pygame.display.flip()   # 更新全部显示

pygame.quit()       # 退出 pygame

（5）运行上述代码，发现小球在屏幕中一闪而过，此时，小球没有真正消失，而是移动到了窗体之外，此时需要添加碰撞检测的功能。当小球与窗体任一边缘发生碰撞，则更改小球的移动方向。具体代码如下：

# -*- coding = UTF-8 -*-
import sys
import pygame

pygame.init()       # 初始化pygame
size = (width, height) = (640, 480)     # 设置窗口
screen = pygame.display.set_mode(size)  # 显示窗口
color = (0, 0, 0)   # 设置背景颜色

ball = pygame.image.load("ball.jpg") # 加载图片，返回一个 Surface 对象

ballrect = ball.get_rect()      # 获取矩形区域

speed = [5, 5]  # 设置移动的 x 轴, y 轴距离
# 执行死循环，确保窗口一直显示
while True:
    # 检查事件
    for event in pygame.event.get():
        if event.type == pygame.QUIT:   # 如果单击关闭窗口，则退出
            sys.exit()

        ballrect = ballrect.move(speed)  # 移动小球

        # 碰到左右边缘
        if ballrect.left < 0 or ballrect.right > width:
            speed[0] = -speed[0]
        # 碰到上下边缘
        if ballrect.top < 0 or ballrect.bottom > height:
            speed[1] = -speed[-1]

        screen.fill(color)  # 填充颜色
        screen.blit(ball, ballrect) # 将图片画到窗口上
        pygame.display.flip()   # 更新全部显示

pygame.quit()       # 退出 pygame

（6）运行上述代码，发现好像有多个小球在飞快移动，这是因为运行上述代码的时间非常短，导致肉眼观察出现错觉，因此需要添加一个“时钟”来控制程序运行的时间。这时就需要使用 pygame 的 time 模块。使用 pygame 时钟之前，必须先创建 Clock 对象的一个实例，然后在 while 循环中 设置多长时间运行一次。
具体代码如下：

# -*- coding = UTF-8 -*-
import sys
import pygame

pygame.init()       # 初始化pygame
size = (width, height) = (640, 480)     # 设置窗口
screen = pygame.display.set_mode(size)  # 显示窗口
color = (0, 0, 0)   # 设置背景颜色

ball = pygame.image.load("ball.jpg") # 加载图片，返回一个 Surface 对象
ballrect = ball.get_rect()      # 获取矩形区域

speed = [5, 5]  # 设置移动的 x 轴, y 轴距离
clock = pygame.time.Clock() # 设置时钟

# 执行死循环，确保窗口一直显示
while True:
    clock.tick(60)  # 每秒执行60次
    # 检查事件
    for event in pygame.event.get():
        if event.type == pygame.QUIT:   # 如果单击关闭窗口，则退出
            sys.exit()

        ballrect = ballrect.move(speed)  # 移动小球

        # 碰到左右边缘
        if ballrect.left < 0 or ballrect.right > width:
            speed[0] = -speed[0]
        # 碰到上下边缘
        if ballrect.top < 0 or ballrect.bottom > height:
            speed[1] = -speed[-1]

        screen.fill(color)  # 填充颜色
        screen.blit(ball, ballrect) # 将图片画到窗口上
        pygame.display.flip()   # 更新全部显示

pygame.quit()       # 退出 pygame

至此，完成了“跳跃的小球”游戏。