Журнал LinuxFormat - перейти на главную

LXF103:Игра с мячом

Материал из Linuxformat
Перейти к: навигация, поиск
Подписка на печатную версию
Весь 2015 год (12 номеров)
Первое полугодие (6 номеров)
Второе полугодие (6 номеров)
Подписка на электронную версию
Весь 2015 год (12 номеров)
Первое полугодие (6 номеров)
Второе полугодие (6 номеров)
Подшивки старых номеров журнала (печатные версии)
Весь 2014 год (12 номеров)
Первое полугодие (6 номеров)
Второе полугодие (6 номеров)

Содержание

Кодируем: игра с мячом!

ЧАСТЬ 3 На последнем уроке этой серии, Майк Сондерс займется кодированием простой, но захватывающей игры...

За последние два урока мы неплохо набили руку, создав IRC-бота и программу всплывающих карточек – вещи довольно серьезные; давайте же в последнем проекте развлечемся игрой. Создание большинства современных игр требует тысячи человеко-часов, не считая армии художников и музыкантов, но все еще есть область, где хакеры-одиночки могут написать что-то забавное. В конце концов, для создания Тетриса не потребовалась команда из 500 кодеров и бюджет голливудского фильма – Алексей Пажитнов вполне обошелся своими силами (конечно, пока подлые акулы капитализма с запада не подхватили его идею...). Как и для проекта прошлого месяца, в качестве основы нашего проекта используем Python и PyGame. Кстати, уже имеется три реализации Тетриса на базе PyGame, см. http://www.pygame.org/tags/tetris.

Если это первый номер LXF, который вы взяли в руки, и до этого вы ни строчки не написали на Python, вы будете приятно удивлены, насколько прост он в понимании: код Python знаменит в мире программирования своей самодокументированностью. А если вы знакомы с другим языком программирования, типа C или PHP, вы восхититесь простотой Python. Например, блоки кода выделяются отступами, а не фигурными скобками – взгляните сюда: 

def saystuff(somestring):
 print "String passed: ", somestring
saystuff("Wowzers")

Если вы новичок в Python, то убедитесь, что он у вас установлен (большинство дистрибутивов инсталлируют его по умолчанию, но если это не ваш случай, то он доступен в вашем менеджере пакетов). Введите указанный выше код в текстовом редакторе и сохраните в вашем домашнем каталоге как test.py. Затем откройте терминал и наберите: 

python test.py

Если все в порядке, то Python интерпретирует код и выдаст строку текста. В данном примере просто определяется подпрограмма с именем saystuff – она выводит любую строку текста, которая ей передается. Вы можете видеть, что код подпрограмы имеет отступ на одну табуляцию. Выполнение начинается с первого вызова saystuff, приводящего к печати строки Wowzers. Вот так все просто; вы практически готовы к кодированию.

Еще один момент: для данного урока вам понадобятся модули PyGame. PyGame – это дополнительный слой, связывающий SDL и Python и позволяющий отображать картинки и использовать звуковые эффекты в ваших программах. Он широко распространен и скорее всего доступен в репозиториях вашего дистрибутива; в противном случае обратитесь к разделу Разработка нашего DVD. (Если вы выполнили урок проекта прошлого месяца, то PyGame у вас уже установлен!)

Скачки по кругу

Хотя жанр игр весьма разнообразен, основы механики большинства из них, включающих передвижение спрайтов (изображений объектов), укладываются в следующее описание:

  1. Настраиваем экран, графику, счетчик очков и т.д.
  2. Запускаем цикл до момента смерти/выхода игрока.
  3. Отрисовываем графические объекты на экране.
  4. Получаем ввод пользователя (например от мыши или с клавиатуры).
  5. Следуем логике игры (например, ударил игрок врага?).
  6. Соответственно обновляем графику.
  7. Возвращаемся к шагу 3.

Мы напишем небольшую игру, где будет несколько мячей, прыгающих по экрану, а задача игрока – постараться избегать столкновения указателя мыши с мячами. Звучит просто? Ну, если мы введем некоторую случайность в движение мячей – то есть они не всегда будут двигаться с одинаковой скоростью – то все мигом осложнится. Вы, например, не сможете просто держать указатель мыши в нижнем левом углу экрана, потому что мяч может упасть туда в любой момент. Счетчик будет отслеживать, сколько секунд вы продержались. Это очень простая концепция, но она требует немалой ловкости с мышью и буквально лазерной фокусировки на экране.

Но все по порядку: давайте подумаем, как заставить один мяч скакать по экрану. Как мяч узнает, что пора менять направление? К счастью, для этого имеется очень простой метод: заведем две переменные, которые используем для изменения движения мяча. Для каждого прохода цикла игры будем добавлять их значения к позиции мяча. Если мяч, движется, например, вправо – это потому, что мы на каждом шаге цикла добавляем 1 к его горизонтальной координате. Если мяч ударяется о правый край экрана, то мы начинаем прибавлять к его горизонтальной координате -1, и он пойдет влево.

Представили? Если вы не понимаете, как это работает, вот вам программа на Python, демонстрирующая это в действии. Вы можете найти этот код в разделе DVD Журнал/CodeProject в файле ball1. py. Для запуска программы, кроме кода, нужно еще изображение с именем ball.png – это картинка размером 32х32 пикселя: закрашенный белый круг на черном фоне. На DVD оно есть, но вы можете нарисовать его за пару секунд в GIMP – создайте новое изображение 32х32 пикселя, залейте его черным, вырежьте кружок инструментом выделения окружности и залейте его белым. Сохраните файл как ball. png в том же каталоге, что и ball1.py, а затем запустите программу, набрав python ball1.py. 

from pygame import * # Подключаем функционал PyGame!
ballpic = image.load(‘ball.png’)
done = False
ballx = 0 # переменные позиции мяча
bally = 0
ballxmove = 1
ballymove = 1
init() # Запуск PyGame
screen = display.set_mode((640, 480)) # Получаем прекрасное окно
display.set_caption(‘Ball game’) # И устанавливаем его заголовок
while done == False:
screen.fill(0) # Заполняем экран черным (цвет 0)
screen.blit(ballpic, (ballx, bally)) # Рисуем мяч
display.update()
time.delay(1) # Задержка!
ballx = ballx + ballxmove # Обновляем позицию мяча
bally = bally + ballymove
if ballx > 600: # Мяч достиг границ экрана?
ballxmove = -1
if ballx < 0:
ballxmove = 1
if bally > 440:
ballymove = -1
if bally < 0:
ballymove = 1
for e in event.get(): # Проверяем нажат ли ESC
if e.type == KEYUP:
if e.key == K_ESCAPE:
done = True

Пройдемся по шагам. В первой строке мы сообщаем Python, что хотим использовать подпрограммы из библиотеки PyGame. Затем загружаем созданное нами изображение мяча, сохраняем его в объекте с именем ballpic и создаем логическую [true/false] переменную для определения завершения игры.

Следующие четыре строки очень важны: в них описываются переменные, управляющие позицией и перемещением мяча. ballx и bally хранят положение (в пикселях) мяча в нашем игровом окне: 0,0 означает верхний левый, а 640,480 – правый нижний пиксель. ballxmove и ballymove хранят числа, добавляемые к позиции мяча на каждом шаге; в начале мы устанавливаем в них 1, и когда начинается игра, 1 добавляется к ballx и bally на каждом шаге цикла, тем самым перемещая мяч направо вниз. Итак, при запуске программы наш мяч находится слева вверху и начинает двигаться по диагонали вправо вниз.

Затем мы открываем новое окно PyGame и запускаем основной цикл игры, заполняя (очищая) экран черным и отрисовывая наш мяч в текущей позиции (комментарии в коде обозначены символом #). Следующий кусок кода определяет, как будет двигаться мяч: 

ballx = ballx + ballxmove
bally = bally + ballymove
if ballx > 600:
ballxmove = -1
if ballx < 0:
ballxmove = 1
if bally > 440:
ballymove = -1
if bally < 0:
ballymove = 1

В первых двух строках мы обновляем положение мяча по горизонтали (x) и вертикали (y), прибавляя две переменные передвижения. Если ballxmove и ballymove равны 1, то мяч переместится на 1 пиксель вправо и 1 пиксель вниз на каждом шаге цикла. Но затем оператор if проверяет, достиг ли мяч края экрана, и если это так, изменяет соответственно ballxmove и ballymove. Если, например, значение горизонтальной координаты мяча более 600 пикселей, он должен отскочить и начать двигаться влево – то есть мы начинаем прибавлять к его позиции -1 (по сути, вычитая 1). Несколькими строками кода мы создали впечатление, что мяч отскакивает от границ экрана – неплохо! Последние строки этой программы устанавливают связь с клавиатурой, чтобы вы могли в любой момент выйти из игры, нажав клавишу Esc.

Игра с мячом 2.0

Пока все отлично – мы создали базовую структуру нашей игры. Теперь добавим мячей, а также определим столкновения курсора мыши с любым их них. Для первой задачи введем массив-словарь для отслеживания мячей. Это придаст программе гибкость: мы сможем иметь столько мячей, сколько захотим, не ограничиваясь ball0, ball1, ball2 и т. д. Словари – плевое дело в Python: 

mydict = {‘Bach’: 100, ‘Handel’: 75, ‘Vivaldi’: 90}
print mydict[‘Vivaldi’]

Здесь мы ставим числа в соответствие трем словам, а затем выводим значение, содержащиеся в ‘Vivaldi’, то есть 90. Используем словарь для хранения значений X, Y, X-перемещения и Y-перемещения каждого мяча – почти как структуру в C. Но если C погружает нас в сумятицу управления памятью, то в Python можно создавать наборы объектов-мячей без труда, давая им свои записи в словаре.

Наконец, подумаем об обнаружении столкновений. Как угадать, что указатель мыши столкнулся с мячом? Логически кажется очевидным идти от позиции каждого мяча и сравнивать ее с позицией курсора мыши. Но мы пойдем на хитрость: мячи белые, а фон черный, так почему бы просто не проверять, находится ли курсор мыши над белым пикселем? Это всего одна строка кода, и так быстро...

Вот код, который вы можете найти в файле ball2.py в разделе Журнал/CodeProject на DVD, вместе с картинкой ball.png, которую мы создали ранее (он точно такой же). 

from pygame import *
import random
ballpic = image.load(‘ball.png’)
ballpic.set_colorkey((0,0,0))
numballs = 10
delay = 5
done = False
balls = []
for count in range(numballs):
balls.append(dict)
balls[count] = {‘x’: 0, ‘y’: 0, ‘xmove’: random.randint(1, 2),‘ymove’:
random.randint(1, 2)}
init()
screen = display.set_mode((640, 480))
display.set_caption(‘Ball game’)
event.set_grab(1)
while done == False:
 
screen.fill(0)
for count in range(numballs):
screen.blit(ballpic, (balls[count][‘x’], balls[count][‘y’]))
display.update()
time.delay(delay)
for count in range(numballs):
balls[count][‘x’] = balls[count][‘x’] + balls[count][‘xmove’]
balls[count][‘y’] = balls[count][‘y’] + balls[count][‘ymove’]
for count in range(numballs):
if balls[count][‘x’] > 620:
balls[count][‘xmove’] = random.randint(-2, 0)
if balls[count][‘x’] < -10:
balls[count][‘xmove’] = random.randint(0, 2)
if balls[count][‘y’] > 470:
balls[count][‘ymove’] = random.randint(-2, 0)
if balls[count][‘y’] < -10:
balls[count][‘ymove’] = random.randint(0, 2)
for e in event.get():
if e.type == KEYUP:
if e.key == K_ESCAPE:
done = True
if screen.get_at((mouse.get_pos())) == (255, 255, 255, 255):
done = True
print “You lasted for”, time.get_ticks()/1000, “seconds!”

Основная идея этой программы та же, что и раньше, но добавился смачный код, требующий объяснений. В самом начале, где мы загружаем изображение мяча, мы заодно устанавливаем его colorkey в (0,0,0), что соответствует черному в RGB (Red/Green/Blue – Красный/Зеленый/Синий). Так мы превращаем черные пиксели картинки нашего мяча в прозрачные. Это важно, когда у нас перемещается несколько мячей, если мы хотим, чтобы они накладывались изящно, не создавая черных углов поверх друг друга. Итак, у наших мячей будут отображаться только белые пиксели.

Следующие переменные, numballs и delay, влияют на сложность игры. numballs управляет числом мячей, а delay – время (в миллисекундах) остановки игры после каждой итерации цикла. Можете оставить их как есть; но если вы стремитесь к большей сложности, увеличьте число мячей и снизьте задержку.

Строка balls = [] создает новый массив объектов-мячей, и, в типичной манере Python, количество объектов не ограничивается (и не нужно указывать его прямо сейчас). Строка 

for count in range(numballs):

создает цикл, который выполняется numball раз (10), добавляя новые объекты словаря к массиву balls и присваивая им начальные значения – левый верхний угол экрана и случайные смещения вниз-вправо. Числа 1, 2 в генераторе случайных чисел означают «любое число в промежутке от 1 до 2 (включительно)». Итак, мы получили 10 мячей, стартующих со случайными скоростями.

Затем мы настраиваем экран, как раньше, и добавляем строку event. set_grab(1), которая заключает курсор мыши внутри окна игры – было бы слишком просто, если бы курсор мыши мог сбежать за границы! Затем идет главный цикл игры. Как и ранее, мы заполняем экран черным, а затем в другом цикле for вбрасываем все мячи на экран.

После обновления экрана и задержки (чтобы игра шла с одинаковой скоростью на всех машинах), мы вновь проходимся по массиву мячей, обновляя их позиции при помощи переменных перемещения. Каждый мяч имеет свою собственную копию xmove и ymove в своем словаре, так что все они передвигаются независимо. Далее следует логика игры, определяющая, достигли ли мячи границ экрана. Здесь мы слегка подогнали значения так, чтобы мячи могли чуть-чуть заходить за край экрана (помните, их размер 32х32 пикселей). Это жизненно важно для игрового процесса, поскольку означает, что вам нельзя просто забиться курсором мыши в угол, где мячи вас не достанут! Мячи теперь достигают любой точки экрана, так что пошевеливайте мышью.

Последние три строки кода новые: screen.get_at() возвращает значение цвета пиксела в указанной позиции, то есть в положении курсора мыши, определяемого при помощи mouse.get_pos(). Мы говорим: «если цвет пикселя в точке нахождения курсора белый (255,255,255), то выполнить done = True», и главный цикл игры while закончится.

И наконец, мы выводим число секунд, в течение которых игрок смог выжить – time.get_ticks() возвращает его в миллисекундах, так что перед выводом мы делим его на 1000.

Отделка

Неплохо для 55 строк кода, не так ли? Как уже говорилось, вы можете усложнить игру, увеличив значение numballs в начале – стандартное значение 10 достаточно непросто, но если вы надеетесь на свое проворство, рискните установить 15 или 20, для уворачивания с буквально бешеной скоростью. Есть еще много аспектов игры, с которыми можно поэкспериментировать: например, изменить случайные числа в разделе основной логики программы (при ударе мяча о край экрана).

PyGame ломится от функций, готовых к экспериментам, и, используя несколько строк кода, вы можете добавить в игру звуковые эффекты или даже фоновую музыку. На http://www.pygame.org/docs/ имеется фантастически основательная документация, помогающая пользователям изучить функциональность библиотеки, включая подпрограммы, использованные на нашем уроке. Имея опыт программирования на бесчисленном множестве языков и в различных средах, от Amiga Blitz Basic до C#-SDL в Mono/.NET, я могу смело заявить, что PyGame – один из самых простых в мире наборов для программирования игр: это прекрасный способ воплотить любые идеи, возникшие в вашей голове. Удачи!

Источник — «http://wiki.linuxformat.ru/wiki/index.php?title=LXF103:%D0%98%D0%B3%D1%80%D0%B0_%D1%81_%D0%BC%D1%8F%D1%87%D0%BE%D0%BC&oldid=7385»
Персональные инструменты
купить
подписаться
Яндекс.Метрика