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利用pygame完成動畫精靈和碰撞檢測
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動畫精靈和碰撞檢測

一、動畫精靈

動畫精靈：四處移動的單個圖像或圖像部分稱為動畫精靈（sprite），pygame有一個特殊的模塊幫助跟蹤屏幕上移動的大量圖像。利用這個模塊，可以更容易地移動圖形對象。

具備特征：

  • 圖像（image）：為動畫精靈顯示的圖片。
  • 矩形區(qū)（rect）：包含動畫精靈的矩形區(qū)域。

①、一堆沙灘球都反彈

Pygame 的 sprite 模塊提供了一個動畫精靈基類Sprite，基于pygame.sprite.Sprite 來創(chuàng)建自己的子類。

這里用了常規(guī)的python列表

import sys, pygame
class MyBallClass(pygame.sprite.Sprite):
    def __init__(self, image_file, location):
        pygame.sprite.Sprite.__init__(self)        #初始化動畫精靈
        self.image = pygame.image.load(image_file) #加載圖片
        self.rect = self.image.get_rect()          #得到定義圖像邊界矩形
        self.rect.left, self.rect.top = location   #設(shè)置球的初始位置
#設(shè)置窗口大小和顏色    
size = width, height = 640, 480
screen = pygame.display.set_mode(size)
screen.fill([255, 255, 255])
img_file = "beach_ball.png"
balls = []
#將球增加到列表
for row in range(0, 3):
    for column in range(0, 3):
        location = [column * 180 + 10, row * 180 + 10]
        ball = MyBallClass(img_file, location)
        balls.append(ball)
for ball in balls:
    screen.blit(ball.image, ball.rect)
pygame.display.flip()
running = True
while running:
    for event in pygame.event.get():
        if event.type == pygame.QUIT:
            running = False
pygame.quit()

顯示效果：

②、讓小球動起來

move() 方法

創(chuàng)建一個新的類方法

 def move(self):
        self.rect = self.rect.move(self.speed)
        #碰到窗口左右兩邊
        if self.rect.left  0 or self.rect.right > width:
            self.speed[0] = -self.speed[0]
        #碰到窗口上下兩邊
        if self.rect.top  0 or self.rect.bottom > height:
            self.speed[1] = -self.speed[1]
###
其中 self.speed告訴對象要移動多遠(yuǎn)，包含2個列表。
import sys, pygame
from random import *
class MyBallClass(pygame.sprite.Sprite):
    def __init__(self, image_file, location, speed):
        pygame.sprite.Sprite.__init__(self)        #初始化動畫精靈
        self.image = pygame.image.load(image_file) #加載圖片
        self.rect = self.image.get_rect()          #得到定義圖像邊界矩形
        self.rect.left, self.rect.top = location   #設(shè)置球的初始位置
        self.speed = speed                         #創(chuàng)建一個速度
    def move(self):
        self.rect = self.rect.move(self.speed)
        if self.rect.left  0 or self.rect.right > width:
            self.speed[0] = -self.speed[0]
        if self.rect.top  0 or self.rect.bottom > height:
            self.speed[1] = -self.speed[1]
#設(shè)置窗口大小和顏色    
size = width, height = 640, 480
screen = pygame.display.set_mode(size)
screen.fill([255, 255, 255])
img_file = "beach_ball.png"
balls = []
#將球增加到列表
for row in range(0, 3):
    for column in range(0, 3):
        location = [column * 180 + 10, row * 180 + 10]
        speed = [choice([-2, 2]), choice([-2, 2])]     #讓每個球變得隨機(jī)性
        ball = MyBallClass(img_file, location, speed)
        print("y = ", ball.rect)
        balls.append(ball)
running = True
while running:
    for event in pygame.event.get():
        if event.type == pygame.QUIT:
            running = False
    #這里不是單獨(dú)擦除（覆蓋各個球），直接用白色填充窗口，重新繪制
    pygame.time.delay(20)
    screen.fill([255, 255, 255])
    for ball in balls:
        ball.move()
        screen.blit(ball.image, ball.rect)
    pygame.display.flip()        
pygame.quit()

二、碰撞檢測

上面的動畫，僅僅只是移動和反彈，球與球之間的碰撞還不能反彈.

Pygame 中已經(jīng)內(nèi)置有這種碰撞檢測。

Pygame 還提供了一種方法對動畫精靈分組。 Pygame 的 group 類。例如，在保齡球游戲中，所有球瓶可能在一組，球則在另一組。

動畫精靈模塊的spritecollide()函數(shù)用來檢測某個精靈是否與制定組的其他精靈發(fā)生碰撞，

這個函數(shù)的形式如下：

spritecollide(被檢測的精靈（sprite），指定組（group），是否重疊（False）)

要檢查組中精靈之間的碰撞：

  • 從這個組中刪除這個精靈；
  • 檢查這個精靈與組中其他精靈之間的碰撞； 
  • 再把這個精靈添加回原來的組中。 
問：為什么要先從組刪除？

答：如果開始時沒有從組中刪除這個精靈，spritecollide() 會檢測到這個精靈與它自身發(fā)生了碰撞，因?yàn)樗苍谶@個組中

import sys, pygame
from random import *
class MyBallClass(pygame.sprite.Sprite):
    def __init__(self, image_file, location, speed):
        pygame.sprite.Sprite.__init__(self)        #初始化動畫精靈
        self.image = pygame.image.load(image_file) #加載圖片
        self.rect = self.image.get_rect()          #得到定義圖像邊界矩形
        self.rect.left, self.rect.top = location   #設(shè)置球的初始位置
        self.speed = speed                         #創(chuàng)建一個速度
    def move(self):
        self.rect = self.rect.move(self.speed)
        if self.rect.left  0 or self.rect.right > width:
            self.speed[0] = -self.speed[0]
        if self.rect.top  0 or self.rect.bottom > height:
            self.speed[1] = -self.speed[1]
def animate(group):
    screen.fill([255, 255, 255])
    for ball in group:
        group.remove(ball)      #從組刪除精靈
        #檢查精靈與組的碰撞
        if pygame.sprite.spritecollide(ball, group, False): 
            ball.speed[0] = -ball.speed[0]
            ball.speed[1] = -ball.speed[1]
        group.add(ball)
        ball.move()
        screen.blit(ball.image, ball.rect)
    pygame.display.flip()
    pygame.time.delay(20)
#設(shè)置窗口大小和顏色    
size = width, height = 640, 480
screen = pygame.display.set_mode(size)
screen.fill([255, 255, 255])
img_file = "beach_ball.png"
group = pygame.sprite.Group()   #創(chuàng)建精靈組
#將球增加到列表
for row in range(0, 2):
    for column in range(0, 2):
        location = [column * 180 + 10, row * 180 + 10]
        speed = [choice([-2, 2]), choice([-2, 2])]     #讓每個球變得隨機(jī)性
        ball = MyBallClass(img_file, location, speed)
        group.add(ball)
running = True
while running:
    for event in pygame.event.get():
        if event.type == pygame.QUIT:
            running = False
    #這里不是單獨(dú)擦除（覆蓋各個球），直接用白色填充窗口，重新繪制
    pygame.time.delay(20)
    screen.fill([255, 255, 255])
    animate(group)   
pygame.quit()

上述代碼存在問題：

  • 球碰撞時，它們會“顫抖”或者發(fā)生兩次 碰撞；
  • 有時球會“卡”在窗口邊界上，顫抖一段時間。

可能原因：上述代碼是先移動一個球，檢查碰撞，然后移動球在檢查下一個。這樣子可能造成球的滯后性

修改animate函數(shù)（）
def animate(group):
    screen.fill([255, 255, 255])
    for ball in group:
        ball.move()
    for ball in group:
        group.remove(ball)      #從組刪除精靈
        #檢查精靈與組的碰撞
        if pygame.sprite.spritecollide(ball, group, False): 
            ball.speed[0] = -ball.speed[0]
            ball.speed[1] = -ball.speed[1]
        group.add(ball)
        #ball.move()
        screen.blit(ball.image, ball.rect)
    pygame.display.flip()
    pygame.time.delay(20)

矩形碰撞與像素完美結(jié)合

在觀察可以方向，球“碰撞”時并不是完全接觸。因?yàn)?spritecollide() 沒有使用球的圓形輪廓來檢測碰撞。它使用了球的 rect，也就是球的外圍矩形。

如果希望球的圓形部分（而不是矩形邊界）真正接觸時球才會相互反彈，就必須使用一種稱為“像素完美碰撞檢測 ” 的 方 法。

三、統(tǒng)計(jì)時間

在之前我們都用time.delay(50)來控制動畫運(yùn)行的快慢，

pygame.time.delay(50)

在計(jì)算機(jī)圖形學(xué)中，每個動畫步叫做一幀，游戲程序員討論圖形更新的快慢時都會提到幀速率（每秒幀數(shù)，fps）

問：要怎么控制未知代碼運(yùn)行時間？

——Pygame 的 time 模塊提供了這樣的工具：一個名為 Clock 的類。

用 pygame.time.Clock() 控制幀速率

并不是向每個循環(huán)增加一個延遲，  pygame.time.Clock() 會控制每個循環(huán)多長時間運(yùn)行一次。

clock = pygame.time.Clock()
clock.tick(60)
#此處的60指示：這個循環(huán)應(yīng)當(dāng)每秒運(yùn)行 60 次。
每秒 60 個循環(huán)（或幀）時，每個循環(huán)需要 1000 / 60 = 16.66 ms（大約 17 ms）。
如果循環(huán)中的代碼運(yùn)行時間超過 17 ms，在 clock 指出開始下一次循環(huán)時當(dāng)前循環(huán)將無法完成。

檢查幀速率

 clock.get_fps()    知道程序能以多快的速度運(yùn)行，檢查幀速率

調(diào)整幀速率

假設(shè)設(shè)置運(yùn)行 clock.tick(30)，每秒39幀，但 clock.get_fps()檢測實(shí)際得到的速率為20fps，說明每個循環(huán)運(yùn)行的時間比預(yù)計(jì)的長，這樣達(dá)不到原來要的效果，需要調(diào)整幀速率。

以小球?yàn)槔瓉砻棵?0幀，可以將小球移動比較遠(yuǎn)，但是目前的代碼每秒只能運(yùn)行20幀，達(dá)不到預(yù)期的要求，需要在限有的時間內(nèi)到達(dá)移動的距離，就需要更改小球移動的速度。可以按期望幀頻率與實(shí)際幀速率的比值來增加

如果小球?qū)ο缶嚯x是10，期望的幀速率是30fps，程序?qū)嶋H運(yùn)行速率為20fps. 

object_speed = current_speed * (desired fps / actual fps)
object_speed = 10 * (30 / 20)
object_speed = 15

 沙灘球程序中使用 Clock 和 get_fps()

import sys, pygame
from random import *
class MyBallClass(pygame.sprite.Sprite):
    def __init__(self, image_file, location, speed):
        pygame.sprite.Sprite.__init__(self)        #初始化動畫精靈
        self.image = pygame.image.load(image_file) #加載圖片
        self.rect = self.image.get_rect()          #得到定義圖像邊界矩形
        self.rect.left, self.rect.top = location   #設(shè)置球的初始位置
        self.speed = speed                         #創(chuàng)建一個速度
    def move(self):
        self.rect = self.rect.move(self.speed)
        if self.rect.left  0 or self.rect.right > width:
            self.speed[0] = -self.speed[0]
        if self.rect.top  0 or self.rect.bottom > height:
            self.speed[1] = -self.speed[1]
def animate(group):
    screen.fill([255, 255, 255])
    for ball in group:
        ball.move()
    for ball in group:
        group.remove(ball)      #從組刪除精靈
        #檢查精靈與組的碰撞
        if pygame.sprite.spritecollide(ball, group, False): 
            ball.speed[0] = -ball.speed[0]
            ball.speed[1] = -ball.speed[1]
        group.add(ball)
        screen.blit(ball.image, ball.rect)
    pygame.display.flip()
    pygame.time.delay(20)
#設(shè)置窗口大小和顏色    
size = width, height = 640, 480
screen = pygame.display.set_mode(size)
screen.fill([255, 255, 255])
img_file = "beach_ball.png"
clock = pygame.time.Clock()
group = pygame.sprite.Group()   #創(chuàng)建精靈組
#將球增加到列表
for row in range(0, 2):
    for column in range(0, 2):
        location = [column * 180 + 10, row * 180 + 10]
        speed = [choice([-4, 4]), choice([-4, 4])]     #讓每個球變得隨機(jī)性
        ball = MyBallClass(img_file, location, speed)
        group.add(ball)
running = True
while running:
    for event in pygame.event.get():
        if event.type == pygame.QUIT:
            running = False
            frame_rate = clock.get_fps()
            print( "frame rate = ", frame_rate)   
    animate(group)   
    clock.tick(30)
pygame.quit()

到此這篇關(guān)于利用pygame完成動畫精靈和碰撞檢測的文章就介紹到這了,希望對大家有幫助,更多相關(guān)pygame內(nèi)容請搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章,希望大家以后多多支持腳本之家！

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標(biāo)簽：安康 長沙 濟(jì)南 山西 海南 崇左 山西 喀什

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