简介：Python 游戏第 1 周

第 1 周：Python 和游戏开发基础知识简介

第 1 课：Python 基础知识和 Pygame 设置

• 主题：
  • Python 语法和基本编程概念（变量、数据类型、循环、函数）。
  • 安装和设置 Pygame。
  • 游戏循环和基本游戏机制介绍。
• 迷你项目：
  • 简单绘图应用程序：创建一个允许用户使用鼠标在屏幕上绘图的基本应用程序。
• 练习：
  • 修改绘图应用程序以使用不同的颜色和画笔大小。
  • 使用键盘输入创建形状（如圆形或矩形）。

第二课：了解游戏组件

• 主题：
  • Pygame 中的精灵和曲面。
  • 处理用户输入（键盘和鼠标事件）。
  • 基本碰撞检测。
• 迷你项目：
  • 接球：球从屏幕顶部落下的游戏，玩家必须用球拍接住它。
• 练习：
  • 根据玩家接住球的数量为游戏添加得分。
  • 随着时间的推移增加下落球的速度。

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第 2 周：构建互动游戏

第三课：游戏物理与运动

• 主题：
  • 以速度和加速度移动物体。
  • 重力模拟。
  • 弹跳和反射物体。
• 迷你项目：
  • 弹跳球：创建一个游戏，让球在屏幕上弹跳，撞到墙壁时改变方向。
• 练习：
  • 添加球可以碰撞的障碍物。
  • 让球在撞击不同表面时改变颜色。

第 4 课：使用声音和音乐

• 主题：
  • 为游戏添加音效和背景音乐。
  • 控制音量和播放。
  • 根据游戏事件触发声音。
• 迷你项目：
  • 声音记忆游戏：玩家必须按照正确的顺序重复一系列声音的游戏。
• 练习：
  • 通过在序列中添加更多声音来增加难度。
  • 允许玩家在游戏过程中调节音量。

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第 3 周：高级游戏机制

第 5 课：游戏状态和级别

• 主题：
  • 管理不同的游戏状态（例如，菜单、播放、游戏结束）。
  • 创建关卡并在关卡之间切换。
  • 保存和加载游戏进度。
• 迷你项目：
  • 平台游戏（第 1 部分）：开始与可以在平台之间跳转的玩家构建一个简单的平台游戏。
• 练习：
  • 添加不同类型的平台（例如移动平台）。
  • 实施检查点系统来保存进度。

第 6 课：AI 和敌人行为

• 主题：
  • 敌人移动和行为的基本人工智能。
  • 为敌人寻找路径并做出决策。
  • 利用动态人工智能创造具有挑战性的游戏玩法。
• 迷你项目：
  • 平台游戏（第 2 部分）：使用基本 AI 行为将敌人添加到平台游戏中。
• 练习：
  • 创建具有不同行为的不同类型的敌人。
  • 添加影响玩家和敌人的能量提升。

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第四周：润色和最终项目

第七课：游戏优化与调试

• 主题：
  • 优化游戏性能（例如，处理大量精灵）。
  • 调试游戏开发中的常见问题。
  • 用动画和特效完善游戏。
• 迷你项目：
  • 最终游戏打磨：通过添加动画、提高性能和修复错误来完善平台游戏。
• 练习：
  • 实现特效粒子系统。
  • 优化游戏，使其在低端设备上流畅运行。

第 8 课：期末项目展示和总结

• 主题：
  • 回顾整个课程中学到的关键概念。
  • 最终项目演示和反馈会议。
  • 进一步学习和探索游戏开发的技巧。
• 最终项目：
  • 完整的平台游戏：学生将展示他们的平台游戏的最终版本，其中包含所学到的所有功能和技术。
• 练习：
  • 为游戏添加标题屏幕和片尾字幕。
  • 尝试向游戏添加新功能或机制。

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第 1 周：Python 和游戏开发基础知识简介

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第 1 课：Python 基础知识和 Pygame 设置

1.1 Python 基础知识

1.1.1 变量和数据类型

• 变量是存储数据值的容器。
• 数据类型包括整数（int）、浮点数（float）、字符串（str）和布尔值（bool）。

示例：

# Integer
score = 10

# Float
player_speed = 2.5

# String
player_name = "Chukwudi"

# Boolean
game_over = False

1.1.2 循环

• 循环用于多次重复一段代码。
• 常见的循环包括for循环和while循环。

示例：

# For loop
for i in range(5):
    print("Hello", i)

# While loop
countdown = 5
while countdown > 0:
    print("Countdown:", countdown)
    countdown -= 1

1.1.3 函数

• 函数是执行特定任务的可重用代码块。

示例：

def greet_player(name):
    print("Welcome,", name)

greet_player(player_name)

1.2 Pygame 设置

1.2.1 安装 Pygame

• 要安装 Pygame，请使用以下命令：

pip install pygame

1.2.2 初始化 Pygame

• Pygame 是一个用于创建游戏的 Python 库。
• 要初始化 Pygame 并创建游戏窗口，请使用以下代码：

示例：

import pygame

# Initialize Pygame
pygame.init()

# Create a game window
screen = pygame.display.set_mode((800, 600))

# Set window title
pygame.display.set_caption("My First Game")

# Main game loop
running = True
while running:
    for event in pygame.event.get():
        if event.type == pygame.QUIT:
            running = False

# Quit Pygame
pygame.quit()

1.3 迷你项目：简单的绘图应用

目标：创建一个允许用户使用鼠标在屏幕上绘图的基本应用程序。

1.3.1 代码示例

import pygame

# Initialize Pygame
pygame.init()

# Set up the screen
screen = pygame.display.set_mode((800, 600))
pygame.display.set_caption("Drawing App")

# Colors
white = (255, 255, 255)
black = (0, 0, 0)

# Set background color
screen.fill(white)

# Main loop
running = True
while running:
    for event in pygame.event.get():
        if event.type == pygame.QUIT:
            running = False
        elif event.type == pygame.MOUSEMOTION:
            if event.buttons[0]:  # Left mouse button is pressed
                pygame.draw.circle(screen, black, event.pos, 5)

    pygame.display.flip()

pygame.quit()

1.4 练习

1. 修改绘图应用程序：

   • 将画笔颜色更改为红色。
   • 允许用户使用键盘在不同的画笔大小之间切换。

2. 创建形状：

   • 使用键盘输入在屏幕上绘制不同的形状，例如圆形和矩形。

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第二课：了解游戏组件

2.1 Pygame 中的精灵和曲面

2.1.1 精灵

• 精灵是游戏中的对象，例如角色或物品。它们可以移动、互动，并且拥有自己的属性。

2.1.2 曲面

• 表面是可以操作的屏幕图像或部分。

示例：

# Load an image and create a sprite
player_image = pygame.image.load("player.png")
player_rect = player_image.get_rect()

# Draw the sprite on the screen
screen.blit(player_image, player_rect)

2.2 处理用户输入

2.2.1 键盘输入

• 可以使用 pygame.event 和 pygame.key.get_pressed() 来检测按键。

示例：

for event in pygame.event.get():
    if event.type == pygame.KEYDOWN:
        if event.key == pygame.K_LEFT:
            print("Left arrow key pressed")

2.2.2 鼠标输入

• 检测鼠标移动和点击与键盘输入类似。

示例：

for event in pygame.event.get():
    if event.type == pygame.MOUSEBUTTONDOWN:
        print("Mouse button clicked at", event.pos)

2.3 基本碰撞检测

2.3.1 矩形碰撞

• 物体之间的碰撞通常使用矩形来检测。

示例：

# Check if two rectangles overlap
if player_rect.colliderect(other_rect):
    print("Collision detected!")

2.4 Mini Project: Catch the Ball

Goal: Create a game where a ball falls from the top of the screen, and the player must catch it with a paddle.

2.4.1 Code Example

import pygame
import random

# Initialize Pygame
pygame.init()

# Screen setup
screen = pygame.display.set_mode((800, 600))
pygame.display.set_caption("Catch the Ball")

# Colors
white = (255, 255, 255)
black = (0, 0, 0)

# Player (Paddle)
paddle = pygame.Rect(350, 550, 100, 10)

# Ball
ball = pygame.Rect(random.randint(0, 750), 0, 50, 50)
ball_speed = 5

# Main game loop
running = True
while running:
    for event in pygame.event.get():
        if event.type == pygame.QUIT:
            running = False

    # Move paddle with arrow keys
    keys = pygame.key.get_pressed()
    if keys[pygame.K_LEFT] and paddle.left > 0:
        paddle.move_ip(-5, 0)
    if keys[pygame.K_RIGHT] and paddle.right < 800:
        paddle.move_ip(5, 0)

    # Move ball down
    ball.move_ip(0, ball_speed)

    # Check for collision
    if ball.colliderect(paddle):
        print("Caught!")
        ball.topleft = (random.randint(0, 750), 0)

    # Redraw screen
    screen.fill(white)
    pygame.draw.rect(screen, black, paddle)
    pygame.draw.ellipse(screen, black, ball)
    pygame.display.flip()

pygame.quit()

2.5 Exercises

1. Add Scoring:

   • Keep track of how many balls the player catches and display the score on the screen.

2. Increase Difficulty:

   • Gradually increase the speed of the ball as the player catches more balls.

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This concludes Week 1. you (students) should now be comfortable with Python basics, Pygame setup, and creating simple interactive games. I encourage you to experiment with the exercises to deepen your understanding.

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