使用 Python 3 和 Pygame 创建互动游戏：第 4 部分

概述

这是有关使用 Python 3 和 Pygame 制作游戏的五部分教程系列中的第四部分。在第三部分中，我们深入研究了 Breakout 的核心，学习了如何处理事件，了解了主要的 Breakout 类，并了解了如何移动不同的游戏对象。

在这一部分中，我们将了解如何检测碰撞以及当球撞击各种物体（如桨、砖块、墙壁、天花板和地板）时会发生什么。最后，我们将回顾游戏 UI 的重要主题，特别是如何使用我们自己的自定义按钮创建菜单。

碰撞检测

在游戏中，事物会相互碰撞。突破也不例外。大多数情况下是球撞到了东西。 handle_ball_collisions() 方法有一个嵌套函数，名为 intersect()，用于测试球是否击中物体以及击中物体的位置。如果球没有击中物体，则返回“左”、“右”、“上”、“下”或“无”。

def handle_ball_collisions(self):
    def intersect(obj, ball):
        edges = dict(
            left=Rect(obj.left, obj.top, 1, obj.height),
            right=Rect(obj.right, obj.top, 1, obj.height),
            top=Rect(obj.left, obj.top, obj.width, 1),
            bottom=Rect(obj.left, obj.bottom, obj.width, 1))
        collisions = set(edge for edge, rect in edges.items() if
                         ball.bounds.colliderect(rect))
        if not collisions:
            return None

        if len(collisions) == 1:
            return list(collisions)[0]

        if 'top' in collisions:
            if ball.centery >= obj.top:
                return 'top'
            if ball.centerx < obj.left:
                return 'left'
            else:
                return 'right'

        if 'bottom' in collisions:
            if ball.centery >= obj.bottom:
                return 'bottom'
            if ball.centerx < obj.left:
                return 'left'
            else:
                return 'right'

用球拍击球

当球击中球拍时，它会弹开。如果它击中桨的顶部，它将弹回来，但保持相同的水平速度分量。

但是，如果它击中桨的一侧，它将弹到另一侧（左或右）并继续向下运动，直到击中地板。该代码使用了 intersect 函数()。

# Hit paddle
s = self.ball.speed
edge = intersect(self.paddle, self.ball)
if edge is not None:
    self.sound_effects['paddle_hit'].play()
if edge == 'top':
	speed_x = s[0]
	speed_y = -s[1]
	if self.paddle.moving_left:
		speed_x -= 1
	elif self.paddle.moving_left:
		speed_x += 1
	self.ball.speed = speed_x, speed_y
elif edge in ('left', 'right'):
	self.ball.speed = (-s[0], s[1])

落地

当球拍在下降过程中错过球（或者球击中球拍的侧面）时，球将继续下落并最终击中地板。此时，玩家失去了生命，并且球被重新创建，因此游戏可以继续。当玩家生命耗尽时，游戏结束。

# Hit floor
if self.ball.top > c.screen_height:
    self.lives -= 1
	if self.lives == 0:
		self.game_over = True
	else:
		self.create_ball()

撞击天花板和墙壁

当球撞到墙壁或天花板时，它只会弹回来。

# Hit ceiling
if self.ball.top < 0:
    self.ball.speed = (s[0], -s[1])

# Hit wall
if self.ball.left < 0 or self.ball.right > c.screen_width:
	self.ball.speed = (-s[0], s[1])

打砖块

当球击中砖块时，这是《Breakout》中的一个重大事件 - 砖块消失，玩家获得一分，球反弹回来，并且会发生一些其他事情（声音效果，可能还有特殊效果），我稍后再讨论。

为了确定砖块是否被击中，代码会检查是否有任何砖块与球相交：

# Hit brick
for brick in self.bricks:
    edge = intersect(brick, self.ball)
	if not edge:
		continue

	self.bricks.remove(brick)
	self.objects.remove(brick)
	self.score += self.points_per_brick

	if edge in ('top', 'bottom'):
		self.ball.speed = (s[0], -s[1])
	else:
		self.ball.speed = (-s[0], s[1])

对游戏菜单进行编程

大多数游戏都有一些用户界面。 Breakout 有一个简单的菜单，其中有两个按钮，分别是“PLAY”和“QUIT”。该菜单在游戏开始时出现，并在玩家单击“开始”时消失。让我们看看按钮和菜单是如何实现的以及它们如何与游戏集成。

制作按钮

Pygame 没有内置的 UI 库。有第三方扩展，但我决定为菜单构建自己的按钮。按钮是具有三种状态的游戏对象：正常、悬停和按下。正常状态是鼠标不在按钮上时，悬停状态是鼠标在按钮上但未按下鼠标左键时。按下状态是指鼠标位于按钮上方且玩家按下鼠标左键时。

该按钮被实现为一个矩形，其上显示有背景颜色和文本。该按钮还接收一个 on_click 函数（默认为 noop lambda 函数），该函数在单击按钮时被调用。

import pygame

from game_object import GameObject
from text_object import TextObject
import config as c


class Button(GameObject):
    def __init__(self, 
                 x, 
                 y, 
                 w, 
                 h, 
                 text, 
                 on_click=lambda x: None, 
                 padding=0):
        super().__init__(x, y, w, h)
        self.state = 'normal'
        self.on_click = on_click

        self.text = TextObject(x + padding, 
                               y + padding, lambda: text, 
                               c.button_text_color, 
                               c.font_name, 
                               c.font_size)

    def draw(self, surface):
        pygame.draw.rect(surface, 
                         self.back_color, 
                         self.bounds)
        self.text.draw(surface)

按钮处理自己的鼠标事件并根据这些事件更改其内部状态。当按钮处于按下状态时，收到 MOUSEBUTTONUP 事件，表示玩家点击了按钮，并调用 on_click() 函数。

def handle_mouse_event(self, type, pos):
    if type == pygame.MOUSEMOTION:
		self.handle_mouse_move(pos)
	elif type == pygame.MOUSEBUTTONDOWN:
		self.handle_mouse_down(pos)
	elif type == pygame.MOUSEBUTTONUP:
		self.handle_mouse_up(pos)

def handle_mouse_move(self, pos):
	if self.bounds.collidepoint(pos):
		if self.state != 'pressed':
			self.state = 'hover'
	else:
		self.state = 'normal'

def handle_mouse_down(self, pos):
	if self.bounds.collidepoint(pos):
		self.state = 'pressed'

def handle_mouse_up(self, pos):
	if self.state == 'pressed':
		self.on_click(self)
		self.state = 'hover'

用于绘制背景矩形的 back_color 属性始终返回与按钮当前状态匹配的颜色，因此玩家可以清楚地看到按钮处于活动状态：

@property
def back_color(self):
    return dict(normal=c.button_normal_back_color,
                hover=c.button_hover_back_color,
                pressed=c.button_pressed_back_color)[self.state]

创建菜单

create_menu() 函数创建一个带有两个按钮的菜单，其中包含文本“PLAY”和“QUIT”。它有两个嵌套函数，名为 on_play() 和 on_quit() ，它提供给相应的按钮。每个按钮都添加到 objects 列表（待绘制）以及 menu_buttons 字段。

def create_menu(self):
    for i, (text, handler) in enumerate((('PLAY', on_play), 
                                         ('QUIT', on_quit))):
        b = Button(c.menu_offset_x,
                   c.menu_offset_y + (c.menu_button_h + 5) * i,
                   c.menu_button_w,
                   c.menu_button_h,
                   text,
                   handler,
                   padding=5)
        self.objects.append(b)
        self.menu_buttons.append(b)
        self.mouse_handlers.append(b.handle_mouse_event)

当点击 PLAY 按钮时，会调用 on_play() ，这会从 objects 列表中删除按钮，这样就不再绘制它们了。此外，触发游戏开始的布尔字段 is_game_running 和 start_level 设置为 True。

当点击退出按钮时，is_game_running 设置为 False （有效暂停游戏）并且 game_over 设置为 True，触发最终游戏序列。

def on_play(button):
    for b in self.menu_buttons:
		self.objects.remove(b)

	self.is_game_running = True
	self.start_level = True

def on_quit(button):
	self.game_over = True
	self.is_game_running = False

显示和隐藏游戏菜单

显示和隐藏菜单是隐式的。当按钮位于 objects 列表中时，菜单可见；当它们被删除时，它就被隐藏了。就如此容易。

可以创建一个具有自己的表面的嵌套菜单，该表面呈现按钮等子组件，然后只需添加/删除该菜单组件，但这个简单的菜单不需要它。

结论

在这一部分中，我们介绍了碰撞检测以及当球撞击各种物体（例如桨、砖块、墙壁、天花板和地板）时会发生什么。此外，我们还创建了自己的菜单，其中包含根据命令隐藏和显示的自定义按钮。

在本系列的最后一部分中，我们将研究最终游戏，密切关注得分和生命、音效和音乐。

然后，我们将开发一套复杂的特效系统，为游戏增添趣味。最后，我们将讨论未来的方向和潜在的改进。

以上是使用 Python 3 和 Pygame 创建互动游戏：第 4 部分的详细内容。更多信息请关注PHP中文网其他相关文章！