用 PyGame 入門遊戲開發-3樓貓

本文供有一定編程經驗，已經完成基本 python 語言學習的讀者使用。源碼工程全文地址：

https://daxiaohan.coding.net/public/majiangbomb/majiang_bomb/git/files

遊戲程序，和 hello world 有什麼區別？

一般來說學習編程都會先寫 hello world，然而遊戲的 hello world 應該是怎樣的呢？這就需要先搞清楚遊戲和普通的 hello world 程序有什麼不同。

這是一個需要一直運行，直到用戶手動關閉，才退出的程序；而不是像一個 hello world 程序，運行完直接就退出了。
這是一個隨時間變化，程序自動會做不同事情的程序，有點像播放一段影片；而不像 hello world 程序一樣，運行的功能和時間無關。

因為有上面兩個區別，所以遊戲程序的基本結構，和其他的程序就會有明顯的不同。遊戲程序的基本結構，會包含以下部分：

一個無限循環，我們稱之為“主循環”。通過用戶操作退出了這個循環，遊戲程序就關閉了。
一個每秒被調用固定次數的函數，我們稱之為“update”函數。這個函數是大部分遊戲程序的入口；而每秒調用此函數的次數，在遊戲中稱為 fps。

一個遊戲運行起來，基本上就是進入主循環之後，通過每秒調用固定次數的 update 函數，去展示遊戲的內容，處理用戶的操作。

除了程序的運行時的結構，還需要有的兩個遊戲運行的必要能力：

顯示一個可供畫圖的窗口
檢測用戶的輸入，如鍵盤按鍵、鼠標點擊等

pygame 提供了這樣的能力，因此我們可以編寫一個遊戲的主循環如下（可以保存為 main.py 文件中運行）：

pygame.display.set_mod() 會返回一個 Screen 類的對象，這個對象就是遊戲的屏幕，所有需要顯示的圖形，都會用到這個對象。在上面的例子中沒有用到這個對象。從上面這個代碼，你可以發現，一個遊戲程序，是可以同時擁有多個畫面窗口的！雖然一般來說都只是一個。

上面的程序中， while running: 這個主循環中，如果 running 變成 False 了，就退出循環，遊戲就結束了。

pygame.time.Clock() 提供了一個定時器對象，通過調用 tick(60) 這個函數，輸入參數 60 表示等待 60 分之一秒，這個遊戲的 fps 就是 60。

pygame.event.get() 返回了當前瞬間的用戶所有的操作，包括點擊了關閉窗口，就是 pygame.QUIT 事件；還包括了當前鍵盤按鍵是否被按下，還是被釋放；鼠標點擊了哪個位置等等。

pygame.disaplay.flip() 刷新屏幕，必須要有這個調用，新的圖形才會被顯示到畫面上。完成了上面的代碼，你就有了一個遊戲最基本架子：一個遊戲畫面窗口，並且可以被關閉。

遊戲就是電腦演出的一場戲如果只是要顯示一個圖片到屏幕上，pygame 提供了一個函數，很簡單就能辦到：

screen.blit(image, (x,y))

其中 screen 變量，就是通過 pygame.display.set_mod() 返回的對象，代表了上面的遊戲畫面窗口。image 是圖片對象，(x,y) 表示圖片要顯示的位置，用兩個座標數表示。

但是，一般的遊戲都不會僅僅是顯示個圖片，而是需要把很多個不同的圖像，按照一定的規則來顯示。最常見的管理方法，就是把遊戲圖像分為多個“層”：

每一“層”都含有多個顯示的圖像
不同的“層”按照順序，在屏幕上先後顯示，形成固定的遮擋關係

譬如遊戲一般會有一個背景圖像，然後會有很多遊戲角色，遊戲角色之上，又會有一些 UI 界面的圖形。pygame 為我們已經準備了處理這些問題的工具：

Sprite 類代表了一個遊戲角色，背景圖也可以是一個 Sprite。每個 Sprite 內部有屬性定義了顯示圖像內容（.image）和顯示的位置與大小（.rect）
Group 類代表了一組遊戲角色，可以通過 Group.add(sprite) 用於存放多個 Sprite 對象，如果不想顯示某個對象，用 Group.remove(sprite) 從 Group 中刪除這個對象即可。Group.draw(screen) 方法把本組 Sprite 對象都顯示到屏幕上。

遊戲除了需要處理很多圖像，還需要隨著遊戲進度，切換不同的場景。譬如遊戲開始的標題場景，進入每一局不同的遊戲等等。這些就需要我們寫一些代碼來進行管理。一般我們會寫一個叫 Scenario 的類來代表一個場景，也就是“一幕劇”的意思。在 Unity 引擎中，叫 Level（一個關卡）。

因此一個遊戲，往往由多個 Scenario 組成，而每個 Scenario 又會包含很多個 Group。為了讓遊戲可以在多個“關卡”（或者叫劇幕）中切換，還需要一個核心調度和管理的類，這裡我叫做 Director（導演），通過對 Director 進行控制，可以讓遊戲切換不同的關卡。Director 對象身上，存放了 screen, events 這些遊戲唯一的，用於顯示、操作檢測的屬性，每個 Scenario 對象都可以通過 Director 對象調用這些屬性，從而實現任意的遊戲功能。

根據上述設計，我開發兩個簡單的框架類，方便後面的遊戲內容的填充：文件名為 scenario.py

有了上面的框架類，就可以把主入口程序 mian.py 簡化為：

'''遊戲的啟動入口'''
import pygame
import scenario
import mahjong # 具體的遊戲邏輯模塊，下一章提供

# 初始化遊戲入口
director = scenario.Director("麻將推推樂", 60, [255,255,255], [630,500])
director.change_scenario(mahjong.MainScenario()) # 開始第一個關卡
# 進入主循環


     




director.run()

這裡的 Director 類構造器，定義了遊戲窗口的標題、背景色、大小、幀率。而 change_scenario() 方法，則需要傳入一個 Scenario 類的子類，通過這個子類，定義具體的遊戲內容。而上面所說的主循環，關卡管理，遊戲對象分層顯示的代碼，都可以通過 scenario.py 重複使用。在 Unity 和 Unreal 引擎中，上述功能往往也是不需要開發者自己實現的。

Scenario 類最主要的編程接口，就是 start() 方法，在切換關卡的時候，新的 Scenario 對象的 start() 方法就會被調用，用來往遊戲屏幕上準備各種具體的遊戲對象 Group。一旦通過 Scenario.add_group() 放上屏幕，這個 Group 裡面的所有 Sprite 對象，每幀都會收到對於 update() 的調用，用以驅動遊戲邏輯運行。

下一篇講解繼承 Scenario 寫一個遊戲關卡。