Pygame游戲開發之一

初涉紅塵

       本人是個游戲愛好者，同樣是個游戲開發愛好者，最近開始學習Pygame，Pygame是 跨平臺的 Python模塊（包括Win32、Unix、Mac、Android等等），主要包含圖像和聲音，專為電子游戲設計。所有需要的游戲功能和理念都完全簡化為游戲邏輯本身，這樣就大大提高了開發效率。

       我學Pygame之前對Python可以說是一無所知，所以大致瀏覽了一下《Python核心編程》，但是學一門語言不能光靠看書，必須親身實踐。可以說是一邊做游戲，一邊學習的過程，通過做游戲來更好地理解這門語言。Pygame的文檔可以在以下這個鏈接中找到：http://www.pygame.org/docs/ 基本游戲中需要用到的一些操作它都給你封裝好了，非常方便。

       做游戲之前讓我們先把環境配好，到Python的官網把Python相關的軟件下載下來（http://www.python.org/download），因為它是跨平臺的，所以會有很多不同平臺的版本，我下了一個Windows版的python-2.5.msi，之后執行該文件安裝Python，一般是安裝在C：盤下。安裝完畢后，進入 開始菜單->Python 2.5->IDLE，就是Python的IDE（集成開發環境）了。然后是安裝Pygame模塊，到http://www.pygame.org/download.shtml下載對應平臺的pygame，安裝即可。

       接下來就開始我們的“Pygame游戲制作之旅”，和大多數的游戲制作一樣，程序的框架都是大同小異的，一般就是：

初始化 - （圖像、聲音）

主循環 -

事件處理（鼠標、鍵盤）

邏輯層

渲染層

釋放資源

Pygame的初始化非常方便，首先調用pygame.init()，這個函數為所有導入的pygame模塊進行初始化，如果初始化失敗，不會引發任何的異常。

Pygame中用于顯示的是一個叫Surface的東西，Surface可以理解成一個表面，就像畫畫的白紙一樣，任何東西都可以在上面繪制。每個Surface都有它固定的分辨率（可以理解成白紙的大小，即寬和高）以及像素格式（pixel format）。

調用pygame.Surface可以創建一個圖像對象。起初Surface會被清空成全黑，唯一需要的參數是它的大小。其它還有幾個默認的參數：

pygame.Surface((width, height), flags=0, depth=0, masks=None): return Surface
pygame.Surface((width, height), flags=0, Surface): return Surface

像素格式可以通過傳入位深depth或者一張存在的Surface來決定，flags參數是表面的一組位或標志，可以傳入以下參數的任意組合：

HWSURFACE, 在顯存中創建圖像
SRCALPHA, 像素格式有alpha值，即透明度

Surface可以有許多額外的屬性，像alpha層，關鍵色，源矩形裁剪等。這些功能主要影響Surface是如何粘貼到其它表面的。這里的粘貼不是一般意義上的粘貼，因為它不止是原圖拷貝，有可能是進行像素的與運算、或運算等等，我們稱這種操作為blit（位塊傳輸），blit會盡可能使用硬件加速，如果實在不行，它們會使用具有很好優化手段的軟件傳輸方法。

在Pygame中支持三種類型的透明處理：關鍵色(colorkeys)，表面alpha(surface alphas)，像素alpha(pixel alphas)。表面alpha能夠和關鍵色混合使用，但是如果用了像素alpha，就不能和其它兩種進行混合使用了。關鍵色使得某一種顏色成為透明，任何和這個顏色一樣的像素將不會被繪制出來。表面alpha是一個單一的值，它決定了整張圖片的透明度。這個值為255表示不透明，0則表示完全透明。

像素alpha儲存了所有像素的alpha值，也就是透明度。在表面上的像素訪問是允許的，但是對于一個游戲來說，這個速度實在是太慢了-_-|||（不是一般的慢啊…試過你就知道了）。像素的訪問和修改可以通過get_at() 和 set_at()函數，但是如果需要批量操作，這種方法是不可取的，實在要做，可以利用pygame.surfarray 模塊，它將Surface看做是很大的高維數組，操作起來相當快。任何函數如果要直接訪問一個Surface的某個像素數據的話需要將這個Surface鎖定，鎖定和解鎖可以調用lock()和unlock()方法。

對Surface有一定了解之后，我們就可以來看display了，pygame.display是Pygame中用于屏幕顯示的模塊，一旦創建了一個display，你就可以把它當成是常規的Surface來使用了。Pygame在進行顯示的時候是采用雙緩沖機制的，其實它內部有兩個Surface，每次要繪制時是在后備緩沖上進行繪制，當所有東西都繪制完畢后需要手動調用pygame.display.flip()函數，這個函數的作用就是將后備緩沖和前臺緩沖進行一次交換，如此一來，先前繪制的東西也就自然而然得顯示到屏幕上來了（也可以調用pygame.display.update()，它是對前一個翻頁函數的優化，可以傳入一些矩形，只在傳入的矩形進行更新操作）。我們利用以下函數對屏幕的Surface進行初始化：

pygame.display.set_mode(resolution=(0,0), flags=0, depth=0) : return Surface

resolution表示需要創建的窗口的大小，即分辨率。flags表示一些位或標志，一般有以下幾個：

pygame.FULLSCREEN    創建一個全屏的顯示模式

pygame.DOUBLEBUF     建議和 HWSURFACE 或 OPENGL組合

pygame.HWSURFACE     全屏下硬件加速

pygame.OPENGL           創建一個opengl 的渲染顯示模式

pygame.RESIZABLE      顯示窗口大小可變

pygame.NOFRAME       顯示窗口沒有邊框

depth則表示當前Surface的位深。

screen = pygame.display.set_mode(SCREENRECT.size,  pygame.FULLSCREEN)

我們可以采用以上語句創建一個用于全屏顯示的Surface對象，并且返回給全局變量screen。接下來我們從文件中讀取一張圖片并且將它顯示到屏幕上來，pygame.image模塊是用于圖像的傳輸的，它包含了一些讀取和保存圖片的函數，讀取圖片可以采用pygame.image.load

。它的原型是：

pygame.image.load(filename) return Surface

從文件中載入一個圖像，傳入的是文件名。Pygame將會自動決定圖像的類型(gif 或者 bmp)并且從數據中創建一個新的Surface對象。返回的Surface對象將會包含和文件中的原圖一樣的顏色格式、關鍵色和alpha通道。你可以返回Surface.convert()來創建一個拷貝，它在屏幕上繪制的時候效率更高。

       對于alpha通道，像png圖像可以在載入后使用convert_alpha()方法使得圖像的像素具有透明度。Pygame不總是支持所有的圖像文件格式，但是它肯定支持的是標準的BMP文件，可以通過pygame.image.get_extended來檢測它是否支持其他圖像文件，例如png。

       我們可以通過定義一個load_image函數來將圖像的載入封裝起來，以后用的時候就會方便許多了。

def load_image(file) :

    file = os.path.join('data', file)

    try:

        surface = pygame.image.load(file)

    except pygame.error:

        raise SystemExit, 'Can not load image %s' % pygame.get_error()

return surface.convert_alpha()

以上是將一個data文件夾下的名為file的圖像文件讀取并且返回一個Surface的過程。

調用如下：

myImage = load_image(‘hero.png’)

現在我們擁有兩個Surface：一個是screen，表示屏幕顯示設備；另外一個則是由圖像文件中創建的myImage，如果想要將myImage顯示到屏幕上來，只需要進行如下的操作：

       screen.blit(myImage, pos, srcRect, 0)

第一個參數是源Surface對象，pos則是傳送到screen的左上角的位置，是一個二元組，表示xy坐標， srcRect表示的是一個矩形四元組，是將myImage中srcRect這個矩形的區域傳送到screen上來，最后一個參數則是對兩張Surface的一個混合的標志，BLEND_ADD表示將兩者的對應點的顏色像素值相加，BLEND_SUB表示相減等等。到此為止，myImage還不能被顯示到屏幕上來，因為blit的過程只是將myImage這個Surface傳送到后備緩沖中，我們還需要調用pygame.display.flip()進行翻頁。如此一來，就可以輕松得實現圖像文件在屏幕的貼圖了。

       大致了解了圖像的顯示之后讓我們來看下框架代碼的編寫，C++開頭一般都會包含一些頭文件，Python也類似，Pygame是Python的一個模塊，但是如果不進行導入是不能用它的東西的，Python中用import進行模塊的導入：

import pygame, sys, os.path

sys和os.path都是系統模塊，當然，自己寫的.py文件也可以作為一個模塊來用于導入。

必要模塊導入之后需要檢測當前系統下是否支持除標準BMP以外的圖像文件，可以調用pygame.image.get_extended()函數來檢測，如果返回False則只能使用標準BMP文件了。

Python中有一個特殊的變量__name__，如果當前程序是被當成一個模塊被導入的，那么它的值是模塊名；如果是作為程序執行的，則它的值是’__main__’，所以我們需要對這個變量進行判斷，像這樣：

if __name__ == '__main__' : Go()

以上的Go函數就好比是C語言中的main()函數，不同的是它可以以任意的名字命名。所有的初始化工作可以放在Go函數的開頭,我用Initialize函數將它封裝起來了。

def Go():

    Initialize()

    while True :

        for event in pygame.event.get():

            if event.type == pygame.KEYDOWN :

                if event.key == K_ESCAPE :

                    pygame.quit()

                    sys.exit(0)

            elif event.type == pygame.QUIT :

                pygame.quit()

                sys.exit(0)

        keystatus       =  pygame.key.get_pressed()

              logical()

              render()

        pygame.display.update()

上面這段代碼是Pygame的游戲框架，對圖像之類的初始化工作被放在Initialize函數里，之后是游戲的主循環，循環內部首先進行的是事件處理，這里的事件是用的Pygame中的pygame.event模塊，Pygame對事件的組織是通過事件隊列的，pygame.event.get()將得到事件隊列中所有的事件，并且將他們從事件隊列中移除。每個事件有一個事件類型event.type，例如KEYDOWN表示鍵盤上的鍵按下，KEYUP表示鍵抬起等等。

       logical()和render()分別是游戲的邏輯層和渲染層，可以在邏輯層中添加一些控件，并且設置它們的位置以及大小，然后渲染層則負責將這些東西顯示到屏幕上來。(未完待續)

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圖 1-1