Pygame05_动画精灵（碰撞检测）

Pygame

游戏背景

• 游戏需要背景音乐，界面上出现五个随机速度的灰色小球，它们会在相互碰撞后改变原来的速度。
• 如果小球从页面的上方穿过，会从下方出现，同样，如果小球从左边进入，会从右边出来。
• 鼠标的活动范围被限定在下方的玻璃面板上，通过一定频率的不断移动鼠标，会使得相应的小球从灰色变成绿色并停止移动，此时可以使用 w, s, a, d 按键分别上下左右移动小球。
• 当玩家将绿色的小球移动到背景上的黑洞的上方，按下空格键会检查该小球的位置是否完全覆盖黑洞，如果是的话，小球将被固定在黑洞中，此后其他球将忽略它，直接从它上方飘过。
• 需要注意的是，如果玩家的小球变绿色了，在放入黑洞前要时刻提防着其他球的碰撞，因为一旦发生碰撞，绿色的小球马上就会变成灰色，并重新获得随机的速度。
• 在歌曲播放完之前，如果玩家能把所有的小球都成功地固定在每个黑洞中，游戏胜利。

5.1 创建精灵

Pygame 的 sprite 模块提供了一个动画精灵的基类，游戏中的小球就是通过继承它而创建出来的精灵。

例 9-1

import pygame
import sys
from pygame.locals import *
from random import *
class Ball(pygame.sprite.Sprite): # 球类继承自 Sprite 类
    def __init__(self, image, position, speed):        
        pygame.sprite.Sprite.__init__(self) # 初始化动画精灵
        self.image = pygame.image.load(image).convert_alpha()
        self.rect = self.image.get_rect()
        self.rect.left, self.rect_top = position # 将小球放在指定位置
        self.speed = speed
def main():
    pygame.init()
    ball_image = "grey_ball.png"
    bg_image = "bg.png"
    running = True    
    bg_size = width, height = 640, 480 # 根据背景图片指定游戏界面尺寸
    screen = pygame.display.set_mode(bg_size)
    pygame.display.set_caption("Play the ball - FishC Demo")
    background = pygame.image.load(bg_image).convert_alpha()    
    balls = [] # 用来存放小球对象的列表
    # 创建 5 个小球
    BALL_NUM = 5
    for i in range(BALL_NUM):
        # 位置随机，速度随机
        position = randint(0, width - 100), randint(0, height - 100)
        speed = [randint(-10, 10), randint(-10, 10)]
        ball = Ball(ball_image, position, speed)
        balls.append(ball)
    clock = pygame.time.Clock()
    while running:
        for event in pygame.event.get():
            if event.type == QUIT:
                sys.exit()
        screen.blit(background, (0, 0))
        for each in balls:
            screen.blit(each.image, each.rect)
        pygame.display.flip()
        clock.tick(30)
if __name__ == "__main__":
    main()

5.2 移动精灵

在 Ball 类中添加 move() 方法，然后在绘制每个小球前先调用一次 move() 移动到新的位置。

例 9-2

...
    def move(self):
        self.rect = self.rect.move(self.speed)
...    
            for each in balls:
            each.move()
            screen.blit(each.image, each.rect)
...
        for each in balls:
            each.move()
            screen.blit(each.image, each.rect)
...

如果小球从页面的上方穿过，会从下方出现，同样，如果小球从左边进入会从右边出来。

...   
class Ball(pygame.sprite.Sprite):
    # 增加一个背景尺寸的参数
    def __init__(self, image, position, speed, bg_size):
        ...
        self.width, self.height = bg_size[0], bg_size[1]
    def move(self):
        self.rect = self.rect.move(self.speed)
        # 如果小球的左侧出了边界，那么将小球左侧的位置改为右侧的边界
        # 这样便实现了从左边进入，右边出来的效果
        if self.rect.right < 0:
            self.rect.left = self.width
        elif self.rect.left > self.width:
            self.rect.right = 0
        elif self.rect.bottom < 0:
            self.rect.top = self.height
        elif self.rect.top > self.height:
            self.rect.bottom = 0
...    

5.3 碰撞检测

collide_check 函数

例 10-1 检测各小球之间是否发生碰撞，一旦发生便修改小球的移动方向。

...
def collide_check(item, target):
    col_balls = []
    for each in target:
        distance = math.sqrt(\
            math.pow(item.rect.center[0] - each.rect.center[0], 2) + \
            math.pow(item.rect.center[1] - each.rect.center[1], 2))
        if distance <= (item.rect.width + each.rect.width) / 2:
            col_balls.append(each)
    return col_balls
...
        # 先让所有小球移动一步
        for each in balls:
            each.move()
            screen.blit(each.image, each.rect)
        # 检测各个小球之间是否发生碰撞
        for i in range(BALL_NUM):
            # 先将要检测的小球拿出来
            item = balls.pop(i)
            # 与列表中的其他小球一一对比
            if collide_check(item, balls):
                item.speed[0] = -item.speed[0]
                item.speed[1] = -item.speed[1]
            # 将小球放回到列表中
            balls.insert(i, item)  
...

虽然实现了碰撞检测，但有时会出现小球卡住的现象。

原因是：当小球在诞生的位置恰好有其他小球，因此检测到两个小球发生碰撞，速度取反，但如果两个小球相互覆盖的范围大于移动一次的距离，那就会出现卡住的现象（反向移动后取反，又变成相向移动，速度不变的情况下是死循环）。

解决方案：在小球诞生的时候立刻检查该位置是否有其他小球，有点话修改新生小球的位置。

例 10-2

...
    # 创建 5 个小球
    BALL_NUM = 5
    for i in range(BALL_NUM):
        # 位置随机，速度随机
        position = randint(0, width - 100), randint(0, height - 100)
        speed = [randint(-10, 10), randint(-10, 10)]
        ball = Ball(ball_image, position, speed, bg_size)
        # 测试诞生小球的位置是否存在其他小球
        while collide_check(ball, balls):
            ball.rect.left, ball.rect_top = randint(0, width - 100), randint(0, height - 100)
        balls.append(ball)
...        

不过这个 collide_check 只适用于圆与圆间的碰撞检测，如果是其他多边形或不规则图形，那么就得不到相应的效果了。

Pygame 的 sprite 模块已经提供了碰撞检测的函数。

sprite 模块提供的碰撞检测函数

sprite 模块提供了一个 spritecollide() 函数，用于检测某个精灵是否与指定组中的其他精灵碰撞。

spritecollide(sprite, group, dokill, collided = None)

• 第一个参数指定被检测的精灵。
• 第二个参数指定一个组，由 sprite.Group() 生成。
• 第三个参数设置是否从组中删除检测到碰撞的精灵。
• 第四个参数设置一个回调函数，用于定制特殊的检测方法。如果该参数忽略，那么默认是检测精灵之间的 rect 是否产生重叠。

例 11-1

...
    # 用来存放小球对象的列表
    balls = []
    group = pygame.sprite.Group()
    # 创建 5 个小球
    BALL_NUM = 5
    for i in range(BALL_NUM):
        # 位置随机，速度随机
        position = randint(0, width - 100), randint(0, height - 100)
        speed = [randint(-10, 10), randint(-10, 10)]
        ball = Ball(ball_image, position, speed, bg_size)
        # 检测新诞生的球是否会卡住其他球
        while pygame.sprite.spritecollide(ball, group, False):
            ball.rect.left, ball.rect.top = randint(0, width-100), randint(0, height-100)
        balls.append(ball)
        group.add(ball)
...
        for each in balls:
            each.move()
            screen.blit(each.image, each.rect)
        for each in group:
            # 先从组中移除当前球
            group.remove(each)
            # 判断当前球与其他球是否相撞
            if pygame.sprite.spritecollide(each, group, False):
                each.speed[0] = -each.speed[0]
                each.speed[1] = -each.speed[1]
            # 将当前球添加回组中
            group.add(each)
...

有时候小球还没碰撞就弹开了。因为上面的代码没有设置 spritecollide() 函数的第四个参数，默认这个参数是 None，表示检测精灵的 rect 属性是否重叠。

由于小球的背景是透明的，所以看上去好像没有发生碰撞就弹开了（其实对应的 rect 已经重叠了）。因此，需要实现圆形的碰撞检测，需要指定 spritecollide() 函数的最后一个参数。

例 11-2

spritecollide() 函数的最后一个参数是指定一个回调函数，用于定制特殊的检测方法。而 sprite 模块中正好有一个 collide_circle() 函数用于检测两个圆之间是否发生碰撞。

注意：这个函数需要精灵对象中必须有一个 radius（半径）属性才行。

class Ball(pygame.sprite.Sprite):
    def __init__(self, image, position, speed, bg_size):
...
        self.radius = self.rect.width / 2
...
    # 创建 5 个小球
    BALL_NUM = 5
    for i in range(BALL_NUM):
        # 位置随机，速度随机
        position = randint(0, width - 100), randint(0, height - 100)
        speed = [randint(-10, 10), randint(-10, 10)]
        ball = Ball(ball_image, position, speed, bg_size)
        # 检测新诞生的球是否会卡住其他球
        while pygame.sprite.spritecollide(ball, group, False, pygame.sprite.collide_circle):
            ball.rect.left, ball.rect.top = randint(0, width-100), randint(0, height-100)
        balls.append(ball)
        group.add(ball)
...
        for each in group:
            # 先从组中移除当前球
            group.remove(each)
            # 判断当前球与其他球是否相撞
            if pygame.sprite.spritecollide(each, group, False):
                each.speed[0] = -each.speed[0]
                each.speed[1] = -each.speed[1]
            # 将当前球添加回组中
            group.add(each)
...

摘自《零基础入门学习Python》