【Python基礎知識】Pygame的基本使用——游戲循環和模板

每個游戲的核心控制流程都是循環，稱為游戲循環。游戲循環不斷地反復運行，完成使游戲正常運行所需的工作。每迭代一次游戲循環稱為一幀。

Pygame框架游戲循環中發生的事情可以分為三種不同的類別。

①事件：需要游戲做出響應的所有內容。例如，在鍵盤上按下的鍵，在鼠標上點擊的鍵等。

②更新游戲：此框架上需要更改的所有內容。例如，如果角色懸空，那么需要使用重力將其拉下來;如果兩個對象相遇，那么需要發生爆炸。

③渲染：將所有內容繪制在屏幕上。例如，播放器需要查看的背景、角色、菜單或其他任何內容，都必須在屏幕上正確的位置繪制。

游戲循環的關鍵是控制整個游戲循環的運行速度，即FPS，它表示每秒的幀數，這意味著游戲循環每秒應該發生多少次。如果控制不好FPS，游戲就會運行得過快或過慢。

(1)創建Pygame模版

編寫一個簡單的Pygame程序，該程序除了打開游戲窗口并運行游戲循環外什么也不做。

首先導入所需的Pygame庫，并設置游戲的全局選項變量：

1. import pygame 
2.  
3. WIDTH = 300   # 游戲窗口的寬度 
4. HEIGHT = 420   # 游戲窗口的高度 
5. FPS = 30   # 每秒的幀數 

接下來創建游戲窗口：

1. # 初始化Pygame并創建游戲窗口 
2. pygame.init() 
3. screen = pygame.display.set_mode((WIDTH, HEIGHT)) 
4. pygame.display.set_caption('Demo Game')   # 設置游戲標題 
5. clock = pygame.time.Clock() 

先調用pygame.init()啟動Pygame并將其初始化;再調用pygame.display.set_mode()創建游戲窗口screen，其參數是一個元組，表示該游戲窗口的寬度和高度;最后調用pygame.time.Clock()創建時鐘對象clock，以便能夠確保游戲按照設定好的FPS運行。

然后開始編寫游戲循環：

1. # 游戲循環 
2. running = True 
3. while running: 
4.     pass 

這是游戲循環的框架代碼，它是由變量running控制是否執行的while循環，如果希望游戲循環結束，那么只需將running設置為False即可。

(2)渲染部分

目前示例代碼中僅僅演示的是用純色填充屏幕。下面先介紹一下計算機對顏色的處理。

計算機屏幕由像素組成，這些像素的顏色由三個顏色混合生成，這三個顏色就是三基色：紅色(R)，綠色(G)和藍色(B)。每個顏色的發光強度決定了該像素的顏色，用0到255之間的一個整數來表示發光強度的大小，因此，RGB三個顏色中的每個都有256種亮度等級�？梢酝ㄟ^三者的乘積，獲得計算機中可以顯示的顏色總數：256*256*256=16777216。

在項目中定義一些顏色：

1. BLACK = (0, 0, 0)   # 黑色 
2. WHITE = (255, 255, 255)   # 白色 
3. RED = (255, 0, 0)   # 紅色 
4. GREEN = (0, 255, 0)   # 綠色 
5. BLUE = (0, 0, 255)   # 藍色 

以上顏色由一個元組定義，元組中的項按照RGB排序，數值為顏色的亮度等級。

給屏幕填充顏色，并使最近繪制的屏幕可見：

1. screen.fill(WHITE) 
2. pygame.display.flip() 

(3)事件部分

此時嘗試運行程序，則會發現程序存在問題——無法關閉窗口，單擊窗口右上角的“關閉”按鈕無效。這是因為“單擊窗口右上角的‘關閉’按鈕”其實是一個事件，需要監聽該事件并做出相應處理——退出游戲。

事件可以隨時發生。如果游戲在循環的更新或渲染過程中單擊其他按鈕怎么辦?Pygame要做的是保存自上一幀以來發生的所有事件。這樣，如果游戲快速將許多按鈕混在一起，那么可以使所有按鈕都有效。監聽的事件是一個列表，可以使用一個for循環來查看它們：

1. for event in pygame.event.get(): 
2.     # 檢查窗口是否關閉 
3.     if event.type == pygame.QUIT: 
4.         running = False 

Pygame中有很多可以監聽的事件，pygame.QUIT是單擊窗口右上角的“關閉”時觸發的事件，此時將running設置為False，游戲循環將終止。

(4)控制FPS

使用FPS來控制游戲的運行速度：

1. while running: 
2.     clock.tick(FPS) 

tick()方法用于告訴Pygame循環所花的時間。變量FPS已經賦值為30，這意味著游戲循環每秒應該發生30次，即每幀持續1⁄30秒。

(5)組裝代碼

將上述代碼組裝起來，并在末尾添加pygame.quit()用于終止游戲：

1. import pygame 
2.  
3. WIDTH = 300 
4. HEIGHT = 420 
5. FPS = 30 
6.  
7. # 定義顏色 
8. WHITE = (255, 255, 255) 
9. BLACK = (0, 0, 0) 
10. RED = (255, 0, 0) 
11. GREEN = (0, 255, 0) 
12. BLUE = (0, 0, 255) 
13.  
14. # 初始化pygame并創建游戲窗口 
15. pygame.init() 
16. pygame.mixer.init() 
17. screen = pygame.display.set_mode((WIDTH, HEIGHT)) 
18. pygame.display.set_caption('Demo Game') 
19. clock = pygame.time.Clock() 
20.  
21. # 游戲循環 
22. running = True 
23. while running: 
24.     clock.tick(FPS) 
25.     for event in pygame.event.get(): 
26.         if event.type == pygame.QUIT: 
27.             running = False 
28.  
29.     screen.fill(WHITE) 
30.     pygame.display.flip() 
31.  
32. pygame.quit() 

將上述代碼進行保存，文件名為template.py，本書后文將使用該Pygame模板作為項目的起點。

運行template.py，運行結果如圖1所示。

圖1 Pygame模板運行結果