Pygame游戲開發(fā)之太空射擊實戰(zhàn)子彈與碰撞處理篇

更新時間：2022年08月05日 08:35:52 作者：acktomas

相信大多數(shù)8090后都玩過太空射擊游戲，在過去游戲不多的年代太空射擊自然屬于經(jīng)典好玩的一款了，今天我們來自己動手實現(xiàn)它，在編寫學習中回顧過往展望未來，下面開始講解子彈與碰撞處理，在本課中，我們將添加玩家與敵人之間的碰撞，以及添加供玩家射擊的子彈

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碰撞

碰撞是游戲開發(fā)的基本組成部分。碰撞檢測就是要檢測游戲中的一個對象是否正在接觸另一個對象。碰撞處理決定了當碰撞發(fā)生時你想要發(fā)生什么。

在我們的游戲中，我們目前有許多敵人的精靈沿著屏幕飛向玩家，我們想知道其中一個精靈何時出現(xiàn)。對于我們游戲的這個階段，我們只會說敵人擊中玩家意味著游戲結(jié)束了。

邊界框

請記住，Pygame 中的每個精靈都有一個rect定義其坐標和大小的屬性。Pygame中的一個Rect對象的格式是[x, y, width, height]，其中 x和 y表示矩形的左上角。此矩形的另一個詞是邊界框，因為它表示對象的邊界。

這種碰撞檢測稱為AABB，代表“軸對齊邊界框”，因為矩形與屏幕軸對齊 - 它們不會傾斜一定角度。AABB碰撞非常受歡迎，因為它速度很快 - 計算機可以非?？焖俚乇容^矩形的坐標，如果您要比較大量對象，這將非常有用。

要檢測碰撞，我們需要查看玩家的rect碰撞，并將其與每個敵人的rect碰撞進行比較?，F(xiàn)在，我們可以通過循環(huán)遍歷敵人并對執(zhí)行此比較的每個敵人來執(zhí)行此操作：

在這張圖片中，您可以看到只有矩形#3與大黑色矩形相撞。#1 在 x 軸上重疊，但在 y 軸上不重疊; #2 在 y 中重疊，但在 x 中不重疊。為了使兩個矩形重疊，它們的邊界必須在每個軸上重疊。在代碼中編寫以下內(nèi)容：

if mob.rect.right > player.rect.left and \
   mob.rect.left < player.rect.right and \
   mob.rect.bottom > player.rect.top and \
   mob.rect.top < player.rect.bottom:
       collide = True

對我們來說幸運的是，Pygame有一個內(nèi)置的方式，通過使用這個spritecollide()函數(shù)來做到這一點。

敵人與玩家碰撞

我們將此命令添加到游戲循環(huán)的“更新”部分：

#Update
all_sprites.update()
#check to see if a mob hit the player
hits = pygame.sprite.spritecollide(player, mobs, False)
if hits:
    running = False

spritecollide()語法

#Find sprites in a group that intersect another sprite.
spritecollide(sprite, group, dokill, collided = None) -> Sprite_list

該spritecollide()函數(shù)采用 3 個參數(shù)：要檢查的 sprite 的名稱、要與之進行比較的組的名稱，以及名為dokill 的 True/False 參數(shù)。

dokill參數(shù)如果設置為 True，則所有發(fā)生碰撞的sprite都將從組中刪除。例如，如果我們試圖查看玩家是否撿到了一枚硬幣，我們希望將其設置為True硬幣消失。

collied參數(shù)是一個回調(diào)函數(shù)，用于計算兩個精靈是否發(fā)生沖突。它應該將兩個精靈作為值，并返回一個bool值，指示它們是否發(fā)生沖突。如果未傳遞collied參數(shù)，則所有精靈都必須具有“rect”值，該值是精靈區(qū)域的矩形，將用于計算碰撞。

該spritecollide()命令的返回結(jié)果是被擊中的精靈列表（請記住，玩家可能一次與多個敵人相撞）。我們將該列表分配給變量hits 。

如果hits列表不為空，則if語句將為True ，并且我們設置running為False游戲?qū)⒔Y(jié)束。

射擊

子彈精靈

現(xiàn)在我們準備添加一個新的精靈：子彈。這將是一個精靈，在我們射擊時生成，出現(xiàn)在玩家精靈的頂部，并以相當高的速度向上移動。定義精靈現(xiàn)在應該開始看起來很熟悉了，所以下面是完整的Bullet類：

class Bullet(pygame.sprite.Sprite):
    def __init__(self, x, y):
        pygame.sprite.Sprite.__init__(self)
        self.image = pygame.Surface((10, 20))
        self.image.fill(YELLOW)
        self.rect = self.image.get_rect()
        self.rect.bottom = y
        self.rect.centerx = x
        self.speedy = -10
    def update(self):
        self.rect.y += self.speedy
        # kill if it moves off the top of the screen
        if self.rect.bottom < 0:
            self.kill()

在子彈精靈的__init__()方法中，我們傳遞x和y值，以便我們可以告訴精靈出現(xiàn)在哪里。由于玩家精靈可以移動，因此將設置為玩家射擊時玩家所在的位置。我們設置speedy為負值，以便它將向上移動。

最后，我們檢查子彈是否從屏幕頂部脫落，如果是這樣，我們將其刪除。

按鍵事件

為了保持簡單，我們將讓它每次玩家按下空格鍵時，都會發(fā)射一顆子彈。我們需要將其添加到事件檢查中：

for event in pygame.event.get():
    # check for closing window
    if event.type == pygame.QUIT:
        running = False
    elif event.type == pygame.KEYDOWN:
        if event.key == pygame.K_SPACE:
            player.shoot()

我們的新代碼檢查事件，如果存在KEYDOWN事件，則檢查它是否是K_SPACE按鍵。如果是這樣，我們將運行玩家精靈的shoot()方法。

生成子彈

首先，我們需要添加一個新組來保存所有項目符號：

bullets = pygame.sprite.Group()

現(xiàn)在，我們可以將以下方法添加到Player類中：

def shoot(self):
    bullet = Bullet(self.rect.centerx, self.rect.top)
    all_sprites.add(bullet)
    bullets.add(bullet)

該shoot()方法所做的就是生成一顆子彈，使用玩家的頂部中心作為生成點。然后，我們確保將子彈精靈添加到all_sprites（以便將其繪制和更新）和 bullets，我們將用于碰撞。

子彈碰撞

現(xiàn)在我們需要檢查子彈是否擊中了敵人。這里的區(qū)別在于，我們有多個子彈（在bullets組中）和多個敵人（在mobs組中），所以我們不能像以前那樣使用spritecollide()，因為這只會將一個精靈與一個組進行比較。相反，我們將使用groupcollide() ：

groupcollide（）語法

# Find all sprites that collide between two groups.
groupcollide(group1, group2, dokill1, dokill2, collided = None) -> Sprite_dict

發(fā)現(xiàn)兩組中的所有精靈之間的沖突。通過比較每個 Sprite 的Sprite.rect屬性或使用collided函數(shù)（如果不是 None）來確定碰撞。

返回值是個字典，未發(fā)生碰撞時，字典為空。發(fā)生碰撞時，字典的keys是group1中發(fā)生碰撞的對象（一直以為字典的keys值是個字符串之類的東西，沒想到還可以是對象），values是一個列表，其元素是group2中與每一個group1發(fā)生碰撞的所有對象。

Groupcollide返回值的形態(tài)和使用是個難點，舉例說明：比如group1有三架飛機對象p1、p2、p3，group2有八個敵人對象b1、b2、b3、b4、b5、b6、b7、b8，假如p1與b1、b4、b7發(fā)生碰撞，p2與b2、b5、b8發(fā)生碰撞，

groupcollide(group1, group2, 1, 1)

返回值是如下的字典：

{p1:[b1, b4, b7], p2:[b2, b5, b8]}

group1 中的每個發(fā)生碰撞的Sprite 都會添加到返回字典中，作為鍵。每個項的值是組 2 中相交的精靈列表。

如果任一 dokill 參數(shù)為 True，則碰撞的精靈將從其各自的組中刪除。

collieded參數(shù)是一個回調(diào)函數(shù)，用于計算兩個精靈是否發(fā)生沖突。它應該將兩個精靈作為值，并返回一個 bool 值，指示它們是否正在碰撞。如果未傳遞collided，則所有精靈都必須具有“rect”值，該值是精靈區(qū)域的矩形，將用于計算碰撞。

# Update
all_sprites.update()
# check to see if a bullet hit a mob
hits = pygame.sprite.groupcollide(mobs, bullets, True, True)
for hit in hits:
    m = Mob()
    all_sprites.add(m)
    mobs.add(m)

該groupcollide()函數(shù)類似于spritecollide() ，除了您命名兩個組進行比較，并且您將獲得的是被擊中的敵人列表。有兩個dokill選項，每個組一個。

如果我們只是刪除敵人，我們將遇到一個問題：敵人用完了！因此，我們要做的就是hits循環(huán)，對于我們摧毀的每個敵人，將生成另一個新的敵人。

現(xiàn)在它實際上開始感覺像一個游戲：

在下一課中，我們將學習如何向游戲添加圖形，而不是使用那些純色矩形。

此部分的完整代碼

# KidsCanCode - Game Development with Pygame video series
# Shmup game - part 3
# Video link: https://www.youtube.com/watch?v=33g62PpFwsE
# Collisions and bullets
import pygame
import random
WIDTH = 480
HEIGHT = 600
FPS = 60
# define colors
WHITE = (255, 255, 255)
BLACK = (0, 0, 0)
RED = (255, 0, 0)
GREEN = (0, 255, 0)
BLUE = (0, 0, 255)
YELLOW = (255, 255, 0)
# initialize pygame and create window
pygame.init()
pygame.mixer.init()
screen = pygame.display.set_mode((WIDTH, HEIGHT))
pygame.display.set_caption("Shmup!")
clock = pygame.time.Clock()
class Player(pygame.sprite.Sprite):
    def __init__(self):
        pygame.sprite.Sprite.__init__(self)
        self.image = pygame.Surface((50, 40))
        self.image.fill(GREEN)
        self.rect = self.image.get_rect()
        self.rect.centerx = WIDTH / 2
        self.rect.bottom = HEIGHT - 10
        self.speedx = 0
    def update(self):
        self.speedx = 0
        keystate = pygame.key.get_pressed()
        if keystate[pygame.K_LEFT]:
            self.speedx = -8
        if keystate[pygame.K_RIGHT]:
            self.speedx = 8
        self.rect.x += self.speedx
        if self.rect.right > WIDTH:
            self.rect.right = WIDTH
        if self.rect.left < 0:
            self.rect.left = 0
    def shoot(self):
        bullet = Bullet(self.rect.centerx, self.rect.top)
        all_sprites.add(bullet)
        bullets.add(bullet)
class Mob(pygame.sprite.Sprite):
    def __init__(self):
        pygame.sprite.Sprite.__init__(self)
        self.image = pygame.Surface((30, 40))
        self.image.fill(RED)
        self.rect = self.image.get_rect()
        self.rect.x = random.randrange(WIDTH - self.rect.width)
        self.rect.y = random.randrange(-100, -40)
        self.speedy = random.randrange(1, 8)
        self.speedx = random.randrange(-3, 3)
    def update(self):
        self.rect.x += self.speedx
        self.rect.y += self.speedy
        if self.rect.top > HEIGHT + 10 or self.rect.left < -25 or self.rect.right > WIDTH + 20:
            self.rect.x = random.randrange(WIDTH - self.rect.width)
            self.rect.y = random.randrange(-100, -40)
            self.speedy = random.randrange(1, 8)
class Bullet(pygame.sprite.Sprite):
    def __init__(self, x, y):
        pygame.sprite.Sprite.__init__(self)
        self.image = pygame.Surface((10, 20))
        self.image.fill(YELLOW)
        self.rect = self.image.get_rect()
        self.rect.bottom = y
        self.rect.centerx = x
        self.speedy = -10
    def update(self):
        self.rect.y += self.speedy
        # kill if it moves off the top of the screen
        if self.rect.bottom < 0:
            self.kill()
all_sprites = pygame.sprite.Group()
mobs = pygame.sprite.Group()
bullets = pygame.sprite.Group()
player = Player()
all_sprites.add(player)
for i in range(8):
    m = Mob()
    all_sprites.add(m)
    mobs.add(m)
# Game loop
running = True
while running:
    # keep loop running at the right speed
    clock.tick(FPS)
    # Process input (events)
    for event in pygame.event.get():
        # check for closing window
        if event.type == pygame.QUIT:
            running = False
        elif event.type == pygame.KEYDOWN:
            if event.key == pygame.K_SPACE:
                player.shoot()
    # Update
    all_sprites.update()
    # check to see if a bullet hit a mob
    hits = pygame.sprite.groupcollide(mobs, bullets, True, True)
    for hit in hits:
        m = Mob()
        all_sprites.add(m)
        mobs.add(m)
    # check to see if a mob hit the player
    hits = pygame.sprite.spritecollide(player, mobs, False)
    if hits:
        running = False
    # Draw / render
    screen.fill(BLACK)
    all_sprites.draw(screen)
    # *after* drawing everything, flip the display
    pygame.display.flip()
pygame.quit()

第 4 部分：添加圖形

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