一、實驗介紹
1.1 實驗內容
在本節課中，我們將講解Pygame的常用對象及其操作，包括圖形、動畫、文字、音頻等，確保同學們對Pygame有一個基礎的了解，同時為后續課程做好準備。
1.2 實驗知識點
1.3 實驗環境
1.4 適合人群
本課程難度為一般，屬于初級級別課程，適合具有Python基礎的用戶，熟悉Python基礎知識加深鞏固。
1.5 代碼獲取
本節實驗所用到的代碼和相關資源文件可以通過下面命令下載到實驗樓環境中，作為參照對比進行學習。
$ wget http://labfile.oss.aliyuncs.com/courses/940/foundation.zip
解壓縮至 /home/shiyanlou/foundation ：
$ unzip foundation.zip
二、開發準備
本次課程主要利用Pygame模塊來進行開發，首先我們需要打開Xfce終端，并使用 pip 命令來安裝Pygame
$ sudo pip install pygame
安裝完成之后進入Python的交互界面，輸入以下命令查看是否成功安裝。
import pygame
若無異常，則說明安裝成功。
三、實驗步驟
3.1 HelloWorld
首先開始我們第一個HelloWorld程序：
# -*- coding: UTF-8 -*-# helloworld.py# 導入所需的模塊import pygame, sys# 導入所有pygame.locals里的變量（比如下面大寫的QUIT變量）from pygame.locals import *# 初始化pygamepygame.init()# 設置窗口的大小，單位為像素screen = pygame.display.set_mode((500, 400))# 設置窗口標題pygame.display.set_caption('Hello World')# 程序主循環while True: # 獲取事件 for event in pygame.event.get(): # 判斷事件是否為退出事件 if event.type == QUIT: # 退出pygame pygame.quit() # 退出系統 sys.exit() # 繪制屏幕內容 pygame.display.update()效果圖如下：
這里解釋一下上面程序的運行方式
一個游戲循環（也可以稱為主循環）就做下面這三件事：
3.2 繪制圖形
Pygame的坐標原點（0，0）點位于左上角，X軸自左向右，Y軸自上向下，單位為像素。
這里介紹一下常用的方法：
pygame.draw.line(Surface, color, start_pos, end_pos, width)此方法用于繪制一條線段
pygame.draw.aaline(Surface, color, start_pos, end_pos, blend)此方法用于繪制一條抗鋸齒的線
pygame.draw.lines(Surface, color, closed, pointlist, width)此方法用于繪制一條折線
pygame.draw.rect(Surface, color, Rect)此方法用于繪制一個矩形
pygame.draw.rect(Surface, color, Rect, width)此方法用于繪制一個矩形框
pygame.draw.ellipse(Surface, color, Rect)此方法用于繪制一個橢圓
pygame.draw.ellipse(Surface, color, Rect, width)此方法用于繪制一個橢圓框
pygame.draw.polygon(Surface, color, pointlist, width)此方法用于繪制一個多邊形
pygame.draw.arc(Surface, color, Rect, start_angle, stop_angle, width)此方法用于繪制一條弧線
pygame.draw.circle(Surface, color, Rect, radius)此方法用于繪制一個圓
以下為示例代碼：
# -*- coding: UTF-8 -*-# drawing.py# 導入需要的模塊import pygame, sysfrom pygame.locals import *from math import pi# 初始化pygamepygame.init()# 設置窗口的大小，單位為像素screen = pygame.display.set_mode((400,300))# 設置窗口標題pygame.display.set_caption('Drawing')# 定義顏色BLACK = ( 0, 0, 0)WHITE = (255, 255, 255)RED = (255, 0, 0)GREEN = ( 0, 255, 0)BLUE = ( 0, 0, 255)# 設置背景顏色screen.fill(WHITE)# 繪制一條線pygame.draw.line(screen, GREEN, [0, 0], [50,30], 5)# 繪制一條抗鋸齒的線pygame.draw.aaline(screen, GREEN, [0, 50],[50, 80],True)# 繪制一條折線pygame.draw.lines(screen, BLACK, False, [[0, 80], [50, 90], [200, 80], [220, 30]], 5)# 繪制一個空心矩形pygame.draw.rect(screen, BLACK, [75, 10, 50, 20], 2)# 繪制一個矩形pygame.draw.rect(screen, BLACK, [150, 10, 50, 20])# 繪制一個空心橢圓pygame.draw.ellipse(screen, RED, [225, 10, 50, 20], 2)# 繪制一個橢圓pygame.draw.ellipse(screen, RED, [300, 10, 50, 20])# 繪制多邊形pygame.draw.polygon(screen, BLACK, [[100, 100], [0, 200], [200, 200]], 5)# 繪制多條弧線pygame.draw.arc(screen, BLACK,[210, 75, 150, 125], 0, pi/2, 2)pygame.draw.arc(screen, GREEN,[210, 75, 150, 125], pi/2, pi, 2)pygame.draw.arc(screen, BLUE, [210, 75, 150, 125], pi,3*pi/2, 2)pygame.draw.arc(screen, RED, [210, 75, 150, 125], 3*pi/2, 2*pi, 2)# 繪制一個圓pygame.draw.circle(screen, BLUE, [60, 250], 40)# 程序主循環while True: # 獲取事件 for event in pygame.event.get(): # 判斷事件是否為退出事件 if event.type == QUIT: # 退出pygame pygame.quit() # 退出系統 sys.exit() # 繪制屏幕內容 pygame.display.update()效果圖如下：
3.3 實現動畫
由于人類眼睛的特殊生理結構，當所看畫面的幀率高于24的時候，就會認為是連貫的，此現象稱之為 視覺暫留 。
幀率（Frame rate）是用于測量顯示幀數的量度，所謂的測量單位為每秒顯示幀數(Frames per Second，簡稱：FPS）
一般來說30fps是可以接受的，但是將性能提升至60fps則可以明顯提升交互感和逼真感，但是一般來說超過75fps一般就不容易察覺到有明顯的流暢度提升了。
在我們原有坐標系的基礎上添加偏移量，再重新繪制，依次一張一張的循環繪制下去，就會得到我們想要的物體移動的效果。
Pygame實現動畫主要用到的方法：
pygame.image.load(filename)加載一張圖片
pygame.Surface.blit(source, dest, area=None, special_flags = 0)將圖片繪制到屏幕相應坐標上（后面兩個參數默認，可以不傳）
pygame.time.Clock()獲得pygame的時鐘
pygame.time.Clock.tick(FPS)設置pygame時鐘的間隔時間
以下為示例代碼：
# -*- coding: UTF-8 -*-# animation.py# 導入需要的模塊import pygame, sysfrom pygame.locals import *# 初始化pygamepygame.init()# 設置幀率（屏幕每秒刷新的次數）FPS = 30# 獲得pygame的時鐘fpsClock = pygame.time.Clock()# 設置窗口大小screen = pygame.display.set_mode((500, 400), 0, 32)# 設置標題pygame.display.set_caption('Animation')# 定義顏色WHITE = (255, 255, 255)# 加載一張圖片（所用到的的圖片請參考1.5代碼獲取）img = pygame.image.load('resources/shiyanlou.PNG')# 初始化圖片的位置imgx = 10imgy = 10# 初始化圖片的移動方向direction = 'right'# 程序主循環while True: # 每次都要重新繪制背景白色 screen.fill(WHITE) # 判斷移動的方向，并對相應的坐標做加減 if direction == 'right': imgx += 5 if imgx == 380: direction = 'down' elif direction == 'down': imgy += 5 if imgy == 300: direction = 'left' elif direction == 'left': imgx -= 5 if imgx == 10: direction = 'up' elif direction == 'up': imgy -= 5 if imgy == 10: direction = 'right' # 該方法將用于圖片繪制到相應的坐標中 screen.blit(img, (imgx, imgy)) for event in pygame.event.get(): if event.type == QUIT: pygame.quit() sys.exit() # 刷新屏幕 pygame.display.update() # 設置pygame時鐘的間隔時間 fpsClock.tick(FPS)效果圖如下：
3.4 繪制文字
如果你想繪制文字到屏幕上，Pygame提供了很方便的方法使用.ttf字體文件，這樣我們就能很輕易的將文字繪制在屏幕上了。
這里我使用了ARBERKLEY.ttf作為字體，字體文件的獲取請參考1.5代碼獲取。
主要用到的方法：
pygame.font.Font(filename, size)
filename：字體文件的文件名；
size：字體的高height，單位為像素；
pygame.font.Font.render(text, antialias, color, background=None)
text：要顯示的文字；
antialias： 是否抗鋸齒；
color：字體顏色；
background：背景顏色（可選參數）；
.get_rect()
獲得一個對象的rect，以便于設置其坐標位置
以下為示例代碼：
# -*- coding: UTF-8 -*-# font.py# 導入需要的模塊import pygame, sysfrom pygame.locals import *# 初始化pygamepygame.init()# 設置窗口的大小，單位為像素screen = pygame.display.set_mode((500,400))# 設置窗口的標題pygame.display.set_caption('Font')# 定義顏色WHITE = (255, 255, 255)GREEN = ( 0, 255, 0)BLUE = ( 0, 0, 128)# 通過字體文件獲得字體對象fontObj = pygame.font.Font('resources/ARBERKLEY.ttf', 50)# 配置要顯示的文字textSurfaceObj = fontObj.render('Pygame', True, BLUE, GREEN)# 獲得要顯示的對象的recttextRectObj = textSurfaceObj.get_rect()# 設置顯示對象的坐標textRectObj.center = (250, 200)# 設置背景screen.fill(WHITE)# 繪制字體screen.blit(textSurfaceObj, textRectObj)# 程序主循環while True: # 獲取事件 for event in pygame.event.get(): # 判斷事件是否為退出事件 if event.type == QUIT: # 退出pygame pygame.quit() # 退出系統 sys.exit() # 繪制屏幕內容 pygame.display.update()效果圖如下：
3.5 播放音頻
在Pygame里播放音頻有兩個方法，一個用來播放特效聲音，一個用來播放背景音樂：
pygame.mixer.Sound(filename)
該方法返回一個Sound對象，調用它的.play( )方法，即可播放較短的音頻文件（比如玩家受到傷害、收集到金幣等）；
pygame.mixer.music.load(filename)
該方法用來加載背景音樂，之后調用pygame.mixer.music.play( )方法就可以播放背景音樂（Pygame只允許加載一個背景音樂在同一個時刻）
以下為示例代碼：
# -*- coding: UTF-8 -*-# audio.py# 導入需要的模塊import pygame, sysfrom pygame.locals import *# 初始化pygamepygame.init()# 設置窗口的大小，單位為像素screen = pygame.display.set_mode((500,400))# 設置窗口的標題pygame.display.set_caption('Audio')# 定義顏色WHITE = (255, 255, 255)# 設置背景screen.fill(WHITE)# 加載并播放一個特效音頻文件（所用到的音頻文件請參考1.5代碼獲取）sound = pygame.mixer.Sound('resources/bounce.ogg')sound.play()# 加載背景音樂文件pygame.mixer.music.load('resources/bgmusic.mp3')# 播放背景音樂，第一個參數為播放的次數（-1表示無限循環），第二個參數是設置播放的起點（單位為秒）pygame.mixer.music.play(-1, 0.0)# 程序主循環while True: # 獲取事件 for event in pygame.event.get(): # 判斷事件是否為退出事件 if event.type == QUIT: # 停止播放背景音樂 pygame.mixer.music.stop() # 退出pygame pygame.quit() # 退出系統 sys.exit() # 繪制屏幕內容 pygame.display.update()注意：因實驗樓里暫時不能播放音頻，上述代碼在實驗樓環境中可能無法正常運行，同學們可以在自己的電腦上嘗試運行。
3.6 事件
Pygame里常用的事件如下表：
| 事件 | 產生途徑 | 參數 |
|---|---|---|
| QUIT | 用戶按下關閉按鈕 | none |
| ACTIVEEVENT | Pygame被激活或者隱藏 | gain, state |
| KEYDOWN | 鍵盤被按下 | unicode, key, mod |
| KEYUP | 鍵盤被放開 | key, mod |
| MOUSEMOTION | 鼠標移動 | pos, rel, buttons |
| MOUSEBUTTONDOWN | 鼠標按下 | pos, button |
| MOUSEBUTTONUP | 鼠標放開 | pos, button |
| VIDEORESIZE | Pygame窗口縮放 | size, w, h |
以下為示例代碼：
# -*- coding: UTF-8 -*-# event.py# 導入需要的模塊import pygame, sysfrom pygame.locals import *# 定義顏色WHITE = (255, 255, 255)# 初始化pygamepygame.init()# 設置窗口的大小，單位為像素screen = pygame.display.set_mode((500,400), 0, 32)# 設置窗口的標題pygame.display.set_caption('Event')# 設置背景screen.fill(WHITE)# 程序主循環while True: # 獲取事件 for event in pygame.event.get(): # 判斷事件是否為退出事件 if event.type == QUIT: # 退出pygame pygame.quit() # 退出系統 sys.exit() # 獲得鼠標當前的位置 if event.type ==MOUSEMOTION: print(event.pos) # 獲得鼠標按下的位置 if event.type ==MOUSEBUTTONDOWN: print("鼠標按下：",event.pos) # 獲得鼠標抬起的位置 if event.type ==MOUSEBUTTONUP: print("鼠標抬起：",event.pos) # 獲得鍵盤按下的事件 if event.type == KEYDOWN: if(event.key==K_UP or event.key==K_w): print("上") if(event.key==K_DOWN or event.key==K_s): print("下") if(event.key==K_LEFT or event.key==K_a): print("左") if(event.key==K_RIGHT or event.key==K_d): print("右") # 按下鍵盤的Esc鍵退出 if(event.key==K_ESCAPE): # 退出pygame pygame.quit() # 退出系統 sys.exit() # 繪制屏幕內容 pygame.display.update()效果圖如下：
四、實驗總結
本節課程我們主要講解了Pygame的一些常用對象及操作，這些都是我們后續課程需要用到的知識點，希望同學們能熟練掌握這些內容。若想要深入了解，可參考下方Pygame官方文檔的鏈接。
五、參考鏈接
以上就是本文的全部內容，希望對大家的學習有所幫助，也希望大家多多支持VEVB武林網。
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