【Python基础知识】Pygame的基本使用——游戏循环和模板

每个游戏的核心控制流程都是循环，称为游戏循环。游戏循环不断地反复运行，完成使游戏正常运行所需的工作。每迭代一次游戏循环称为一帧。

Pygame框架游戏循环中发生的事情可以分为三种不同的类别。

①事件：需要游戏做出响应的所有内容。例如，在键盘上按下的键，在鼠标上点击的键等。

②更新游戏：此框架上需要更改的所有内容。例如，如果角色悬空，那么需要使用重力将其拉下来;如果两个对象相遇，那么需要发生爆炸。

③渲染：将所有内容绘制在屏幕上。例如，播放器需要查看的背景、角色、菜单或其他任何内容，都必须在屏幕上正确的位置绘制。

游戏循环的关键是控制整个游戏循环的运行速度，即FPS，它表示每秒的帧数，这意味着游戏循环每秒应该发生多少次。如果控制不好FPS，游戏就会运行得过快或过慢。

(1)创建Pygame模版

编写一个简单的Pygame程序，该程序除了打开游戏窗口并运行游戏循环外什么也不做。

首先导入所需的Pygame库，并设置游戏的全局选项变量：

1. import pygame 
2.  
3. WIDTH = 300   # 游戏窗口的宽度 
4. HEIGHT = 420   # 游戏窗口的高度 
5. FPS = 30   # 每秒的帧数 

接下来创建游戏窗口：

1. # 初始化Pygame并创建游戏窗口 
2. pygame.init() 
3. screen = pygame.display.set_mode((WIDTH, HEIGHT)) 
4. pygame.display.set_caption('Demo Game')   # 设置游戏标题 
5. clock = pygame.time.Clock() 

先调用pygame.init()启动Pygame并将其初始化;再调用pygame.display.set_mode()创建游戏窗口screen，其参数是一个元组，表示该游戏窗口的宽度和高度;最后调用pygame.time.Clock()创建时钟对象clock，以便能够确保游戏按照设定好的FPS运行。

然后开始编写游戏循环：

1. # 游戏循环 
2. running = True 
3. while running: 
4.     pass 

这是游戏循环的框架代码，它是由变量running控制是否执行的while循环，如果希望游戏循环结束，那么只需将running设置为False即可。

(2)渲染部分

目前示例代码中仅仅演示的是用纯色填充屏幕。下面先介绍一下计算机对颜色的处理。

计算机屏幕由像素组成，这些像素的颜色由三个颜色混合生成，这三个颜色就是三基色：红色(R)，绿色(G)和蓝色(B)。每个颜色的发光强度决定了该像素的颜色，用0到255之间的一个整数来表示发光强度的大小，因此，RGB三个颜色中的每个都有256种亮度等级。可以通过三者的乘积，获得计算机中可以显示的颜色总数：256*256*256=16777216。

在项目中定义一些颜色：

1. BLACK = (0, 0, 0)   # 黑色 
2. WHITE = (255, 255, 255)   # 白色 
3. RED = (255, 0, 0)   # 红色 
4. GREEN = (0, 255, 0)   # 绿色 
5. BLUE = (0, 0, 255)   # 蓝色 

以上颜色由一个元组定义，元组中的项按照RGB排序，数值为颜色的亮度等级。

给屏幕填充颜色，并使最近绘制的屏幕可见：

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

(3)事件部分

此时尝试运行程序，则会发现程序存在问题——无法关闭窗口，单击窗口右上角的“关闭”按钮无效。这是因为“单击窗口右上角的‘关闭’按钮”其实是一个事件，需要监听该事件并做出相应处理——退出游戏。

事件可以随时发生。如果游戏在循环的更新或渲染过程中单击其他按钮怎么办?Pygame要做的是保存自上一帧以来发生的所有事件。这样，如果游戏快速将许多按钮混在一起，那么可以使所有按钮都有效。监听的事件是一个列表，可以使用一个for循环来查看它们：

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

Pygame中有很多可以监听的事件，pygame.QUIT是单击窗口右上角的“关闭”时触发的事件，此时将running设置为False，游戏循环将终止。

(4)控制FPS

使用FPS来控制游戏的运行速度：

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

tick()方法用于告诉Pygame循环所花的时间。变量FPS已经赋值为30，这意味着游戏循环每秒应该发生30次，即每帧持续1⁄30秒。

(5)组装代码

将上述代码组装起来，并在末尾添加pygame.quit()用于终止游戏：

1. import pygame 
2.  
3. WIDTH = 300 
4. HEIGHT = 420 
5. FPS = 30 
6.  
7. # 定义颜色 
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并创建游戏窗口 
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. # 游戏循环 
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() 

将上述代码进行保存，文件名为template.py，本书后文将使用该Pygame模板作为项目的起点。

运行template.py，运行结果如图1所示。

图1 Pygame模板运行结果