利用pygame完成动画精灵和碰撞检测

动画精灵和碰撞检测

一、动画精灵

动画精灵：四处移动的单个图像或图像部分称为动画精灵（sprite），pygame有一个特殊的模块帮助跟踪屏幕上移动的大量图像。利用这个模块，可以更容易地移动图形对象。

具备特征：

图像（image）：为动画精灵显示的图片。
矩形区（rect）：包含动画精灵的矩形区域。

①、一堆沙滩球都反弹

Pygame 的 sprite 模块提供了一个动画精灵基类Sprite，基于pygame.sprite.Sprite 来创建自己的子类。

这里用了常规的python列表

import sys, pygameclass MyBallClass(pygame.sprite.Sprite):    def __init__(self, image_file, location):        pygame.sprite.Sprite.__init__(self)        #初始化动画精灵        self.image = pygame.image.load(image_file) #加载图片        self.rect = self.image.get_rect()          #得到定义图像边界矩形        self.rect.left, self.rect.top = location   #设置球的初始位置#设置窗口大小和颜色    size = width, height = 640, 480screen = pygame.display.set_mode(size)screen.fill([255, 255, 255])img_file = "beach_ball.png"balls = []#将球增加到列表for row in range(0, 3):    for column in range(0, 3):        location = [column * 180 + 10, row * 180 + 10]        ball = MyBallClass(img_file, location)        balls.append(ball)for ball in balls:    screen.blit(ball.image, ball.rect)pygame.display.flip()running = Truewhile running:    for event in pygame.event.get():        if event.type == pygame.QUIT:            running = Falsepygame.quit()

显示效果：

②、让小球动起来

move() 方法

创建一个新的类方法

 def move(self):        self.rect = self.rect.move(self.speed)        #碰到窗口左右两边        if self.rect.left < 0 or self.rect.right > width:            self.speed[0] = -self.speed[0]        #碰到窗口上下两边        if self.rect.top < 0 or self.rect.bottom > height:            self.speed[1] = -self.speed[1]###其中 self.speed告诉对象要移动多远，包含2个列表。

import sys, pygamefrom random import *class MyBallClass(pygame.sprite.Sprite):    def __init__(self, image_file, location, speed):        pygame.sprite.Sprite.__init__(self)        #初始化动画精灵        self.image = pygame.image.load(image_file) #加载图片        self.rect = self.image.get_rect()          #得到定义图像边界矩形        self.rect.left, self.rect.top = location   #设置球的初始位置        self.speed = speed                         #创建一个速度    def move(self):        self.rect = self.rect.move(self.speed)        if self.rect.left < 0 or self.rect.right > width:            self.speed[0] = -self.speed[0]        if self.rect.top < 0 or self.rect.bottom > height:            self.speed[1] = -self.speed[1]#设置窗口大小和颜色    size = width, height = 640, 480screen = pygame.display.set_mode(size)screen.fill([255, 255, 255])img_file = "beach_ball.png"balls = []#将球增加到列表for row in range(0, 3):    for column in range(0, 3):        location = [column * 180 + 10, row * 180 + 10]        speed = [choice([-2, 2]), choice([-2, 2])]     #让每个球变得随机性        ball = MyBallClass(img_file, location, speed)        print("y = ", ball.rect)        balls.append(ball)running = Truewhile running:    for event in pygame.event.get():        if event.type == pygame.QUIT:            running = False    #这里不是单独擦除（覆盖各个球），直接用白色填充窗口，重新绘制    pygame.time.delay(20)    screen.fill([255, 255, 255])    for ball in balls:        ball.move()        screen.blit(ball.image, ball.rect)    pygame.display.flip()        pygame.quit()

二、碰撞检测

上面的动画，仅仅只是移动和反弹，球与球之间的碰撞还不能反弹.

Pygame 中已经内置有这种碰撞检测。

Pygame 还提供了一种方法对动画精灵分组。 Pygame 的 group 类。例如，在保龄球游戏中，所有球瓶可能在一组，球则在另一组。

动画精灵模块的spritecollide()函数用来检测某个精灵是否与制定组的其他精灵发生碰撞，

这个函数的形式如下：
spritecollide(被检测的精灵（sprite），指定组（group），是否重叠（False）)

要检查组中精灵之间的碰撞：

从这个组中删除这个精灵；
检查这个精灵与组中其他精灵之间的碰撞；
再把这个精灵添加回原来的组中。

问：为什么要先从组删除？
答：如果开始时没有从组中删除这个精灵，spritecollide() 会检测到这个精灵与它自身发生了碰撞，因为它也在这个组中

import sys, pygamefrom random import *class MyBallClass(pygame.sprite.Sprite):    def __init__(self, image_file, location, speed):        pygame.sprite.Sprite.__init__(self)        #初始化动画精灵        self.image = pygame.image.load(image_file) #加载图片        self.rect = self.image.get_rect()          #得到定义图像边界矩形        self.rect.left, self.rect.top = location   #设置球的初始位置        self.speed = speed                         #创建一个速度    def move(self):        self.rect = self.rect.move(self.speed)        if self.rect.left < 0 or self.rect.right > width:            self.speed[0] = -self.speed[0]        if self.rect.top < 0 or self.rect.bottom > height:            self.speed[1] = -self.speed[1]def animate(group):    screen.fill([255, 255, 255])    for ball in group:        group.remove(ball)      #从组删除精灵        #检查精灵与组的碰撞        if pygame.sprite.spritecollide(ball, group, False):             ball.speed[0] = -ball.speed[0]            ball.speed[1] = -ball.speed[1]        group.add(ball)        ball.move()        screen.blit(ball.image, ball.rect)    pygame.display.flip()    pygame.time.delay(20)#设置窗口大小和颜色    size = width, height = 640, 480screen = pygame.display.set_mode(size)screen.fill([255, 255, 255])img_file = "beach_ball.png"group = pygame.sprite.Group()   #创建精灵组#将球增加到列表for row in range(0, 2):    for column in range(0, 2):        location = [column * 180 + 10, row * 180 + 10]        speed = [choice([-2, 2]), choice([-2, 2])]     #让每个球变得随机性        ball = MyBallClass(img_file, location, speed)        group.add(ball)running = Truewhile running:    for event in pygame.event.get():        if event.type == pygame.QUIT:            running = False    #这里不是单独擦除（覆盖各个球），直接用白色填充窗口，重新绘制    pygame.time.delay(20)    screen.fill([255, 255, 255])    animate(group)   pygame.quit()

上述代码存在问题：

球碰撞时，它们会“颤抖”或者发生两次碰撞；
有时球会“卡”在窗口边界上，颤抖一段时间。

可能原因：上述代码是先移动一个球，检查碰撞，然后移动球在检查下一个。这样子可能造成球的滞后性

修改animate函数（）def animate(group):    screen.fill([255, 255, 255])    for ball in group:        ball.move()    for ball in group:        group.remove(ball)      #从组删除精灵        #检查精灵与组的碰撞        if pygame.sprite.spritecollide(ball, group, False):             ball.speed[0] = -ball.speed[0]            ball.speed[1] = -ball.speed[1]        group.add(ball)        #ball.move()        screen.blit(ball.image, ball.rect)    pygame.display.flip()    pygame.time.delay(20)

矩形碰撞与像素完美结合

在观察可以方向，球“碰撞”时并不是完全接触。因为 spritecollide() 没有使用球的圆形轮廓来检测碰撞。它使用了球的 rect，也就是球的外围矩形。

如果希望球的圆形部分（而不是矩形边界）真正接触时球才会相互反弹，就必须使用一种称为“像素完美碰撞检测 ” 的方法。

三、统计时间

在之前我们都用time.delay(50)来控制动画运行的快慢，

pygame.time.delay(50)

在计算机图形学中，每个动画步叫做一帧，游戏程序员讨论图形更新的快慢时都会提到帧速率（每秒帧数，fps）

问：要怎么控制未知代码运行时间？

――Pygame 的 time 模块提供了这样的工具：一个名为 Clock 的类。

用 pygame.time.Clock() 控制帧速率

并不是向每个循环增加一个延迟， pygame.time.Clock() 会控制每个循环多长时间运行一次。

clock = pygame.time.Clock()clock.tick(60)#此处的60指示：这个循环应当每秒运行 60 次。每秒 60 个循环（或帧）时，每个循环需要 1000 / 60 = 16.66 ms（大约 17 ms）。如果循环中的代码运行时间超过 17 ms，在 clock 指出开始下一次循环时当前循环将无法完成。

检查帧速率

 clock.get_fps()    知道程序能以多快的速度运行，检查帧速率

调整帧速率

假设设置运行 clock.tick(30)，每秒39帧，但 clock.get_fps()检测实际得到的速率为20fps，说明每个循环运行的时间比预计的长，这样达不到原来要的效果，需要调整帧速率。

以小球为例，原来每秒30帧，可以将小球移动比较远，但是目前的代码每秒只能运行20帧，达不到预期的要求，需要在限有的时间内到达移动的距离，就需要更改小球移动的速度。可以按期望帧频率与实际帧速率的比值来增加

如果小球对象距离是10，期望的帧速率是30fps，程序实际运行速率为20fps.

object_speed = current_speed * (desired fps / actual fps)object_speed = 10 * (30 / 20)object_speed = 15

沙滩球程序中使用 Clock 和 get_fps()

import sys, pygamefrom random import *class MyBallClass(pygame.sprite.Sprite):    def __init__(self, image_file, location, speed):        pygame.sprite.Sprite.__init__(self)        #初始化动画精灵        self.image = pygame.image.load(image_file) #加载图片        self.rect = self.image.get_rect()          #得到定义图像边界矩形        self.rect.left, self.rect.top = location   #设置球的初始位置        self.speed = speed                         #创建一个速度    def move(self):        self.rect = self.rect.move(self.speed)        if self.rect.left < 0 or self.rect.right > width:            self.speed[0] = -self.speed[0]        if self.rect.top < 0 or self.rect.bottom > height:            self.speed[1] = -self.speed[1]def animate(group):    screen.fill([255, 255, 255])    for ball in group:        ball.move()    for ball in group:        group.remove(ball)      #从组删除精灵        #检查精灵与组的碰撞        if pygame.sprite.spritecollide(ball, group, False):             ball.speed[0] = -ball.speed[0]            ball.speed[1] = -ball.speed[1]        group.add(ball)        screen.blit(ball.image, ball.rect)    pygame.display.flip()    pygame.time.delay(20)#设置窗口大小和颜色    size = width, height = 640, 480screen = pygame.display.set_mode(size)screen.fill([255, 255, 255])img_file = "beach_ball.png"clock = pygame.time.Clock()group = pygame.sprite.Group()   #创建精灵组#将球增加到列表for row in range(0, 2):    for column in range(0, 2):        location = [column * 180 + 10, row * 180 + 10]        speed = [choice([-4, 4]), choice([-4, 4])]     #让每个球变得随机性        ball = MyBallClass(img_file, location, speed)        group.add(ball)running = Truewhile running:    for event in pygame.event.get():        if event.type == pygame.QUIT:            running = False            frame_rate = clock.get_fps()            print( "frame rate = ", frame_rate)       animate(group)       clock.tick(30)pygame.quit()

到此这篇关于利用pygame完成动画精灵和碰撞检测的文章就介绍到这了,希望对大家有帮助,更多相关pygame内容请搜索以前的文章或继续浏览下面的相关文章,希望大家以后多多支持！

最后更新于 2021-11-08 08:13:36 并被添加「」标签，已有位童鞋阅读过。

本站使用「署名 4.0 国际」创作共享协议，可自由转载、引用，但需署名作者且注明文章出处