Python实验，用pygame做飞机大战游戏设计
Python实验，⽤pygame做飞机⼤战游戏设计
飞机⼤战游戏设计
摘 要：根据课程要求，以及⾯向对象程序设计的编程思想，在Windows操作系统环境下，运⽤PyCharm编译程序，以Python语⾔为开发语⾔，最终实现飞机⼤战游戏相应的游戏操作功能。Python是⼀种跨平台的、开源的、免费的、解释型的⾼级编程语⾔。它具有丰富的、强⼤的库, 能够把其他语⾔制作的各种模块很轻松地联结在⼀起, 所以Python常被称为“胶⽔”语⾔。Python语⾔近⼏年发展势头迅猛, 应⽤领域也⾮常⼴泛, 在Web编程、图形处理、⿊客编程、⼤数据处理、⽹络爬⾍、科学计算和游戏编程等领域都能到Python的应⽤。其中Pygame是Python的⼀个第三⽅库, 搭载了基于OpenGL的图形库和优质的⾳频库, 可以快速上⼿制作2D游戏的原型。Pygame的API⽐较偏底层, 开发⼈员在编程时具有很⼤的⾃由度, 同时具有了很强的可定制性。Python语⾔的研究和发明主要是为了便于学习和应⽤, 因此Python语⾔是开源的, 并且语法⾮常简单、容易编写和理解。本⽂通过对飞机⼤战游戏的设计与分析, 掌握Python语⾔在游戏开发领域的优势。
关键词：⾯向对象程序设计；Pygame模块；Python语⾔；PyCharm编译程序
飞机⼤战游戏设计开发课题是《⾯向对象程序设计（Python）》中⾯向对象程序设计的⼀次运⽤，主要设计原则如下:
(1)简单性，在实现软件的功能的同时, 尽量让软件操作简单易懂;
(2)针对性，基于Python软件, 实现飞机⼤战游戏的各种要求;
(3)⼀致性，类型、变量和其他元素的命名规则保持⼀致;
完成同样的功能应该尽量使⽤同样的元素；界⾯元素的外观风格、摆放位置在同⼀个界⾯和不同界⾯之间是⼀致的。可以使其基本类库Pygame的基本函数和功能模块的调⽤操作实现python语⾔在课程设计中的运⽤。
通过对飞机⼤战游戏设计的实现，要求我们进⼀步理解和掌握课堂上所学各种基本类型的变量、数据类型、类、⽤户输⼊和⽂件操作实现⾯向对象的游戏开发，以及它们在程序中的使⽤⽅法；掌握Python软件设计的基本内容和设计⽅法，并培养学⽣进⾏规范化软件设计的能⼒；掌握使⽤各种计算机资料和有关参考资料，提⾼我们进⾏程序设计的基本能⼒，逐步熟悉程序设计的⽅法，并养成良好的编程习惯。本次设计为了使飞机⼤战游戏具有更加丰富的功能，基于⾯向对象和⾯向过程的⽅法，使⽤Python编程语⾔提供资源结构，以Pygame模块对游戏进⾏研发，提出了飞机⼤战游戏开发⽅案。通过各种优化调整，实现了飞机的飞⾏移动、击落，计分等功能，实现了飞机⼤战的开发，增加游戏体验。
2、需求分析
2.1问题描述
本次课程设计题⽬是 “飞机⼤战游戏设计”，实现基于⾯向对象程序设计的⽅法，使⽤Python编程语⾔，以Pygame模块实时对游戏进⾏研发，提出飞机⼤战⼩游戏开发⽅案。通过各种优化调整，实现飞机的飞⾏移动、击落，计分等功能，实现飞机⼤战的开发，增加游戏体验。
2.2设计⽬的
这次课程旨在使读者学会分析研究⾯向对象编程的特性，学会Python编程⽅法，以便选择合适的数据结构和逻辑结构，以及相应的运算，把现实世界中的问题转化为计算机内部的表⽰和处理。
《⾯向对象程序设计（Python）》课程的主要⽬的是使学⽣⼀步理解和掌握课堂上所学各种基本类型的变量、数据类型、类、⽤户输⼊、⽂件操作等，以及它
们在程序中的使⽤⽅法；掌握软件设计的基本内容和设计⽅法，并培养学⽣进⾏规范化软件设计的能⼒；掌握使⽤各种计算机资料和有关参考资料，提⾼学⽣进⾏程序设计的基本能⼒。
2.3 系统设计思想
本次设计基于⾯向对象的程序设计⽅法，使⽤Python编程语⾔提供资源结构，以Pygame模块实时对
游戏进⾏研发，提出了飞机⼤战⼩游戏⼆次开发⽅案。通过各种优化调整，实现了飞机的飞⾏移动、击落，计分等功能，⽽且拓展了游戏的等级提升功能、界⾯打印功能、游戏奖励机制等等，实现了飞机⼤战的⼆次开发，丰富了游戏体验。
Pygame是Python的⼀个第三⽅库, 搭载了基于OpenGL的图形库和优质的⾳频库, 可以快速上⼿制作2D游戏的原型。Pygame的API⽐较偏底层, 开发⼈员在编程时具有很⼤的⾃由度, 同时具有了很强的可定制性。
按照游戏⼯业市场的飞机游戏开发需求，分析游戏的基本功能，在此基础上增加游戏的各类功能模块完善游戏。本设计所⽤到的编程语⾔是Python，版本是Python3.9，开发⼯具为Pycharm，调⽤Pygame模块，对游戏进⾏开发、运⾏及测试。游戏程序编辑、编译、调试、发布所有过程都是基于PC机平台运⾏。
2.4 开发平台及⼯具介绍
开发软件：Python 3.9
使⽤系统：Windows 10
3、设计要求
3.1 设计⽬的
（1）实现飞机的移动、⼦弹发射，对本次游戏有⼀个初步的编写及认识。
（2）飞机的持续按键移动和飞机⾃爆优化。
（3）进⾏基类的抽取，使代码更具有层次性和简化重复代码。
（4）对判断以及删除越界⼦弹、敌机发射⼦弹进⾏扩展优化。
3.2 总体设计
3.2.1系统功能总体设计框图
图3-1 系统功能总体设计框图
3.2.2主要流程图
（1）程序主函数
程序主函数主要进⾏定义和继承的相关操作，实现成员函数的定义和成员属性的定义，继承相关函数并添加相关的游戏特性。如图3-2所⽰。
图3-2 程序主函数流程图
⼦弹实例化中，分成了两种射击模式，⼀个是普通⼦弹，另⼀个是超级⼦弹，包括了外形、速度、与敌机碰撞的撞击等基本因素，其基本属性⽅法如图3-3所⽰。
图3-3 ⼦弹模块
（3）敌机模块
敌军飞机的飞⾏模式设定为单⼀向垂直移动飞⾏模式，设计飞⾏的速度，调⽤随机函数，设定敌军飞机的随机⾼度和随机宽度
图3- 4 敌军飞机功能模块念奴娇赤壁怀古原文
（4）本机模块
⾃⾝飞机的功能属性如图3-5所⽰，需要⾃⾝飞机的图⽚加载、飞⾏速度设置、飞⾏上下移动等功能。
图3- 5 ⾃⾝飞机模块
（5）奖励模块
游戏的奖励模块是本设计实现游戏创新的重要组成部分，本⽂中设计了⽣命、超级⼦弹、3个功能属性的奖励。
图3- 6 奖励模块
5 调试分析
5.1 调试
经过反复测试，飞机⼤战游戏最终可以流畅运⾏，⽽且容错能⼒较好，稳定性很强。下⾯做⼀些简单的说明：
（1）print() ⽅法
第⼀种⽅法简单直接粗暴有效，就是⽤print()把可能有问题的变量打印出来看看，执⾏后在输出中查打印的变量值。
（2）断⾔ assert
凡是⽤print()来辅助查看的地⽅，都可以⽤断⾔（assert）来替代，assert的意思是，表达式n != 0应
该是True，否则，根据程序运⾏的逻辑，后⾯的代码肯定会出错。如果断⾔失败，assert语句本⾝就会抛出AssertionError。程序中如果到处充斥着assert，和print()相⽐也好不到哪去。不过，启动Python解释器时可以⽤-O参数来关闭assert。
（3）logging
把print()替换为logging是第3种⽅式，和assert⽐，logging不会抛出错误，⽽且可以输出到⽂件，logging.info()就可以输出⼀段⽂本。运⾏，发现除了ZeroDivisionError，没有任何信息。别急，在import logging之后添加⼀⾏配置再试试。
5.2 调试中遇到的问题
1.敌机死后,⼦弹连带的消失
因为⼦弹组是敌军对象的成员，是在主函数需要敌军的⼦弹再加到⼀个组,⽽且所有敌军的⼦弹加到⼀起更更新更加⽅便，这样不⽤担⼼敌机毁掉了，他们的⼦弹对象也访问不了。
2.⼦弹和敌机多次撞击
由于播放爆炸动画采⽤的⽅法是被撞毁时，先不移除精灵组，然后更改该对象图⽚，知道图⽚轮完了
才kill()，这就导致进⾏下⼀次循环，对象还没kill(),kill()了就不能进⾏轮播。撞毁的时候新建循环把爆炸图⽚画在屏幕上,⾏不通，第循环⼀次只能更新⼀帧图⽚，如果你要更新多帧那么其他精灵就会静⽌；撞毁时候，先移除精灵组，然后⽤变量储存，进⾏最初更新的⽅法。实验证明可⾏。
3.进⾏了update却不显⽰
混淆draw和display.update。⾸先⼀个精灵的update⽅法让图像有改变，draw⽅法调⽤screen的blit⽅法画到屏幕上，这时候屏幕画⾯残留在上⼀帧，只有display更新了才能看到
4. 想⽅设法把⼀个Sprite或者rect或者image进⾏清除操作
想要看不见他，两种⽅法如果是精灵,skill()从所有精灵组⾥⾯删除，如果只是单纯的image和rect，直接从他们的list⾥⾯remove，这样就不会被blit，实际上屏幕在更新，如果你想要看到，就要画在在更新的每⼀帧上⾯，之后如果不再⽤到它,python⾃⼰会进⾏回收.
5. 为什么英雄死掉了，还是会发⽣碰撞检测
这是因为，虽然我们把英雄加⼊英雄队伍，但是队伍中英雄很少，为了⽅便我们碰撞的时候不是从队伍中取直接就⽤该英雄对象进⾏检测，这时候，英雄skill()了，但是rect并没有丢失。skill()只是把他从需要显⽰或者操作体中把他删除了，但是这个对象并没有被⽴即回收，它的rect还是在，还能⽤于
碰撞检测
6.不知道全局变量如何使⽤
python⾥⾯的全局常量和其他语⾔⼀样是没有歧义的，但是全局变量就不⼀样了，因为python定义变量不⽤定义类型，只有在赋值的时候才知道，所以在函数⾥⾯使⽤全局变量,⽆法保证两个变量是⼀样的，所以在函数⾥⾯需要⽤global声明⼀下这个变量是我开始设的这个全局变量，不是⼜重新定义了⼀个局部变量。
6 总结
6.1功能
1.基本功能
（1）键盘⽅向键控制英雄移动
（1）键盘⽅向键控制英雄移动
（2）英雄⾃动发射⼦弹
（3）敌军飞机⾃动⽣成，向下运动，发射不同速度炮弹
（4）⾃动⽣成补给，有⼦弹buff，buff，补⾎buff⼦弹。buff最多吃5个，每吃⼀个⼦弹数⽬或者威⼒提⾼，吃到第五个召唤"最强形态"。buff可以⽆限吃，当然出现⼏率⽐较⼩，吃到的在屏幕左下⾓显⽰，空格键引爆⼀颗，毁掉当前所有敌军飞机,boss损⾎。补⾎buff,⼀次补满英雄⾎条
（5）每种敌军对应不同分数，击爆后，屏幕⼜下⾓的总分增加相应的分数。
2011年节假日安排（6）⼦弹击中和撞击都会时敌机和英雄损⾎，且英雄还会debuff，就是buff效果会减弱。
（7）当英雄挂掉，游戏结束，屏幕显⽰分数，并且可以选择重来或者结束游戏
2.附加功能
（1）英雄吃buff初期⼦弹威⼒+1，且⼦弹排数有序增加，均匀分步。
（2）⾎条低于某个值会变红，当吃补给增加后⼜会恢复原⾊。
（3）敌机出现位置随机，速度随机，发射⼦弹速度随机，数量排数⾃定义，低级敌机出场较多，中型后来逐渐增多。
乔家的儿女结局
（4）英雄,boss有飞⾏和爆炸动画，敌机有爆炸动画。
（5）撞击对不同对象效果不同，英雄撞boss，英雄死boss损⾎，敌机撞英雄，敌机爆，英雄损⾎，且损⾎和被⼦弹击中⾎量不同。
（6）背景和bgm循环移动，营造飞⾏感觉。
（7）每个动作都有专属⾳效，如英雄爆，敌机爆，补习，补⼦弹，补，扔，射击。
（8）boss移动速度慢，慢于最低速度，即1像素每帧，游戏定义为60帧/秒，即速度低于60像素/秒。
6.2 收获与体会
通过此次课程设计，使我更加扎实的掌握了Pycharm、Python、Pygame⽅⾯的知识，在设计过程中虽然遇到了⼀些问题，但经过⼀次⼜⼀次的思考，⼀遍⼜⼀遍的检查终于出了原因所在，也暴露出了前期我在这⽅⾯的知识⽋缺和经验不⾜。实践出真知，通过亲⾃动⼿制作，使我们掌握的知识不再是纸上谈兵。
在课程设计过程中，持续发现错误，持续改正，持续领悟，持续获取。最终的检测调试环节，本⾝就是在践⾏“过⽽能改，善莫⼤焉”的知⾏观。这次课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多问题，
最后在⽼师的指导下，终于游逆⽽解。在今后社会的发展和学习实践过程中，⼀定要不懈努⼒，不能遇到问题就想到要退缩，⼀定要不厌其烦的发现问题所在，然后⼀⼀实⾏解决，只有这样，才能成功的做成想做的事，才能在今后的道路上劈荆斩棘，⽽不是知难⽽退，那样永远不可能收获成功，收获喜悦，也永远不可能得到他⼈对你的认可！此次课程设计，感慨颇多，从理论到实践，在这⼀个周⾥，能够说得是苦多于甜，但是能够学到很多很多的东西，同时不但能够巩固了以前所学过的知识，⽽且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从⽽提升⾃⼰的实际动⼿⽔平和独⽴思考的⽔平。在设计的过程中遇到问题，能够说得是困难重重，但可喜的是最终都得到了解决。
Python是⼀种简单易学，功能强⼤的编程语⾔，它有⾼效率的⾼层数据结构，能简单⽽有效地实现⾯向对象编程。Python简洁的语法和对动态输⼊的⽀持，再加上解释性语⾔的本质，使得它在⼤多数平台上的很多领域都是⼀个理想的脚本语⾔，特别适⽤于快速的应⽤程序开发。其次，这种解释语⾔的机制，更能让我们这些初学者体验到学习成果，不需要了解很多东西，也能编出个⼩程序来，这个过程⽐其他语⾔要快和简单很多。此外，还有⼀点就是Python的学习很有弹性，我稍微学⼀点就能做点东西，⽽想要深⼊研究仍然有⽆穷的⽅向可以选择，因为Python的应⽤范围也是很⼴阔。
参考⽂献
[1]宋雅娟，尚鲜连.⾯向Python翻转课堂的图形动画案例库的设计[J].计算机时代,2021(12):106-108.DOI:10.16644/jki33-
1094/tp.2021.12.026.
[2]吴绍兵，王昌梅，贾学明，曹好顺，扶斌.基于对分课堂的Python语⾔程序设计教学探索[J].计算机教育,2019(02):53-
56.DOI:10.16512/jki.jsjjy.2019.02.014.
[3]嵩天，黄天⽻，礼欣.Python语⾔：程序设计课程教学改⾰的理想选择[J].中国⼤学教学,2016(02):42-47.
[4]杜兰，陈琳琳，黄祎静.基于Pygame的壁球游戏的设计与开发[J].电⼦技术与软件⼯程,2018(22):54+202.
[5]刘班.基于Pygame快速开发游戏软件[J].数字技术与应⽤,2013(08):130.DOI:10.19695.
[6] Creating Physics Aware Games using PyGame and PyODE[J]. Python Papers,2010,5(3).
[7]Youtian Guo,Qi Gao,Feng Pan. Trained Model Reuse of Autonomous-Driving in Pygame with Deep Reinforcement Learning[C].
[8]Sahni Nishant,Srinivasan Kailash,Savla Harsh. A Review on Developing an Arcade Game Machine and an Arcade Game using Raspberry Pi and Pygame[J]. International Journal of Computer Applications,2015,120(17):
附录
程序代码：
import random
import pygame
pygame.init()
深宅雪电视剧全集SCORE = 0
#屏幕⼤⼩的常量
SCREEN_RECT = pygame.Rect(0, 0, 480, 700)
color
color_blue = (30, 144, 255)
color_green = (0, 255, 0)
color_red = (255, 0, 0)
color_purple = (148, 0, 211)激活qq
color_gray = (251, 255, 242)
#刷新的帧率
FRAME_PER_SEC = 60 # 刷新率是60hz，即每秒update60次
创建敌机的定时器常量,⾃定义⽤户事件，其实就是int数，不同数表⽰不同事件CREATE_ENEMY_EVENT = pygame.USEREVENT
#英雄发射⼦弹事件
HERO_FIRE_EVENT = pygame.USEREVENT + 1
#buff1 出现的事件
BUFF1_SHOW_UP = pygame.USEREVENT + 2
#buff2
BUFF2_SHOW_UP = pygame.USEREVENT + 3
#敌军发射⼦弹文明城市手抄报
ENEMY_FIRE_EVENT = pygame.USEREVENT + 4
#发射
BOMB_THROW = pygame.USEREVENT + 5
class GameScore(object):
global SCORE
def __init__(self):
self.score = 0
pass
def getvalue(self):
self.score = SCORE
return self.score
class GameSprite(pygame.sprite.Sprite):
“”“飞机⼤战游戏”""
def init(self, image_name, speedy=1, speedx=0):
# 调⽤⽗类的初始化⽅法
super().init()
# 定义对象的属性
self.image = pygame.image.load(image_name)
< = _rect()
self.speedy = speedy
self.speedx = speedx
self.injury = 1
self.index = 0 # 记帧数变量
self.bar = bloodline(color_blue, , - 10, width)

版权声明：本站内容均来自互联网，仅供演示用，请勿用于商业和其他非法用途。如果侵犯了您的权益请与我们联系QQ:729038198，我们将在24小时内删除。