Создаем 2D игру на Python с библиотекой Arcade
Python — выдающийся язык для начинающих изучать программирование. Он также идеально подходит тем, кто хочет “просто взять и сделать”, а не тратить кучу времени на шаблонный код. Arcade — библиотека Python для создания 2D игр, с низким порогом вхождения, но очень функциональная в опытных руках. В этом статье я объясню, как начать использовать Python и Arcade для программирования игр.
Я начал разрабатывать на Arcade после преподавания азов библиотеки PyGame студентам. Я очно преподавал PyGames в течение почти 10 лет, а также разработал ProgramArcadeGames.com для обучения онлайн. PyGames отличная, но в какой-то момент я понял, что устал тратить время на оправдание багов, которые никогда не фиксятся.
Меня беспокоило преподавание таких вещей, как событийный цикл, которым уже почти не пользовались. И был целый раздел, в котором я объяснял, почему y-координаты повернуты в противоположном направлении. PyGames обновлялась редко и базировалась на старой библиотеке SDL 1, а не чем-то более современном вроде OpenGL. На светлое будущее я не рассчитывал.
В моих мечтах была простая и мощная библиотека, которая бы использовала новые фичи Python 3, например, декораторы и тайп-хинтинг. Ей оказалась Arcade. Посмотрим, как начать ее использовать.
Установка
Arcade, как и многие другие пакеты, доступна на PyPi, а значит, можно установить Arcade при помощи команды pip (или pipenv). Если Python уже установлен, скорее всего можно просто открыть терминал и написать:
pip install arcade
Для более детализированной инструкции по установке, почитайте документацию по установке Arcade.
Простой рисунок
Вы можете открыть окно и нарисовать простой рисунок всего несколькими строчками кода. В качестве примера, нарисуем смайлик, как на картинке ниже:
Скрипт ниже показывает, как это сделать, используя команды рисования Arcade. Заметьте, что вам не обязательно знать, как использовать классы или определять функции. Программирование с быстрым визуальным фидбеком — хороший старт для тех, кто только учится.
Использование функций
Конечно, писать код в глобальном контексте — не лучший способ. К счастью, использование функций поможет улучшить ваш код. Ниже приведен пример того, как нарисовать елку в заданных координатах (x, y), используя функцию:
Для полного примера, посмотрите рисунок с функциями.
Более опытные программисты знают, что современные программы сначала загружают графическую информацию на видеокарту, а затем просят ее отрисовать batch-файлом. Arcade это поддерживает. Индивидуальная отрисовка 10000 прямоугольников занимает 0.8 секунды. Отрисовка того же количества батником займет менее 0.001 секунды.
Класс Window
Большие программы обычно базируются на классе Window или используют декораторы. Это позволяет программисту писать код, контролирующий отрисовку, обновление и обработку входных данных пользователя. Ниже приведен шаблон для программы с Window-основой.
В классе Window есть несколько методов, которые ваши программы могут переопределять для обеспечения функциональности. Вот список тех, что используются чаще всего:
- on_draw: Весь код для отрисовки экрана находится здесь.
- update: Весь код для перемещения объектов и отработки игровой логики находится здесь. Вызывается примерно 60 раз в секунду.
- on_key_press: Обрабатывает события при нажатии кнопки, например, движение персонажа.
- on_key_release: Обрабатывает события при отпускании кнопки, например, остановка персонажа.
- on_mouse_motion: Вызывается каждый раз при движении мышки.
- on_mouse_press: Вызывается при нажатии кнопки мыши.
- set_viewport: Эта функция используется в скроллерах, когда мир значительно больше, чем то что видно на одном экране. Вызов set_viewport позволяет программисту задать ту часть экрана, которая будет видна.
Спрайты
Спрайты — простой способ создания 2D bitmap объектов в Arcade. В нем есть методы, позволяющие с легкостью рисовать, перемещать и анимировать спрайты. Также можно использовать спрайты для отслеживания коллизий между объектами.
Создание спрайта
Создать инстанс Sprite класса Arcade очень легко. Программисту необходимо только название файла изображения, на котором будет основываться спрайт, и, опционально, число раз для увеличения или уменьшения изображения. Например:
Этот код создает спрайт, используя изображение coin_01.png. Картинка уменьшится до 20% от исходной.
Список спрайтов
Спрайты обычно организуются в списки. Они помогают упростить их управление. Спрайты в списке будут использовать OpenGl для групповой batch-отрисовки. Нижеприведенный код настраивает игру, где есть игрок и множество монет, которые игрок должен собрать. Мы используем два списка — один для игрока и один для монеток.
Мы с легкостью можем отрисовать все монетки в списке монеток:
Отслеживание коллизий спрайтов
Функция check_for_collision_with_list позволяет увидеть, если спрайт наталкивается на другой спрайт из списка. Используем ее, чтобы увидеть все монетки, с которыми пересекается спрайт игрока. Применив простой for- цикл, можно избавиться от монетки в игре и увеличить счет.
С полным примером можно ознакомиться в collect_coins.py.
Игровая физика
Во многих играх есть физика в том или ином виде. Самые простое, например, что top-down игры не позволяют игроку проходить сквозь стены. Платформеры добавляют сложности с гравитацией и движущимися платформами. Некоторые игры используют полноценные физические 2D движки с массами, трением, пружинами и тд.
Top-down игры
Для простых игр с видом сверху программе на Arcade необходим список стен (или чего-то подобного), через которые игрок не сможет проходить. Обычно я называю это wall_list. Затем создается физический движок в установочном коде класса Window:
player_sprite получает вектор движения с двумя атрибутами change_x и change_y. Просто пример использования — перемещение игрока с помощью клавиатуры.
Несмотря на то что этот код задает скорость игрока, он его не перемещает. Метод update в классе Window вызывает physics_engine.update(), что заставит игрока двигаться, но не через стены.
Пример полностью можно посмотреть в sprite_move_walls.py.
Платформеры
Переход к платформеру с видом сбоку достаточно прост. Программисту необходимо переключить физический движок на PhysicsEnginePlatformer и добавить гравитационную константу.
Для добавления тайлов и блоков, из которых будет состоять уровень, можно использовать программу вроде Tiled.
Учитесь на примере
Учиться на примере — один из лучших методов. В библиотеке Arcade есть большой список образцов программ, на которые можно ориентироваться при создании игры.
Запускать демки при установленной Arcade совсем не сложно. В начале программы каждого примера есть комментарий с командой, которую нужно ввести в командную строку для запуска этого примера. Например:
5. Arcade games
Arcade games need to know when one Actor sprite has hit another Actor sprite. Most of this code is copied from Program 4.2 and Program 4.5 .
Add vertical movement (as you did in Exercise Program 4.5 ).
Make the box chase the alien.
Print number of times the box hits the alien (i.e. the score).
5.2. Chase
Instead of moving constantly to the right we can make the movement conditional with an if statement so the box chases the alien. Most of this code is copied from Program 5.1 . New lines are highlighted. We have also changed what happens when the box catches the alien: the program now exits and you must run it again to play again. This may not be what you want in your game!
Add vertical movement (as you did in previous exercise).
Draw a new enemy image. Save it as enemy.png in your mu_code/images folder. Load it as an Actor(‘enemy’) instead of the Rect() .
5.3. Powerup
Instead of an enemy the box here is a powerup that the player must collect. When he does it disappears and moves to a new location.
Add vertical movement (as you did in Exercise ref
Draw a new powerup image. Save it as powerup.png in your mu_code/images folder. Load it as an Actor(‘powerup’) instead of the Rect() .
Combine this program with the enemy from Program Program 5.2 and the background from Program 4.4 and whatever else you want to make your own game.
5.4. Sound and animation
Pygame Zero comes with one other image alien_hurt.png and one sound eep.wav . If you want more you will have to add them to the sounds and images folders.
Most of this code is copied from Program 5.1
Record your own sound effect and add it to the game.
Add more boxes or sprites that move in different ways for the player to avoid.
Add a second alien controlled by different keys or gamepad for player 2.
5.5. Mouse clicks
This uses a function call-back for event-based input. It is similar to Program 5.4 but:
The box has been removed.
There is an on_mouse_down() special function that is called automatically when the player click the mouse.
Easy Games in Python
Today we’re going to learn how to code some easy games in Python using a few common Python modules.
Why are we using Python?
Python is a well-known programming language. Python is very easy to understand and code. It is believed to be developer-friendly. Any beginner can learn to code in python within a short span of time.
Some of most interesting features of this language are as follows :
- Python is open source and free
- Portable and dynamic
- Super easy to understand etc.
Creating Easy Games in Python
Let’s now implement some easy games in Python that you can build as a beginner to get a headstart in your learning curve!
1. A Quiz Game in Python
This is a very simple text-based game in python. It a small quiz which you can make for yourself as well or your friends. We do not need to import any modules for this game which makes it easier! Try it yourself ��
-
– For checking answers – for printing outputs
2. Pong Game in Python
Most of us have heard about the famous pong game. Many of us love playing it. Today lets learn how to code this classic game using the python programming language!
Before starting with the coding part we first need to install the turtle module. The turtle module is a Python library that enables users to create pictures and shapes by providing them with a virtual canvas.
If you don’t already have it, you can install the library using pip.
Read more about the turtle library in their official documentation.
Try the code yourself!
Pong Game
3. Hungry Snake Game in Python
This was most of our favorite game when we were kids. We can actually code this game in python by importing just two modules! How cool is that!
Let’s get started!
Firstly, we need to install turtle. If you don’t have it already installed, open your cmd and type in the following command.
Now we will install the random module. The random module is used to generate random numbers. In your cmd type in the following command.
Code and Try it yourself and enjoy the game!
Conclusion
And that’s it! These are some of the easy games in Python that you can create as a beginner and have some fun! We loved building these projects and we hope you do too!
Пишем простую игру на python
Первое, что нам нужно, это начальная структура, окошко, у меня оно будет выглядеть так:
Здесь мы создаём неизменяемое окно 500 на 500 с заголовком «Камень, ножницы, бумага» и белым фоном. Именно в это окошко мы будем добавлять кнопочки, счетчики и т.д.
Теперь в наш метод startUI добавим такие строчки:
Эти 7 строчек добавят в наше окно 3 кнопки которые нечего не делают. Мы исправим это позже.
Пользователь делает свой выбор, нажимая на одну из 3 кнопок, это круто, но нам нужен оппонент, именно для этого нужен модуль random.
А вот теперь мы добавим функцию, которая будет обрабатывать выбор, и выдавать ответ, кто же выиграл в этом раунде. Сделаем это вот таким образом:
Что тут происходит?
Всё очень просто. Грубо говоря, если игрок нажмет камень, отправится 1, если ножницы, то 2, а если бумага, то 3, причем не только отправится, но и выведется в консоль.
На счет компьютера. Он свой выбор делает, но его выбор никуда не идёт.
Перед тем, как делать логику, нам нужно передать игроку результат, и для этого мы будем использовать Label. Добавим в startUI такие строчки:
Отлично. Теперь у нас есть надпись, в которую мы будем выводить результат раунда и надпись со статистикой.
Сделаем 3 счетчика:
1. Поражений
2. Побед
3. Ничей
Для этого все в тот же startUI добавим такую строку:
Теперь в классе main создаем метод btn_click, и пишем в него следующие строки:
Недолго музыка играла. Там же, в btn_click, удаляем
Собственно всё, на этом создание закончилось. Всё работает, можно играть.