Воспроизведение звука

Воспроизведение звука — ещё один важный аспект игр. В общем случае существует два типа звука: фоновая музыка и звуковые эффекты. В Breakout я реализую только звуковые эффекты, которые воспроизводятся при различных событиях.

Фоновая музыка — это просто музыка, постоянно играющая на фоне. В некоторых играх она не используется, а в некоторых меняется на каждом уровне.

Жизни, очки и уровни

В большинстве игр игрок имеет определённое количество жизней, и когда они заканчиваются, игра завершается. Также в играх часто присутствуют очки, позволяющие понять, насколько хорошо мы играем, и дающие мотивацию к самосовершенствованию или просто хвастаться друзьям своими рекордами. Во многих играх есть уровни, которые или совершенно отличаются, или постепенно увеличивают сложность.

Знакомство с Pygame

Прежде чем приступить к реализации игры, давайте немного узнаем о Pygame, который возьмёт на себя большую часть работы.

Что такое Pygame?

Pygame — это фреймворк языка Python для программирования игр. Он создан поверх SDL и обладает всем необходимым:

зрелостью
хорошим сообществом
открытым исходным кодом
кроссплатформенностью
качественной документацией
множеством примеров игр
простотой изучения

Установка Pygame

Введите pip install pygame, чтобы установить фреймворк. Если вам нужно что-то ещё, то следуйте инструкциям из раздела Getting Started в Wiki проекта. Если у вас, как и у меня, macOS Sierra, то могут возникнуть проблемы. Мне удалось установить Pygame без сложностей, и код работает отлично, но окно игры никогда не появляется.

Это станет серьёзным препятствием при запуске игры. В конце концов мне пришлось запускать её в Windows внутри VirtualBox VM. Надеюсь, ко времени прочтения этой статьи проблема будет решена.

Архитектура игры

Играм нужно управлять кучей информации и выполнять почти одинаковые операции со множеством объектов. Breakout — это небольшая игра, однако попытка управлять всем в одном файле может оказаться слишком утомительной. Поэтому я решил создать файловую структуру и архитектуру, которая подойдёт и для гораздо более крупных игр.

Структура папок и файлов

├── Pipfile
├── Pipfile.lock
├── README.md
├── ball.py
├── breakout.py
├── brick.py
├── button.py
├── colors.py
├── config.py
├── game.py
├── game_object.py
├── images
│ └── background.jpg
├── paddle.py
├── sound_effects
│ ├── brick_hit.wav
│ ├── effect_done.wav
│ ├── level_complete.wav
│ └── paddle_hit.wav
└── text_object.py

Pipfile и Pipfile.lock — это современный способ управления зависимостями в Python. Папка images содержит изображения, используемые игрой (в нашей версии будет только фоновое изображение), а в папке sound_effects directory лежат короткие звуковые клипы, используемые (как можно догадаться) в качестве звуковых эффектов.

Файлы ball.py, paddle.py и brick.py содержат код, относящийся к каждому из этих объектов Breakout. Подробнее я рассмотрю их в следующих частях туториала. Файл text_object.py содержит код отображения текста на экране, а в файле background.py содержится игровая логика Breakout.

Однако существует несколько модулей, создающих произвольный «скелет» общего назначения. Определённые в них классы можно будет использовать в других играх на основе Pygame.

Класс GameObject

GameObject представляет собой визуальный объект, знающий о том, как себя рендерить, сохранять свои границы и перемещаться. В Pygame есть и класс Sprite, исполняющий похожую роль, но в этом туториале я хочу показать вам, как всё работает на низком уровне, а не полагаться слишком активно на готовую магию. Вот как выглядит класс GameObject:

from pygame.rect import Rect


class GameObject:
def init(self, x, y, w, h, speed=(0,0)):
self.bounds = Rect(x, y, w, h)
self.speed = speed

@property
def left(self):
return self.bounds.left

@property
def right(self):
return self.bounds.right

@property
def top(self):
return self.bounds.top

@property
def bottom(self):
return self.bounds.bottom

@property
def width(self):
return self.bounds.width

@property
def height(self):
return self.bounds.height

@property
def center(self):
return self.bounds.center

@property
def centerx(self):
return self.bounds.centerx

@property
def centery(self):
return self.bounds.centery

def draw(self, surface):
pass

def move(self, dx, dy):
self.bounds = self.bounds.move(dx, dy)

def update(self):
if self.speed == [0, 0]:
return

self.move(*self.speed)

GameObject предназначен для того, чтобы быть базовым классом для других объектов. Он непосредственно раскрывает множество свойств его прямоугольника self.bounds, а в своём методе update() он перемещает объект в соответствии с его текущей скоростью. Он ничего не делает в своём методе draw(), который должен быть переопределён подклассами.

Класс Game

Класс Game — это ядро игры. Он выполняется в основном цикле. В нём есть множество полезных возможностей. Давайте разберём его метод за методом.

Метод init() инициализирует сам Pygame, систему шрифтов и звуковой микшер. Три разных вызова нужны, так как не во всякой игре на Pygame используются все компоненты, поэтому можно контролировать подсистемы, которые мы используем, и инициализировать только нужные с соответствующими параметрами. Метод создаёт фоновое изображение, основную поверхность (на которой всё отрисовывается) и игровой таймер с правильной частотой кадров.

Элемент self.objects хранит все игровые объекты, которые должны рендериться и обновляться. Различные обработчики управляют списками функций-обработчиков, которые должны выполняться при определённых событиях.

import pygame
import sys

from collections import defaultdict


class Game:
def init(self,
caption,
width,
height,
back_image_filename,
frame_rate):
self.background_image = \
pygame.image.load(back_image_filename)
self.frame_rate = frame_rate
self.game_over = False
self.objects = []
pygame.mixer.pre_init(44100, 16, 2, 4096)
pygame.init()
pygame.font.init()
self.surface = pygame.display.set_mode((width, height))
pygame.display.set_caption(caption)
self.clock = pygame.time.Clock()
self.keydown_handlers = defaultdict(list)
self.keyup_handlers = defaultdict(list)
self.mouse_handlers = []

Методы update() и draw() очень просты. Они обходят все управляемые игровые объекты и вызывают соответствующие им методы. Если два объекта накладываются друг на друга на экране, то порядок списка объектов определяет, какой из них будет рендериться первым, а остальные будут частично или полностью его перекрывать.

def update(self):
for o in self.objects:
o.update()

def draw(self):
for o in self.objects:
o.draw(self.surface)

Метод handle_events() слушает события, генерируемые Pygame, такие как события клавиш и мыши. Для каждого события он вызывает все функции-обработчики, которые должны обрабатывать события соответствующих типов.

def handle_events(self):
for event in pygame.event.get():
if event.type == pygame.QUIT:
pygame.quit()
sys.exit()
elif event.type == pygame.KEYDOWN:
for handler in self.keydown_handlers[event.key]:
handler(event.key)
elif event.type == pygame.KEYUP:
for handler in self.keydown_handlers[event.key]:
handler(event.key)
elif event.type in (pygame.MOUSEBUTTONDOWN,
pygame.MOUSEBUTTONUP,
pygame.MOUSEMOTION):
for handler in self.mouse_handlers:
handler(event.type, event.pos)

Наконец, метод run() выполняет основной цикл. Он выполняется до тех пор, пока элемент game_over не принимает значение True. В каждой итерации он рендерит фоновое изображение и вызывает по порядку методы handle_events(), update() и draw().

Затем он обновляет экран, то есть записывает на физический дисплей всё содержимое, которое было отрендерено на текущей итерации. И последнее, но не менее важное — он вызывает метод clock.tick() для управления тем, когда будет вызвана следующая итерация.

def run(self):
while not self.game_over:
self.surface.blit(self.background_image, (0, 0))

self.handle_events()
self.update()
self.draw()

pygame.display.update()
self.clock.tick(self.frame_rate)

Заключение

В этой части мы изучили основы программирования игр и все компоненты, участвующие в создании игр. Также мы рассмотрели сам Pygame и узнали, как его установить. Наконец, мы погрузились в архитектуру игры и изучили структуру папок, классы GameObject и Game.

Во второй части мы рассмотрим класс TextObject, используемый для рендеринга текста на экране. Мы создадим основное окно, в том числе и фоновое изображение, а затем узнаем, как отрисовывать объекты (мяч и ракетку).

Друзья! поддержите развития канала своими донатоми.

@many_telebot_bot