Chapter 10: 控制器和图形

我们如何通过使用键盘，鼠标或者游戏手柄来操控物体移动?

10.1 入门

截止目前，我们已经演示国入伙让物体在屏幕上动画化，但是还不知道如何同它们交互。我们如何使用鼠标，键盘或者游戏手柄来可能哦告知屏幕上的行动? 其实很简单。

首先，我们必须让一个物体能够在屏幕上四处移动。 最哈的办法是拥有一个函数function能够接受x，y坐标，然后在那个位置画出物体。 所以寄回到了第9章！ 我们来看一下如何写个函数来画物体。

所有的Pygame的画图函数需要一个screen参数来让Pygame知道画在哪个窗口上。我们需要把这个参数传递到任何要在屏幕上砸图的函数。

这个函数也需要知道在屏幕的哪里画出对象。函数需要一个x和一个y。我们以参数的形式把位置传递给函数。 以下的代码定义了一个画雪人的函数:

def draw_snowman(screen, x, y):
    # 画一个圆形作头部
    pygame.draw.ellipse(screen, WHITE, [35+x, 0+y, 25, 25])
    # 画一个圆形作中部
    pygame.draw.ellipse(screen, WHITE, [23+x, 20+y, 50, 50])
    # 画一个圆形作底部
    pygame.draw.ellipse(screen, WHITE, [0+x, 65+y, 100, 100])

然后，在主程序的循环里，多个雪人画了出来，如图所示10.1.

# 左上角的雪人
draw_snowman(screen, 10, 10)

# 右上角的雪人
draw_snowman(screen, 300, 10)

# 左下角的雪人
draw_snowman(screen, 10, 300)

一个完整的例子在这里:
ProgramArcadeGames.com/python_examples/f.php?file=functions_and_graphics.py

可能你在之前的实验里已经有画出很酷的图的代码。你应该如何将它转成一个函数呢 让我们来看一个画火柴人的代码:

# 头
pygame.draw.ellipse(screen, BLACK, [96,83,10,10], 0)

# 腿
pygame.draw.line(screen, BLACK, [100,100], [105,110], 2)
pygame.draw.line(screen, BLACK, [100,100], [95,110], 2)

# 身体
pygame.draw.line(screen, RED, [100,100], [100,90], 2)

# 手臂
pygame.draw.line(screen, RED, [100,90], [104,100], 2)
pygame.draw.line(screen, RED, [100,90], [96,100], 2)

这段代码可以通过添加一个def和缩进来变成一个函数。我们需要引入画出图形所需的所有数据。 我们需要screen变量来告诉函数画在哪个窗口上，还需要一对x，y坐标来告知画的位置。

但是我们不能在我们程序的循环之中定义函数! 代码应该从程序的主要部分里移除。函数的声明应该在程序的开头。 我们需要把代码移到顶端。 参看图例10.3来帮助视觉化地理解。

def draw_stick_figure(screen,x,y):
    # 头
    pygame.draw.ellipse(screen, BLACK, [96,83,10,10], 0)

    # 腿
    pygame.draw.line(screen, BLACK, [100,100], [105,110], 2)
    pygame.draw.line(screen, BLACK, [100,100], [95,110], 2)

    # 身体
    pygame.draw.line(screen, RED, [100,100], [100,90], 2)

    # 手臂
    pygame.draw.line(screen, RED, [100,90], [104,100], 2)
    pygame.draw.line(screen, RED, [100,90], [96,100], 2)

现在，代码取了一个x，y的坐标。不幸地是函数并没有对它做什么。你可以声明任何你想要的坐标，但是火柴人总是被画在 同一个位置。并不是很有用。下面的代码会真正使用到x，y坐标在我们之前的代码基础之上。

def draw_stick_figure(screen, x, y):
    # 头
    pygame.draw.ellipse(screen, BLACK,[96+x,83+y,10,10],0)

    # 腿
    pygame.draw.line(screen, BLACK, [100+x,100+y], [105+x,110+y], 2)
    pygame.draw.line(screen, BLACK, [100+x,100+y], [95+x,110+y], 2)

    # 身体
    pygame.draw.line(screen, RED, [100+x,100+y], [100+x,90+y], 2)

    # 手臂
    pygame.draw.line(screen, RED, [100+x,90+y], [104+x,100+y], 2)
    pygame.draw.line(screen, RED, [100+x,90+y], [96+x,100+y], 2)

但是问题是现在的火柴人的位置已经和原点有一些距离了。 它假设了原点是(0, 0)，然后在向下相距100像素的地方画出了图形。参考图例10.4，它演示了图形并没有在传入的(0, 0)处画出来。

通过在函数里添加x和y，我们把原点挪动了那段距离。例如，如果我们调用:

draw_stick_figure(screen, 50, 50)

代码并没有在(50, 50)出画图。它把原点向右和向下各挪了50像素。我们原来的火柴人就画在(100, 100)处, 现在原点被挪动了，图形现在出现在(150, 150)出。我们该如何改动能把图画在函数调用的位置呢？?

找到x的最小值和y的最小值，如图例所示。10.5。然后在函数里用x和y分别减去这个值。 不要同高度与宽度搞混淆。 这是一个例子:

def draw_stick_figure(screen, x, y):
    # 头
    pygame.draw.ellipse(screen, BLACK,[96-95+x,83-83+y,10,10],0)

    # 腿
    pygame.draw.line(screen, BLACK, [100-95+x,100-83+y], [105-95+x,110-83+y], 2)
    pygame.draw.line(screen, BLACK, [100-95+x,100-83+y], [95-95+x,110-83+y], 2)

    # 身体
    pygame.draw.line(screen, RED, [100-95+x,100-83+y], [100-95+x,90-83+y], 2)

    # 手臂
    pygame.draw.line(screen, RED, [100-95+x,90-83+y], [104-95+x,100-83+y], 2)
    pygame.draw.line(screen, RED, [100-95+x,90-83+y], [96-95+x,100-83+y], 2)

或者，让程序更加简单，你自己来完成减法:

def draw_stick_figure(screen, x, y):
    # 头
    pygame.draw.ellipse(screen, BLACK, [1+x,y,10,10], 0)

    # 腿
    pygame.draw.line(screen, BLACK ,[5+x,17+y], [10+x,27+y], 2)
    pygame.draw.line(screen, BLACK, [5+x,17+y], [x,27+y], 2)

    # 身体
    pygame.draw.line(screen, RED, [5+x,17+y], [5+x,7+y], 2)

    # 手臂
    pygame.draw.line(screen, RED, [5+x,7+y], [9+x,17+y], 2)
    pygame.draw.line(screen, RED, [5+x,7+y], [1+x,17+y], 2)

10.2 鼠标

现在，我们知道如何写一个函数来在指定位置画东西。 我们如何获取那些坐标呢？最简单的办法是用鼠标。取得坐标只需要一行代码:

pos = pygame.mouse.get_pos()

技巧是返回的坐标是一个列表，或更具体地说是一个不可修改的元组。x和y的值存在同一个变量里。 所以如果我们做一个print(pos)，我们会得到如图所示10.6.

变量pos是一个两个数组成的元组。x坐标在数组的位置0，而y坐标在位置1。它们都可以简单地提取并传递到所需的函数里:

# 游戏逻辑
pos = pygame.mouse.get_pos()
x = pos[0]
y = pos[1]

# 绘图
draw_stick_figure(screen, x, y)

获得鼠标位置的代码，应噶放在主循环中的“游戏逻辑”这一块。 要调用它的函数应该放在“绘图”这一块。

这里唯一的问题是鼠标会停留在图像正上方，难于观察，如图例所示10.7.

鼠标可以通过下面的代码隐藏起来:

# 隐藏鼠标光标
pygame.mouse.set_visible(False)

一个湾真的例子可以在这儿找到完整
ProgramArcadeGames.com/python_examples/f.php?file=move_mouse.py

10.3 键盘

用键盘控制要复杂一些。 我们不能像从鼠标那儿抓取x和y。键盘没法提供x和y。我们需要做的是:

• 创建一个对初始的x和y作为起点。
• 当方向键按下的时候，设置一个每帧的“速度”，以像素表示。
• 当方向键释放的时候，把这个速度重新设为0。
• 根据不同的速度调整每一帧的x，y。

看起来好像很复杂，其实这和我们之前做的反弹矩形很相近，只不过速度是由键盘看哦的。

要开始，我们先在主循环开始之前设置好位置和速度:

# 每一帧的速度
x_speed = 0
y_speed = 0

# 闲杂的位置现在x_coord = 10
y_coord = 10

在程序的主while循环之内，我们需要处理一些事件的操作。 另外，在等待pygame.QUIT事件的时候，程序也需要寻找键盘事件的发生。 每一次按下一个键都会生成一个事件。

一个pygame.KEYDOWN事件是在按键被按下时生澈的。一个pygame.KEYUP事件是当用户离开一个按键的时候生成的。 当用户按下键的时候，速度矢量设置为每帧3或这-3像素。 当用户释放健的时候，速度矢量又重新设为0。 最终，物体的坐标由速度调整，然后被画了出来。 请查看下面的代码：

for event in pygame.event.get():
    if event.type == pygame.QUIT:
        done = True

    # 用户按下了一个键
    if event.type == pygame.KEYDOWN:
        # 判断出是一个方向键，从而调整速度。
        if event.key == pygame.K_LEFT:
            x_speed = -3
        if event.key == pygame.K_RIGHT:
            x_speed = 3
        if event.key == pygame.K_UP:
            y_speed = -3
        if event.key == pygame.K_DOWN:
            y_speed = 3

    # 用户释放了一个键
    if event.type == pygame.KEYUP:
        # 判断出是一个方向键，从而重设速度为0。
        if event.key == pygame.K_LEFT:
            x_speed = 0
        if event.key == pygame.K_RIGHT:
            x_speed = 0
        if event.key == pygame.K_UP:
            y_speed = 0
        if event.key == pygame.K_DOWN:
            y_speed = 0

# 根据速度矢量来移动物体
x_coord += x_speed
y_coord += y_speed

# 画出图像
draw_stick_figure(screen, x_coord, y_coord)

一个完整的例子请看:
ProgramArcadeGames.com/python_examples/f.php?file=move_keyboard.py

请注意这段代码不能阻止物体滑出屏幕边缘。要防止这样，我们需要在游戏逻辑的部分，添加一组if语句来检查x_coord和y_coord的值。 如果它们在屏幕边界外，就重设密码。具体的代码就作为练习留给读者了。

下面的表格展示了Python中所有可以用的键盘对应的代码:

10.4 游戏控制器

游戏鼠标需要一组不同的代码，但是概念仍然是简单的。

首席，要检查计算机是否装有手柄，先启动手柄。这只需要在主循环之前做一次。:

# 现在位置
x_coord = 10
y_coord = 10

# 检查游戏手柄
joystick_count = pygame.joystick.get_count()
if joystick_count == 0:
    # 没检查到游戏手柄！
    print("Error, I didn't find any joysticks.")
else:
    # 使用手柄0并初始化
    my_joystick = pygame.joystick.Joystick(0)
    my_joystick.init()

一个游戏手柄会返回两个浮点数。如果手柄位于正中央，返回的值是(0, 0)。 如果手柄在左上角，会返回(-1, -1)。如果手表在右下角，返回(1, 1)。如果在这之间的某个位置，其值会按比例缩放。请参考图例对其工作原理有个大概印象10.8。

在主循环之内，手柄返回的值可能会根据物理移动的距离来做乘法。在下段例子中，手柄的值被乘以了10，所以会以每帧10像素的速度移动手柄。

# 这需在主循环之中

#检查手柄的存在
if joystick_count != 0:

    # 获得手柄的位置
    # 返回一个-1.0 and +1.0之间的值
    horiz_axis_pos = my_joystick.get_axis(0)
    vert_axis_pos = my_joystick.get_axis(1)

    #沿着轴移动x。乘以10来加速。
    # 转化成整数，因为我们不能在像素3.5处画图，要么像素3或是像素4。
    x_coord = x_coord + int(horiz_axis_pos * 10)
    y_coord = y_coord + int(vert_axis_pos * 10)

# 清理屏幕
screen.fill(WHITE)

# 在适当的位置绘图
draw_stick_figure(screen, x_coord, y_coord)

完整的例子，请看
ProgramArcadeGames.com/python_examples/f.php?file=move_game_controller.py.

游戏控制器有手柄，按键甚至“帽子”开关。下面的例子和截图，打印出了每个游戏控制器在做什么。请注意游戏控制器必须在程序开始前就插入，否则无法检测到它们。

"""
Sample Python/Pygame Programs
Simpson College Computer Science
http://programarcadegames.com/
http://simpson.edu/computer-science/

Show everything we can pull off the joystick
"""
import pygame

# Define some colors
BLACK = (0, 0, 0)
WHITE = (255, 255, 255)


class TextPrint(object):
    """
    This is a simple class that will help us print to the screen
    It has nothing to do with the joysticks, just outputting the
    information.
    """
    def __init__(self):
        """ Constructor """
        self.reset()
        self.x_pos = 10
        self.y_pos = 10
        self.font = pygame.font.Font(None, 20)

    def print(self, my_screen, text_string):
        """ Draw text onto the screen. """
        text_bitmap = self.font.render(text_string, True, BLACK)
        my_screen.blit(text_bitmap, [self.x_pos, self.y_pos])
        self.y_pos += self.line_height

    def reset(self):
        """ Reset text to the top of the screen. """
        self.x_pos = 10
        self.y_pos = 10
        self.line_height = 15

    def indent(self):
        """ Indent the next line of text """
        self.x_pos += 10

    def unindent(self):
        """ Unindent the next line of text """
        self.x_pos -= 10


pygame.init()

# Set the width and height of the screen [width,height]
size = [500, 700]
screen = pygame.display.set_mode(size)

pygame.display.set_caption("My Game")

# Loop until the user clicks the close button.
done = False

# Used to manage how fast the screen updates
clock = pygame.time.Clock()

# Initialize the joysticks
pygame.joystick.init()

# Get ready to print
textPrint = TextPrint()

# -------- Main Program Loop -----------
while not done:
    # EVENT PROCESSING STEP
    for event in pygame.event.get():
        if event.type == pygame.QUIT:
            done = True

        # Possible joystick actions: JOYAXISMOTION JOYBALLMOTION JOYBUTTONDOWN
        # JOYBUTTONUP JOYHATMOTION
        if event.type == pygame.JOYBUTTONDOWN:
            print("Joystick button pressed.")
        if event.type == pygame.JOYBUTTONUP:
            print("Joystick button released.")

    # DRAWING STEP
    # First, clear the screen to white. Don't put other drawing commands
    # above this, or they will be erased with this command.
    screen.fill(WHITE)
    textPrint.reset()

    # Get count of joysticks
    joystick_count = pygame.joystick.get_count()

    textPrint.print(screen, "Number of joysticks: {}".format(joystick_count))
    textPrint.indent()

    # For each joystick:
    for i in range(joystick_count):
        joystick = pygame.joystick.Joystick(i)
        joystick.init()

        textPrint.print(screen, "Joystick {}".format(i))
        textPrint.indent()

        # Get the name from the OS for the controller/joystick
        name = joystick.get_name()
        textPrint.print(screen, "Joystick name: {}".format(name))

        # Usually axis run in pairs, up/down for one, and left/right for
        # the other.
        axes = joystick.get_numaxes()
        textPrint.print(screen, "Number of axes: {}".format(axes))
        textPrint.indent()

        for i in range(axes):
            axis = joystick.get_axis(i)
            textPrint.print(screen, "Axis {} value: {:>6.3f}".format(i, axis))
        textPrint.unindent()

        buttons = joystick.get_numbuttons()
        textPrint.print(screen, "Number of buttons: {}".format(buttons))
        textPrint.indent()

        for i in range(buttons):
            button = joystick.get_button(i)
            textPrint.print(screen, "Button {:>2} value: {}".format(i, button))
        textPrint.unindent()

        # Hat switch. All or nothing for direction, not like joysticks.
        # Value comes back in an array.
        hats = joystick.get_numhats()
        textPrint.print(screen, "Number of hats: {}".format(hats))
        textPrint.indent()

        for i in range(hats):
            hat = joystick.get_hat(i)
            textPrint.print(screen, "Hat {} value: {}".format(i, str(hat)))
        textPrint.unindent()

        textPrint.unindent()

    # ALL CODE TO DRAW SHOULD GO ABOVE THIS COMMENT

    # Go ahead and update the screen with what we've drawn.
    pygame.display.flip()

    # Limit to 60 frames per second
    clock.tick(60)

# Close the window and quit.
# If you forget this line, the program will 'hang'
# on exit if running from IDLE.
pygame.quit()

10.5 复习

10.5.1 选择题小测验

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10.5.2 练习表

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10.5.3 实验

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