PlayTheBall游戏制作二

经过一天的学习，增加了球能移动功能。能达到按指定的速度和方向移动，并且当球出边框后，在相对的方向移动进入游戏界面，当在界面中有两个球相互撞击时，两球会按照相反的方向移动。移动功能实现步骤: 能移动小球 -> 小球出边界时，处理小球从反方向进入界面 -> 碰撞检测及运动方向的改变

一， 移动小球及出边界判断，反向：在子类Ball中定义一个move方法，再调用rect对象中的move方法对小球进行移动。移动后对小球进行判断。代码如下：

# 定义一个move方法def move(self):self.rect = self.rect.move(self.speed)if self.rect.left > self.width:self.rect.right = 0elif self.rect.right < 0:self.rect.left = self.widthelif self.rect.top > self.height:self.rect.bottom = 0elif self.rect.bottom < 0:self.rect.top = self.height

二，碰撞检测

判断方法有两种，一种是利用两圆心距大于半径的方法，一种是利用pygame提供的库进行碰撞检测。

1.利用两圆心距大于半径的方法： 利用初中知识，两圆心之间的距离大于半径。利用python中自带的math库中的sqrt和pow函数进行开方和幂的运算。

实现算法如下：

先定义一个储存碰撞小球的列表，然后逐次将目标球对象与传入的列表中其他球对象的圆心利用pow和sqrt函数进行求距离运算，如果两圆心距大于半径，则将该目标球对象加入到新定义的列表中，并结束循环，跳出碰撞检测函数。代码如下：

# 定义碰撞检测方法def collide_check(item, target):# 定义碰撞的球的列表col_balls = []# 逐个寻找碰撞的球for each in target:# 计算两个球的距离distance = math.sqrt(\math.pow((item.rect.center[0] - each.rect.center[0]), 2) +math.pow((item.rect.center[1] - each.rect.center[1]), 2))# 两个球碰撞了if distance <= (item.rect.width + each.rect.width) / 2:col_balls.append(item)return col_balls

              然后在主函数中进行依次检测碰撞小球，在检测过程中一定要把目标对象利用pop方法从列表中删除，并且查找目标碰撞小球后，要把小球对象重新放回列表中。如果检测到小球确实碰撞了，则改变小球的运动方向，代码如下：

# 碰撞检测for i in range(BALL_NUM):# 在列表中去除目标本身item = balls.pop(i)# 检测目标是否碰撞if collide_check(item, balls):# 碰撞时改变运动方向item.speed[0] = - item.speed[0]item.speed[1] = - item.speed[1]# 在列表中加入目标balls.insert(i, item)

完整代码如下：

# -*- coding: utf-8 -*-# @Author: 四叶草# @Date:   2017-11-08 20:15:55# @Last Modified by:   Administrator# @Last Modified time: 2017-11-10 15:15:46# 导入相应的模块import pygameimport sysimport mathfrom pygame.locals import *from random import *# 定义一个继承Sprite类的球类class Ball(pygame.sprite.Sprite):def __init__(self, image, position, speed, bg_size):pygame.sprite.Sprite.__init__(self)self.image = pygame.image.load(image).convert_alpha()self.rect = self.image.get_rect()self.rect.left, self.rect.top = positionself.width, self.height = bg_size[0], bg_size[1]self.speed = speed# 定义一个move方法def move(self):self.rect = self.rect.move(self.speed)if self.rect.left > self.width:self.rect.right = 0elif self.rect.right < 0:self.rect.left = self.widthelif self.rect.top > self.height:self.rect.bottom = 0elif self.rect.bottom < 0:self.rect.top = self.height# 定义碰撞检测方法def collide_check(item, target):# 定义碰撞的球的列表col_balls = []# 逐个寻找碰撞的球for each in target:# 计算两个球的距离distance = math.sqrt(\math.pow((item.rect.center[0] - each.rect.center[0]), 2) +math.pow((item.rect.center[1] - each.rect.center[1]), 2))# 两个球碰撞了if distance <= (item.rect.width + each.rect.width) / 2:col_balls.append(item)return col_ballsdef main():# 初始化pygamepygame.init()# 设置窗口大小bg_size = width, height = 1024, 681screen = pygame.display.set_mode(bg_size)# 载入图片ball_image = "gray_ball.png"bg_image = "background.png"background = pygame.image.load(bg_image).convert_alpha()# 设置界面主题pygame.display.set_caption("Play The Ball - Four Leaf Clover")# 定义循环标志srunning = True# 定义球的链表balls = []# 创建球的个数BALL_NUM = 5# 创建频率对象clock = pygame.time.Clock()# 随机生成球的位置及速度，并调用Ball方法，添加各个球对象到链表中for i in range(5):position = randint(0, width - 100), randint(0, height - 100)speed = [randint(-10, 10), randint(-10, 10)]ball = Ball(ball_image, position, speed, bg_size)# 防止一开始生成球时。两球就碰撞在一起while collide_check(ball, balls):ball.rect.left, ball.rect.top = randint(0, width - 100), randint(0, height - 100)balls.append(ball)# 主循环while running:# 寻找关闭窗口事件for event in pygame.event.get():if event.type == QUIT:sys.exit()# 显示背景screen.blit(background, (0, 0))# 显示五个球for each in balls:each.move()screen.blit(each.image, each.rect)# 碰撞检测for i in range(BALL_NUM):# 在列表中去除目标本身item = balls.pop(i)# 检测目标是否碰撞if collide_check(item, balls):# 碰撞时改变运动方向item.speed[0] = - item.speed[0]item.speed[1] = - item.speed[1]# 在列表中加入目标balls.insert(i, item)# 刷新缓冲区图像pygame.display.flip()# 控制帧率为30帧clock.tick(60)# 在本文件中调用main函数if __name__ == "__main__":main()

2. 利用pygame提供的pygame.sprite.spritecollide(sprite, group, dokill, collided = None)返回Sprite_list方法，官方文档介绍：http://www.pygame.org/docs/ref/sprite.html#pygame.sprite.spritecollide 其中sprit对象是待检测目标对象，group是sprit对象组，dokill值是bool类型，表示是否把与目标对象碰撞的对象从组中删除，若值为正，则删除对象，反之，不删除。collided参数表示是否注册回调函数，这个参数可以不需要，在需要的时候再调用回调函数。

算法实现：

先定义sprite组。利用sprite方法中的Group()方法，代码如下：group = pygame.sprite.Group()

然后再判断检测，记得检测前先把目标对象从列表中删除，检测完后在添加到组里面。代码如下：

# 检测两球是否碰撞for each in group:# 移除目标精灵group.remove(each)# 检测是否碰撞，碰撞了则改变运动方向if pygame.sprite.spritecollide(each, group, False):each.speed[0] = -each.speed[0]each.speed[1] = -each.speed[1]# 添加目标精灵到组中group.add(each)

在检测碰撞时发现一个问题，当两个小球未碰到一起时，小球就弹开了，去找原因，在于判断是否碰撞，是根据小球占的矩形框是否碰撞来检测的。因此对这个问题改进，利用sprite给定的方法来判断圆类碰撞的方法，利用pygame.sprite.collide_circle(left, right)方法，官方文档介绍：http://www.pygame.org/docs/ref/sprite.html#pygame.sprite.collide_circle ，用来判断两个球精灵是否发生碰撞，前提是球对象要有半径属性。所以我们在定义球类的时候就应该定义半径属性，并且计算出来。上述代码改为如下:

# 检测两球是否碰撞for each in group:# 移除目标精灵group.remove(each)# 检测是否碰撞，碰撞了则改变运动方向if pygame.sprite.spritecollide(each, group, False, pygame.sprite.collide_circle):each.speed[0] = -each.speed[0]each.speed[1] = -each.speed[1]# 添加目标精灵到组中group.add(each)

完整代码：

# -*- coding: utf-8 -*-# @Author: 四叶草# @Date:   2017-11-08 20:15:55# @Last Modified by:   Administrator# @Last Modified time: 2017-11-10 20:33:45# 导入相应的模块import pygameimport sysfrom pygame.locals import *from random import *# 定义一个继承Sprite类的球类class Ball(pygame.sprite.Sprite):def __init__(self, image, position, speed, bg_size):pygame.sprite.Sprite.__init__(self)self.image = pygame.image.load(image).convert_alpha()self.rect = self.image.get_rect()self.rect.left, self.rect.top = positionself.width, self.height = bg_size[0], bg_size[1]self.radius = self.rect.width / 2self.speed = speed# 定义一个move方法def move(self):self.rect = self.rect.move(self.speed)if self.rect.left > self.width:self.rect.right = 0elif self.rect.right < 0:self.rect.left = self.widthelif self.rect.top > self.height:self.rect.bottom = 0elif self.rect.bottom < 0:self.rect.top = self.heightdef main():# 初始化pygamepygame.init()# 设置窗口大小bg_size = width, height = 1024, 681screen = pygame.display.set_mode(bg_size)# 载入图片ball_image = "gray_ball.png"bg_image = "background.png"background = pygame.image.load(bg_image).convert_alpha()# 设置界面主题pygame.display.set_caption("Play The Ball - Four Leaf Clover")# 定义循环标志srunning = True# 定义球的链表balls = []group = pygame.sprite.Group()# 创建频率对象clock = pygame.time.Clock()# 随机生成球的位置及速度，并调用Ball方法，添加各个球对象到链表中for i in range(5):position = randint(0, width - 100), randint(0, height - 100)speed = [randint(-10, 10), randint(-10, 10)]ball = Ball(ball_image, position, speed, bg_size)# 防止一生成球时两者就碰撞while pygame.sprite.spritecollide(ball, group, False, pygame.sprite.collide_circle):ball.rect.left, ball.rect.top = randint(0, width-100), randint(0, height-100)balls.append(ball)group.add(ball)# 主循环while running:# 寻找关闭窗口事件for event in pygame.event.get():if event.type == QUIT:sys.exit()# 显示背景screen.blit(background, (0, 0))# 显示五个球for each in balls:each.move()screen.blit(each.image, each.rect)# 检测两球是否碰撞for each in group:# 移除目标精灵group.remove(each)# 检测是否碰撞，碰撞了则改变运动方向if pygame.sprite.spritecollide(each, group, False, pygame.sprite.collide_circle):each.speed[0] = -each.speed[0]each.speed[1] = -each.speed[1]# 添加目标精灵到组中group.add(each)# 刷新缓冲区图像pygame.display.flip()# 控制帧率为30帧clock.tick(60)# 在本文件中调用main函数if __name__ == "__main__":main()

3.运行完代码后，发现一个问题，当初始化小球属性的时候，若两个小球已经碰撞了，会出现一直碰撞，分离不开的情况，原因是，当两个小球碰撞时，会发生运动方向改变，运动方向改变，每次只移动一个像素，不足以把两个小球分开，下次判断时又会认为是碰撞了，运动方向又发生改变，周而复始，一直脱离不开。解决算法，在产生小球对象时，对每个对象进行碰撞检测判断，如果碰撞了，则再次随机产生位置属性，直到两球不碰撞为止。实现代码如下：

# 防止一生成球时两者就碰撞while pygame.sprite.spritecollide(ball, group, False, pygame.sprite.collide_circle):ball.rect.left, ball.rect.top = randint(0, width-100), randint(0, height-100)

和

# 防止一开始生成球时。两球就碰撞在一起while collide_check(ball, balls):ball.rect.left, ball.rect.top = randint(0, width - 100), randint(0, height - 100)