Python Pygame (游戏开发库)

2025年3月8日 | 阅读 16 分钟

Python 是最流行的编程语言，或者说它是下一代编程语言也不为过。在计算机科学的每个新兴领域，Python 都积极地展现着它的存在。Python 拥有各种领域的庞大库，例如机器学习（Numpy、Pandas、Matplotlib）、人工智能（Pytorch、TensorFlow）和游戏开发（Pygame、Pyglet）。

在本教程中，我们将学习如何使用Pygame（Python 库）进行游戏开发。

Pygame

Pygame 是一个跨平台的 Python 模块集，用于创建视频游戏。
它包含计算机图形学和声音库，旨在与 Python 编程语言一起使用。
Pygame 最初由Pete Shinners编写，用以取代 PySDL。
Pygame 适合创建可以封装为独立可执行文件的客户端应用程序。

Pygame 的先决条件

在学习 Pygame 之前，我们需要了解我们想要开发什么样的游戏。

学习 Pygame 需要具备 Python 的基本知识。

Pygame 安装

在 Windows 上安装 Pygame

在安装 Pygame 之前，系统中应已安装 Python，建议使用 3.6.1 或更高版本，因为它对初学者更友好，而且运行速度更快。安装 Pygame 主要有两种方法，如下所示：

1. 通过 pip 安装：通过 pip 工具安装 Pygame 是个好方法（Python 使用它来安装包）。命令如下：

2. 通过 IDE 安装：第二种方法是通过 IDE 进行安装，这里我们使用 Pycharm IDE。在 pycharm 中安装 pygame 非常简单。可以通过运行上面的命令在终端中安装，或者使用以下步骤：

打开文件选项卡，然后点击设置选项。

选择项目解释器，然后点击+图标。

将显示搜索框。搜索 pygame，然后点击安装包按钮。

要检查 pygame 是否已正确安装，请在 IDLE 解释器中，键入以下命令并按 Enter 键：

如果命令成功运行且没有出现任何错误，则表示我们已成功安装 Pygame 并找到了适合 pygame 编程的 IDLE 版本。

在 Mac 上安装 Pygame

以下是在 Mac 上安装 Pygame 的步骤：

访问 pygame 的官方网站pygame.org，它会显示如下窗口，下载pygame-1.9.1release-python.org-32bit-py2.7-macosx10.3.dmg：

注意：如果您使用的是不同版本的 Python，请下载最后一个链接。

双击下载的文件并解压。现在双击出现的解压后的mpkg文件以运行安装程序。按照说明安装 pygame。
启动终端（Cmd+Space，然后输入'terminal'）。在终端中，键入'python2.7'并按 Enter 键。
Python 应该会启动，显示版本为 2.7.2（2.7.1 也可以），并出现提示符。在 Python 提示符下，键入'import pygame'。如果没有出现任何错误，则一切正常。

简单的 Pygame 示例

这是 Pygame 的一个简单程序，可以提供语法基本概念。

import pygame

pygame.init()
screen = pygame.display.set_mode((400,500))
done = False

while not done:
    for event in pygame.event.get():
        if event.type == pygame.QUIT:
            done = True
    pygame.display.flip()

输出

成功执行后，它将显示如下输出窗口：

让我们逐行理解上面程序的语法：

import pygame - 这提供了对 pygame 框架的访问，并导入 pygame 的所有函数。

pygame.init() - 用于初始化 pygame 的所有必需模块。

pygame.display.set_mode((width, height)) - 用于显示所需大小的窗口。返回值是一个 Surface 对象，我们将在其中执行图形操作。

pygame.event.get()- 用于清空事件队列。如果我们不调用此函数，窗口消息将开始堆积，并且操作系统会认为游戏变得无响应。

pygame.QUIT - 用于在单击窗口角落的关闭按钮时终止事件。

pygame.display.flip() - Pygame 是双缓冲的，所以这会切换缓冲区。调用此函数以使您对游戏屏幕进行的任何更新都可见，这是至关重要的。

Pygame Surface

Pygame Surface 用于显示任何图像。Surface 具有预定义的解析度和像素格式。Surface 颜色默认为黑色。其大小通过传递size参数来定义。

Surface 可以具有许多额外的属性，例如alpha 平面、颜色键、源矩形剪辑等。blit 例程将尝试使用硬件加速，如果可能的话；否则，它们将使用高度增强的软件 blitting 方法。

Pygame Clock

在 Pygame 中，时间以毫秒（1/1000 秒）表示。Pygame Clock 用于跟踪时间。时间对于创建动画、播放声音或响应任何事件至关重要。通常，我们不按秒计算时间。我们按毫秒计算。Clock 还提供各种函数来帮助控制游戏的帧率。以下是一些函数：

tick()

此函数用于更新时钟。语法如下：

此方法应每帧调用一次。它将计算自上次调用以来经过了多少毫秒。framerate参数是可选的，如果将其作为参数传递，则该函数将延迟以使游戏运行速度低于给定的每秒帧数。

tick_busy_loop()

tick_busy_loop() 与 tick() 相同。通过每帧调用Clock.tick_busy_loop(20)一次，程序永远不会超过每秒 20 帧。语法如下：

get_time()

get_time() 用于获取上一个 tick。在 Clock.tick() 的最后两次调用之间经过的毫秒数。

Pygame Blit

Pygame blit 是将游戏对象渲染到 Surface 的过程，这个过程称为blitting。当我们创建游戏对象时，我们需要渲染它。如果我们不渲染游戏对象而运行程序，它将输出一个黑色窗口。

Blitting 是任何游戏中较慢的操作之一，因此我们需要小心，不要在每一帧中过度 blit 到屏幕上。用于 blitting 的主要函数是 blit()，如下所示：

blit()

此函数用于将一个图像绘制到另一个图像上。绘制可以放在 dest 参数处。dest 参数可以是表示源左上角的坐标对。

Pygame 添加图像

要在窗口上添加图像，首先我们需要通过调用 Surface 构造函数并传递宽度和高度元组来实例化一个空白 Surface。

上面一行创建了一个 100*100 像素的空白 24 位 RGB 图像，默认颜色为黑色。

要实现 Surface 的透明初始化，请传递 SRCALPHA 参数。

考虑以下在 Surface 上显示图像的示例：

import pygame
pygame.init()
white = (255, 255, 255)
# assigning values to height and width variable 
height = 400
width = 400
# creating the display surface object 
# of specific dimension..e(X, Y). 
display_surface = pygame.display.set_mode((height, width))

# set the pygame window name 
pygame.display.set_caption('Image')

# creating a surface object, image is drawn on it. 
image = pygame.image.load(r'C:\Users\DEVANSH SHARMA\Desktop\download.png')

# infinite loop 
while True:
    display_surface.fill(white)
    display_surface.blit(image, (0, 0))

    for event in pygame.event.get():
        if event.type == pygame.QUIT:
            pygame.quit()
            # quit the program. 
            quit()
        # Draws the surface object to the screen. 
        pygame.display.update() 

输出

Pygame Rect

Rect 用于在 Pygame 中绘制矩形。Pygame 使用 Rect 对象来存储和操作矩形区域。Rect 可以由 left、top、width 和 height 值组合而成。它也可以由已经是 Rect 的 Python 对象或具有名为 "rect" 的属性的对象创建。

rect() 函数用于执行矩形的位置或大小的更改。它返回具有受影响更改的 Rect 的新副本。原始矩形不会发生任何修改。

Rect 对象具有各种虚拟属性，可用于移动和对齐 Rect：

x,y
top, left, right, bottom
topleft, bottomleft, topright, bottomright
midtop, midleft, midbottom, midright
center, centerx, centery
size, width, height
w,h

可以通过分配大小、宽度或高度来更改矩形的尺寸。所有其他赋值都会移动矩形而不调整其大小。

如果 Rect 的宽度或高度为非零值，则对于非零测试，它将返回 True。某些方法返回大小为 0 的 Rect 来表示无效矩形。

让我们使用 Rect 在 pygame 窗口上创建一个矩形：

import pygame

pygame.init()
screen = pygame.display.set_mode((400, 300))
done = False

while not done:
    for event in pygame.event.get():
        if event.type == pygame.QUIT:
            done = True
    pygame.draw.rect(screen, (0, 125, 255), pygame.Rect(30, 30, 60, 60))  

    pygame.display.flip()

执行上述代码后，它将在 pygame 窗口上显示一个矩形。

Pygame Keydown

Pygame KEYDOWN 和 KEYUP 检测按键物理按下和释放的事件。KEYDOWN 检测按键，KEYUP 检测按键释放。这两个事件（按键按下和按键释放）都有两个属性，如下所示：

key: key 是一个整数 ID，代表键盘上的每个键。
mod: 这是一个位掩码，表示事件发生时按下的所有修饰键。

考虑以下按键按下和释放的示例：

import pygame
pygame.init()
# sets the window title
pygame.display.set_caption(u'Keyboard events')
# sets the window size
pygame.display.set_mode((400, 400))

while True:
    # gets a single event from the event queue
    event = pygame.event.wait()
    # if the 'close' button of the window is pressed
    if event.type == pygame.QUIT:
        # stops the application
        break
    # Detects the 'KEYDOWN' and 'KEYUP' events
    if event.type in (pygame.KEYDOWN, pygame.KEYUP):
        # gets the key name
        key_name = pygame.key.name(event.key)
        # converts to uppercase the key name
        key_name = key_name.upper()
        # if any key is pressed
        if event.type == pygame.KEYDOWN:
            # prints on the console the key pressed
            print(u'"{}" key pressed'.format(key_name))
        # if any key is released
        elif event.type == pygame.KEYUP:
            # prints on the console the released key
            print(u'"{}" key released'.format(key_name))

输出

让我们看另一个例子：

import pygame

pygame.init()
screen = pygame.display.set_mode((400, 300))
done = False
is_blue = True
x = 30
y = 30

while not done:
    for event in pygame.event.get():
        if event.type == pygame.QUIT:
            done = True
        if event.type == pygame.KEYDOWN and event.key == pygame.K_SPACE:
            is_blue = not is_blue

    pressed = pygame.key.get_pressed()
    if pressed[pygame.K_UP]: y -= 3
    if pressed[pygame.K_DOWN]: y += 3
    if pressed[pygame.K_LEFT]: x -= 3
    if pressed[pygame.K_RIGHT]: x += 3

    if is_blue:
        color = (0, 128, 255)
    else: 
        color = (255, 100, 0)
    pygame.draw.rect(screen, color, pygame.Rect(x, y, 60, 60))

    pygame.display.flip()

在上面的代码中，矩形将被显示在 pygame 窗口上。

当我们按下向下键时，矩形会向下移动。输出如下：

Pygame Draw

Pygame 提供了几何函数来在 Surface 上绘制简单的形状。这些函数可用于渲染到任何格式的 Surface。大多数函数都接受一个 width 参数来指定形状边缘的厚度。如果 width 传递为 0，则形状将是实心的（填充的）。

所有绘图函数都接受 color 参数，该参数可以是以下格式之一：

pygame.Color 对象
(RGB) 三元组（元组/列表）
(RGBA) 四元组（元组/列表）
一个整数值，该值已映射到 Surface 的像素格式

绘制矩形

以下函数用于在给定 Surface 上绘制矩形：

pygame.draw.rect(surface, color, rect)
pygame.draw.rect(surface, color, rect, width=0)

参数

surface - 要绘制的屏幕。
color- 此参数用于为给定形状着色。如果使用元组，则 alpha 值是可选的。
rect(Rect)- 绘制矩形、位置和尺寸。
width(int)- 这是可选的，用于指定线条粗细或指示矩形已填充。

if width == 0, (default) fill the rectangle
if width > 0, used for line thickness
if width < 0, nothing will be drawn

绘制多边形

以下函数用于在给定 Surface 上绘制多边形：

pygame.draw.polygon(surface,color,points)
pygame.draw.polygon(surface, color, points, width=0)

参数

surface - 要绘制的屏幕。
color- 此参数用于为给定形状着色。如果使用元组，则 alpha 值是可选的。
points(tuple(coordinate) or list(coordinate)): 一个由 3 个或更多 (x,y) 坐标组成的序列，构成多边形的顶点。序列中的每个坐标都必须是元组/列表。

注意：- 如果 len(points) < 3 或 points 不是序列或 points 不包含数字对，则会引发 ValueError。

绘制椭圆

以下函数用于在给定 Surface 上绘制椭圆：

pygame.draw.ellipse(surface, color, rect)
pygame.draw.ellipse(surface, color, rect, width=0)

参数

surface - 要绘制的屏幕。
color- 此参数用于为给定形状着色。如果使用元组，则 alpha 值是可选的。
rect(Rect)- 绘制矩形、位置和尺寸。

绘制直线

此方法用于在给定 Surface 上绘制直线。没有端点。

pygame.draw.line(surface,color,start_pos,end_pos,width)
pygame.draw.line(surface,color,start_pos,end_pos,width=1)

参数

surface - 要绘制的屏幕。
color- 此参数用于为给定形状着色。如果使用元组，则 alpha 值是可选的。
start_pos- 直线的起始位置 (x,y)
end_pos- 直线的结束位置

绘制圆形

以下函数用于在给定 Surface 上绘制圆形：

circle(surface, color, center, radius)
circle(surface, color, center, radius, width=0)

参数

surface - 要绘制的屏幕。
color- 此参数用于为给定形状着色。如果使用元组，则 alpha 值是可选的。
center - 圆的中心点，表示为两个整数/浮点数的序列，例如 (x,y)
radius(int or float)- 圆的半径，从 center 参数测量，如果半径为零，则它只绘制中心像素。

绘制椭圆弧

以下函数用于在给定 Surface 上绘制椭圆弧：

?  arc(surface, color, rect, start_angle, stop_angle) 
?  arc(surface, color, rect, start_angle, stop_angle, width=1)

参数

surface - 要绘制的屏幕。
color- 此参数用于为给定形状着色。如果使用元组，则 alpha 值是可选的。
rect(Rect)- 绘制矩形、位置和尺寸。
start_angle- 弧的起始角度（以弧度为单位）。
stop_angle- 弧的结束角度（以弧度为单位）。

start_angle 和 stop_angle 参数有三个条件：

如果 start_angle < stop_angle，则弧将从 start_angle 以逆时针方向绘制到 end_angle。
如果 start_angle>stop_angle，则 tau (tau=2*pi) 将被加到 stop angle。
如果 start_angle==stop_angle，则不绘制任何内容。

让我们看一个例子

import pygame
from math import pi
pygame.init()
# size variable is using for set screen size
size = [400, 300]
screen = pygame.display.set_mode(size)
pygame.display.set_caption("Example program to draw geometry")
# done variable is using as flag 
done = False
clock = pygame.time.Clock()
while not done:
    # clock.tick() limits the while loop to a max of 10 times per second.
        clock.tick(10)

    for event in pygame.event.get():  # User did something
        if event.type == pygame.QUIT:  # If user clicked on close symbol 
            done = True  # done variable that we are complete, so we exit this loop

    # All drawing code occurs after the for loop and but
    # inside the main while done==False loop.

    # Clear the default screen background and set the white screen background
    screen.fill((0, 0, 0))

    # Draw on the screen a green line which is 5 pixels wide.
    pygame.draw.line(screen, (0, 255, 0), [0, 0], [50, 30], 5)
    # Draw on the screen a green line which is 5 pixels wide.
    pygame.draw.lines(screen, (0, 0, 0), False, [[0, 80], [50, 90], [200, 80], [220, 30]], 5)

    # Draw a rectangle outline
    pygame.draw.rect(screen, (0, 0, 0), [75, 10, 50, 20], 2)

    # Draw a solid rectangle
    pygame.draw.rect(screen, (0, 0, 0), [150, 10, 50, 20])

    # This draw an ellipse outline, using a rectangle as the outside boundaries
    pygame.draw.ellipse(screen, (255, 0, 0), [225, 10, 50, 20], 2)

    # This draw a solid ellipse, using a rectangle as the outside boundaries
    pygame.draw.ellipse(screen, (255, 0, 0), [300, 10, 50, 20])

    # Draw a triangle using the polygon function
    pygame.draw.polygon(screen, (0, 0, 0), [[100, 100], [0, 200], [200, 200]], 5)

    # This draw a circle
    pygame.draw.circle(screen, (0, 0, 255), [60, 250], 40)

    # This draw an arc
    pygame.draw.arc(screen, (0, 0, 0), [210, 75, 150, 125], 0, pi / 2, 2)

    # This function must write after all the other drawing commands.
    pygame.display.flip()

# Quite the execution when clicking on close
pygame.quit()

输出

Pygame 文本和字体

Pygame 还提供了渲染字体和文本的功能。我们可以使用pygame.font.SysFont()函数从系统中加载字体。Pygame 自带内置的默认字体，可以通过传递字体名称或 None 来访问。有许多函数有助于处理字体。

字体对象使用pygame.font.Font()创建。实际的字体对象完成了大多数与字体相关的工作。字体对象通常用于将文本渲染到新的 Surface 对象。一些重要的字体函数如下：

render()

此函数用于在新 Surface 上绘制文本。Pygame 没有在现有 Surface 上绘制文本的功能。它创建一个新的 Surface 并将其渲染为指定的文本。语法如下：

size()

此函数用于确定渲染文本所需的空格或定位。它还可以用于自动换行和其他布局效果。语法如下：

set_bold()

此函数用于粗体渲染文本。语法如下：

让我们看下面的例子

import pygame
pygame.init()
screen = pygame.display.set_mode((640, 480))
done = False

#load the fonts
font = pygame.font.SysFont("Times new Roman", 72)
# Render the text in new surface
text = font.render("Hello, Pygame", True, (158, 16, 16))
while not done:
    for event in pygame.event.get():
        if event.type == pygame.QUIT:
            done = True
        if event.type == pygame.KEYDOWN and event.key == pygame.K_ESCAPE:
            done = True
    screen.fill((255, 255, 255))
    #We will discuss blit() in the next topic
    screen.blit(text,(320 - text.get_width() // 2, 240 - text.get_height() // 2))

    pygame.display.flip()

输出

注意 - 必须记住，某些字体必须安装在用户的计算机上。如果您不知道字体是否已安装，pygame 有以下函数可以枚举计算机上所有可用的字体：

还有另一个函数可以实例化默认系统字体：

使用以上任何函数，我们都可以处理游戏中的精美字体。

Pygame Sprite 和碰撞检测

pygame sprite 是一个二维图像，它是大型图形场景的一部分。通常，sprite 将是场景中的某个对象。

使用 sprite 的最大优势之一是能够将它们组合使用。如果精灵在组中，我们可以用一个命令轻松地移动和绘制所有精灵。

Sprite 模块包含用于游戏内的各种简单类。在使用 pygame 时，可以选择使用 Sprite 类和不同的组类。

Pygame 提供精灵和精灵组，用于碰撞检测。碰撞检测是屏幕上的两个对象相互碰撞的过程。例如，如果玩家被敌人的子弹击中，它可能会失去一条命，或者程序需要知道玩家何时碰到硬币，以便它们被自动拾取。

让我们看下面的例子

import pygame
import sys
#Sprite class 
class Sprite(pygame.sprite.Sprite):
    def __init__(self, pos):
        pygame.sprite.Sprite.__init__(self)
        self.image = pygame.Surface([20, 20])
        self.image.fill((255, 0, 255))
        self.rect = self.image.get_rect()
        self.rect.center = pos
def main():
    pygame.init()
    clock = pygame.time.Clock()
    fps = 50
    bg = [0, 0, 0]
    size =[300, 300]
    screen = pygame.display.set_mode(size)
    player = Sprite([40, 50])
    # Define keys for player movement
    player.move = [pygame.K_LEFT, pygame.K_RIGHT, pygame.K_UP, pygame.K_DOWN]
    player.vx = 5
    player.vy = 5

    wall = Sprite([100, 60])

    wall_group = pygame.sprite.Group()
    wall_group.add(wall)

    player_group = pygame.sprite.Group()
    player_group.add(player)

    while True:
        for event in pygame.event.get():
            if event.type == pygame.QUIT:
                return False
        key = pygame.key.get_pressed()
        for i in range(2):
            if key[player.move[i]]:
                player.rect.x += player.vx * [-1, 1][i]

        for i in range(2):
            if key[player.move[2:4][i]]:
                player.rect.y += player.vy * [-1, 1][i]
        screen.fill(bg)
        # first parameter takes a single sprite
        # second parameter takes sprite groups
        # third parameter is a kill command if true
        hit = pygame.sprite.spritecollide(player, wall_group, True)
        if hit:
        # if collision is detected call a function to destroy
            # rect
            player.image.fill((255, 255, 255))
        player_group.draw(screen)
        wall_group.draw(screen)
        pygame.display.update()
        clock.tick(fps)
    pygame.quit()
    sys.exit
if __name__ == '__main__':

输出

按下箭头键后，一个矩形将与另一个矩形碰撞，输出如下：

Pyglet

Python 还提供了一个名为 pyglet 的游戏库，它是一个跨平台的窗口和多媒体库，用于 Python。它用于开发游戏和其他视觉丰富的应用程序。它支持用户界面事件处理、窗口管理、OpenGL 图形、加载图像和视频以及播放声音和音乐。

Pyglet 的一些特点如下：

无外部安装要求或依赖项。
支持多个窗口和多显示器。
它可以以任何格式加载图像、声音、音乐和视频。
Pyglet 在 BSD 开源许可证下提供。
它同时支持 Python 2 和 3。

Pyglet 的安装很简单；可以通过键入以下命令来安装：

请看以下示例。

import pyglet
window = pyglet.window.Window()
lable = pyglet.text.Label('Hello world', font_name='Times New Roman', font_size=36,
                          x= window.width//2,y=window.height//2,anchor_x='center', anchor_y='center')
@window.event
def on_draw():
    window.clear()
    lable.draw()
pyglet.app.run()

输出

Pygame 与 Pyglet 的比较

Pyglet	Pygame
3D 支持由于 pyglet 与 OpenGL 紧密集成。它允许支持 3D 绘图。	简单的 Python 语法 Pygame 使用 Python 作为其脚本语言。Python 被广泛认为是即使对于初学者来说也最容易掌握的语言之一。
跨平台它可以与 Windows、Linux 和 OS X 配合使用。	使用 API API 非常直接。
纯 Python 编写可以使用其他 Python 解释器进行编译。	最佳画布系统 Pygame 提供了一个绘图系统，允许用户创建和绘制无限数量的画布。
不那么受欢迎 Pyglet 不太受欢迎，因为它的社区支持较少。	更受欢迎 Pygame 比 pyglet 更受欢迎。

在本教程中，我们通过在 Python 3 编程环境中安装开源模块 pygame，讨论了简单的游戏开发编程方法。

我们提供所有技术（如 Java 教程、Android、Java 框架）的教程和面试问题

联系信息

G-13, 2nd Floor, Sec-3, Noida, UP, 201301, India

hr@tpointtech.com

+91-9599086977

关注我们

Python

Java

.Net Framework

AI, ML and Data Science

Cloud Technology

B.Tech and MCA

Web Technology

PHP

Software Testing

Technical Interview

Java Interview

Python

Web Interview

Database Interview

B.Tech / MCA

Important Interview

Software Testing Interview

Company Interviews

Online Compilers

Multiple Choice Questions

Python教程

Python变量和数据类型

Python控制语句

Python数据结构

Python函数

Python模块

Python OOP

Python异常处理

Python文件处理

Python搜索和排序

Python高级主题

Python MySQL

Python MongoDB

Python SQLite

Python MCQ

Python Tkinter (GUI)

Python Web Blocker

Python内置函数

Python字符串函数

Python列表

Python字典

Plotly

相关教程