16.53M

Category:

programming

Программирование на Python. Урок 10. Анимация и передвижение

1.

Программирование
на Python
Урок 10
Анимация и передвижение

Программирование на Python | Анимация и передвижение
Что будет на уроке сегодня?
Узнаем что такое вектор и зачем он нужен
Научимся вращать игрока и перемещать
в направлении взгляда
Настроим логику респауна мобов
Научимся перемещать и вращать мобов
в случайном направлении

4.

Что такое вектор
и зачем он нужен

5.

Программирование на Python | Анимация и передвижение
Что такое вектор
Вектор — это просто отрезок с направлением. Нарисуйте на листе бумаге стрелку — это и есть вектор!
Вы ясно видите где у него начало и где конец. Также понимаете куда он показывает. Если вы покрутите
листок бумаги, то будет меняться направление стрелки (вектора).
Теперь понимаете зачем нужен вектор в играх? :) Верно! Одно из его назначений — это вращение объектов
и определение их направления. Этим мы и займемся на этом уроке!

6.

Программирование на Python | Анимация и передвижение
Подключаем вектор к классам
Перейдем в класс игрока и подключим модуль с вектором:
import pygame
from pygame.math import Vector2
Перейдем в класс игрока и подключим модуль с вектором:
Цифра 2 говорит о том, что мы будем работать в 2-мерном пространстве. Данный модуль
необходимо подключить ко всем классам, которые будут вращаться (это и игрок и все
мобы).

7.

Подготовка
для вращения

8.

Программирование на Python | Анимация и передвижение
Подключаем необходимые свойства
Одного вектора недостаточно. Чтобы осуществить вращение, мы должны добавить
нашим спрайтам еще несколько важных свойств. Сначала создадим копию нашей
картинки:
self.copy = self.image
# Копия картинки
Так устроен pygame — мы будем вращать копию вместо основной картинки. А когда копию повернем,
запишем её на место основной картинки. Это нужно, чтобы основная картинка не смазывалась
при вращении и одновременной отрисовке на экране.

9.

Программирование на Python | Анимация и передвижение
Подключаем необходимые свойства
Теперь нам важно создать вектор в том положении и в том направлении, в котором
находится наш игрок. Сначала зададим положение:
self.position = Vector2(self.rect.center)
# Стартовая позиция вектора
Здесь мы создаем наш вектор и указываем центр рамки спрайта. В таком виде всё будет корректно
располагаться и наш вектор как бы приклеивается ровно к центру рамки и будет одним целым с ней.

10.

Программирование на Python | Анимация и передвижение
Подключаем необходимые свойства
Далее указываем направление. Так как картинка нашего спрайта смотрит ровно вверх, то и
вектор наш тоже должен смотреть ровно вверх. Чтобы это сделать напишем ниже следующую
команду:
self.direction = Vector2(0, -1)
# Направление вектора - “вверх”
В итоге у нас получится примерно вот такая ситуация:
Конечно же рамки спрайта и самого вектора не будет видно в
игре. Но мы будем знать, что именно так они будут настроены.

11.

Программирование на Python | Анимация и передвижение
Подключаем необходимые свойства
Ещё один параметр,, который нам необходимо добавить — это угол поворота. В начале он равен
0, так как наш спрайт в начале игры получается никуда не повернут:
self.angle = 0
# Угол поворота

12.

Программирование на Python | Анимация и передвижение
Подключаем необходимые свойства
И последний параметр, который нам необходимо добавить — это скорость движения.
Мы делаем скорость 5, но если вам покажется, что этого мало – можете поддать газу!
self.speed = 5
# Скорость движения
На этом со свойствами закончили.
copy, position, direction и angle необходимо добавить всем классам врагов. Скорость добавлять не
нужно, у них будут свои свойства для

13.

Функция
для вращения

14.

Программирование на Python | Анимация и передвижение
Создаем функцию вращения
Вращение — это не самая простая процедура в играх. Для неё нужна отдельная функция. Давайте
создадим
её для нашего класса игрока. Это будет та же конструкция, что и __init__ или update. Но внутри будет код,
который будет вращать наш спрайт:
Соблюдая отступы на том же уровне что def других функция создадим новую:
def rotate(self, rotate_speed):
Обратите внимание, что внутри rotate мы сначала указываем self (это требование ООП). А после можем
указывать параметры, которые наша функция будет принимать. А принимать она будет один параметр,
задающий скорость вращения спрайта. Мы будем указывать скорость при вызове данной функции.

15.

Программирование на Python | Анимация и передвижение
Направление взгляда
Внутри функции rotate начнем писать команды. Вначале изменим направление
взгляда (вращаем ту самую стрелку вектора)
def rotate(self, rotate_speed):
self.direction.rotate_ip(-rotate_speed)
# Изменяем направление взгляда

16.

Программирование на Python | Анимация и передвижение
Изменяем угол поворота
Дальше мы узнаем на какой угол повернулась стрелка и сохраним
этот угол поворота в соответствующей переменной self.angle
def rotate(self, rotate_speed):
self.direction.rotate_ip(-rotate_speed)
self.angle += rotate_speed
# Изменяем направление взгляда
# Изменяем угол поворота

17.

Программирование на Python | Анимация и передвижение
Поворот копии
Теперь, когда знаем угол, мы можем повернуть наш спрайт. Но поворачиваем не сам спрайт, а копию
картинки спрайта. И полученную развернутую копию уже записываем внутрь основной картинки:
def rotate(self, rotate_speed):
self.direction.rotate_ip(-rotate_speed)
# Изменяем направление взгляда
self.angle += rotate_speed
# Изменяем угол поворота
self.image = pygame.transform.rotate(self.copy, self.angle) # Поворот картинки

18.

Программирование на Python | Анимация и передвижение
Получаем новую рамку и заканчиваем
После поворота картинки рамка станет немного другой. Мы должны это учитывать, чтобы правильно
рассчитывать коллизии. Поэтому последней командой мы должны получить новую рамку:
def rotate(self, rotate_speed):
self.direction.rotate_ip(-rotate_speed)
# Изменяем направление взгляда
self.angle += rotate_speed
# Изменяем угол поворота
self.image = pygame.transform.rotate(self.copy, self.angle) # Поворот картинки
self.rect = self.image.get_rect(center=self.rect.center)
# Изменение рамки

19.

Включаем
вращение

20.

Программирование на Python | Анимация и передвижение
Функция update()
Все действия для любых спрайтов должны быть написаны внутри специальной функции update. Эта
функция будет вызываться в игровом цикле. И весь код написанный внутри будет работать постоянно,
пока работает игровой цикл. Давайте создадим эту функцию:
def update(self):
# Функция для описания действия спрайта
И внутри сразу напишем код, с помощью которого pygame сможет следить за нажатием клавиш:
key = pygame.key.get_pressed()
# Сохраняем нажатие на кнопку (любую)

21.

Программирование на Python | Анимация и передвижение
Вращение игрока
Теперь мы можем по нажатию клавиш стрелки вправо и влево вращать наш спрайт. Для этого нам просто
необходимо вызвать данную функцию при соответствующем событии:
def update(self):
key = pygame.key.get_pressed()
if key[pygame.K_RIGHT]:
self.rotate(-5)
if key[pygame.K_LEFT]:
self.rotate(5)
# Функция для описания действия спрайта
# Сохраняем нажатие на кнопку (любую)
# Если нажата кнопка стрелка вправо
# Вращаемся на 5 по часовой стрелке
# Если нажата кнопка стрелка влево
# Вращаемся на 5 против часовой стрелки
Как мы помним, функция принимает один параметр — скорость вращения. Так вот с помощью числа мы
задаем скорость вращения. А знак «минус» может менять направление вращения. Отрегулируйте для себя
удобную скорость вращения.

22.

Программирование на Python | Анимация и передвижение
Вращение мобов
У мобов все проще. Они должны вращаться постоянно, поэтому просто внутри update будем вызывать
функцию вращения. Можете сделать разные скорости и разные направления вращения разным мобам:
def update(self):
self.rotate(5)
# Вращаемся на 5 градусов против часовой стрелки

23.

Перерыв
10 мин

24.

Настраиваем
движение

25.

Программирование на Python | Анимация и передвижение
Корректируем движение игрока
Наш игрок начал вращаться, но по стрелкам вверх и вниз он двигается не в направлении
взгляда, а просто вверх и вниз. Нужно это исправить. Чтобы двигаться в направлении
движения, необходимо производить две операции:
1.
2.
Изменить позицию вектора
Переместить рамку спрайта на эту позицию
if key[pygame.K_UP]:
self.position += self.speed * self.direction
self.rect.center = self.position
if key[pygame.K_DOWN]:
self.position -= self.speed * self.direction
self.rect.center = self.position
# Если нажата кнопка стрелка вперед
# Изменяем позицию вперед
# Переносим рамку на новую позицию
# Если нажата кнопка стрелка вниз
# Изменяем позицию назад
# Переносим рамку на новую позицию

26.

Программирование на Python | Анимация и передвижение
Добавляем движение мобам
Для начала давайте возьмем один из классов мобов EnemyLeft и добавим движения ему.
Создадим свойства характеризующие его скорость. Здесь уже пригодятся два значения
— скорость по вертикали и по горизонтали:
self.speedx = random.randint(1, 5)
self.speedy = random.randint(-5, 5)
Для большего разнообразия мы делаем скорости случайными. Причем интервал
разный. Так как левые мобы двигаются только вправо, то для скорости по
горизонтали — это интервал только из положительных чисел (от 1 до 5). А вот по
вертикали они могут двигаться как вверх так и вниз, поэтому интервал содержит в
себе числа от -5 до 5.

27.

Программирование на Python | Анимация и передвижение
Добавляем движение мобам
Далее нам необходимо добавить в функцию update, изменение положение спрайтов:
def update(self):
self.rotate(5)
self.rect.x += self.speedx
self.rect.y += self.speedy
Теперь спрайт, находящийся слева начал двигаться!

28.

Программирование на Python | Анимация и передвижение
Респаун мобов
Возникла другая проблема — как только спрайт скроется за краем экрана, он продолжит свое движение
за его пределами и мы его больше никогда не увидим. Поэтому, давайте напишем проверку пересечения
нашим спрайтом границ экрана. Делается это с помощью конструкций if.
Нам нужно понять какие именно границы может пересекать наш спрайт. Раз он появляется слева,
то пересекать он может все границы кроме левой. Пишем условие проверки:
if self.rect.x > width or self.rect.y > height or self.rect.bottom < 0:

29.

Программирование на Python | Анимация и передвижение
Респаун мобов
А внутри данного условия напишем логику для респауна. По сути у нас есть уже все команды, нам их
просто надо скопировать. А именно: мы должны перенести наш спрайт снова в случайную позицию слева.
И дать ему случайные значения скоростей. По сути у нас все команды эти есть. Нужно просто перенести
их из конструктора внутрь нашей проверки:
if self.rect.x > width or self.rect.y > height or self.rect.bottom < 0:
self.rect.x = 0
self.rect.y = random.randint(0, height)
self.speedx = random.randint(1, 5)
self.speedy = random.randint(-5, 5)

30.

Настраиваем
движение
остальным мобам

31.

Программирование на Python | Анимация и передвижение
Самостоятельная работа
Теперь вам предстоит самостоятельно настроить перемещение и респаун остальным
мобам. Чтобы вам было проще, вот всё что вам может пригодиться:
self.rect.x > width
— условие проверки на пересечение правой границы
self.rect.right < 0
— условие проверки на пересечение левой границы
self.rect.y > height
— условие проверки на пересечение нижней границы
self.rect.bottom < 0 — условие проверки на пересечение верхней границы
self.speedx = random.randint(1, 5)
5
self.speedx = random.randint(-5, -1)
self.speedx = random.randint(-5, 5)
self.speedy = random.randint(1, 5)
self.speedy = random.randint(-5, -1)
self.speedy = random.randint(-5, 5)
— движение вправо со случ. скоростью от 1 до
— движение влево со случ. скоростью от 1 до 5
— движение влево и вправо со случ. скоростью
— движение вниз со случ. скоростью от 1 до 5
— движение вверх со случ. скоростью от 1 до 5
— движение вверх и вниз со случ. скоростью

32.

Программирование на Python | Анимация и передвижение
Класс EnemyLeft
def update(self):
self.rotate(5)
self.rect.x += self.speedx
self.rect.y += self.speedy
# Респаун при выходе за правую, верхнюю, нижнюю границы
if self.rect.x > width or self.rect.y > height or self.rect.bottom < 0:
self.rect.x = width
self.rect.y = random.randint(0, height)
self.speedx = random.randint(1, 5)
self.speedy = random.randint(-5, 5)

33.

Программирование на Python | Анимация и передвижение
Класс EnemyRight
def update(self):
self.rotate(5)
self.rect.x += self.speedx
self.rect.y += self.speedy
# Респаун при выходе за левую, верхнюю, нижнюю границы
if self.rect.x < 0 or self.rect.y > height or self.rect.bottom < 0:
self.rect.x = width
self.rect.y = random.randint(0, height)
self.speedx = random.randint(-5, -1)
self.speedy = random.randint(-5, 5)

34.

Программирование на Python | Анимация и передвижение
Класс EnemyBottom
def update(self):
self.rotate(5)
self.rect.x += self.speedx
self.rect.y += self.speedy
# Респаун при выходе за левую, правую и верхнюю границы
if self.rect.x > width or self.rect.right < 0 or self.rect.bottom < 0:
self.rect.x = random.randint(0, width)
self.rect.y = height
self.speedx = random.randint(-5, 5)
self.speedy = random.randint(-5, -1)

35.

Программирование на Python | Анимация и передвижение
Класс EnemyTop
def update(self):
self.rotate(5)
self.rect.x += self.speedx
self.rect.y += self.speedy
# Респаун при выходе за левую, правую и нижнюю границы
if self.rect.x > width or self.rect.right < 0 or self.rect.top > height:
self.rect.x = random.randint(0, width)
self.rect.bottom = 0
self.speedx = random.randint(-5, 5) # Мобы двигаются влево и вправо
self.speedy = random.randint(1, 5)
# Мобы двигаются вниз по оси Y

36.

Программирование на Python | Анимация и передвижение
Результат
Весь проект с готовыми файлами можно скачать здесь:
https://github.com/ronmount/gb_shooter/archive/refs/heads/lesson2.zip

37.

Программирование на Python | Анимация и передвижение
Итоги
Узнали что такое вектор и для чего он нужен
Изучили основные принципы вращения в игре
Научились перемещать игровые объекты в случайном
направлении
Настроили правильное движение игрока
Настроили респаун мобов