用PyGame入门游戏开发

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本文供有一定编程经验，已经完成基本 python 语言学习的读者使用。源码工程全文地址：
https://daxiaohan.coding.net/public/majiangbomb/majiang_bomb/git/files
游戏程序，和 hello world 有什么区别？
一般来说学习编程都会先写 hello world，然而游戏的 hello world 应该是怎样的呢？这就需要先搞清楚游戏和普通的 hello world 程序有什么不同。
这是一个需要一直运行，直到用户手动关闭，才退出的程序；而不是像一个 hello world 程序，运行完直接就退出了。
这是一个随时间变化，程序自动会做不同事情的程序，有点像播放一段影片；而不像 hello world 程序一样，运行的功能和时间无关。
因为有上面两个区别，所以游戏程序的基本结构，和其他的程序就会有明显的不同。游戏程序的基本结构，会包含以下部分：
一个无限循环，我们称之为“主循环”。通过用户操作退出了这个循环，游戏程序就关闭了。
一个每秒被调用固定次数的函数，我们称之为“update”函数。这个函数是大部分游戏程序的入口；而每秒调用此函数的次数，在游戏中称为 fps。
一个游戏运行起来，基本上就是进入主循环之后，通过每秒调用固定次数的 update 函数，去展示游戏的内容，处理用户的操作。

除了程序的运行时的结构，还需要有的两个游戏运行的必要能力：
显示一个可供画图的窗口
检测用户的输入，如键盘按键、鼠标点击等
pygame 提供了这样的能力，因此我们可以编写一个游戏的主循环如下（可以保存为 main.py 文件中运行）：

pygame.display.set_mod() 会返回一个 Screen 类的对象，这个对象就是游戏的屏幕，所有需要显示的图形， 都会用到这个对象。在上面的例子中没有用到这个对象。从上面这个代码，你可以发现，一个游戏程序，是可以同时拥有多个画面窗口的！虽然一般来说都只是一个。
上面的程序中， while running: 这个主循环中，如果 running 变成 False 了，就退出循环，游戏就结束了。
pygame.time.Clock() 提供了一个定时器对象，通过调用 tick(60) 这个函数，输入参数 60 表示等待 60 分之一秒，这个游戏的 fps 就是 60。
pygame.event.get() 返回了当前瞬间的用户所有的操作，包括点击了关闭窗口，就是 pygame.QUIT 事件；还包括了当前键盘按键是否被按下，还是被释放；鼠标点击了哪个位置等等。
pygame.disaplay.flip() 刷新屏幕，必须要有这个调用，新的图形才会被显示到画面上。
完成了上面的代码，你就有了一个游戏最基本架子：一个游戏画面窗口，并且可以被关闭。

游戏就是电脑演出的一场戏

如果只是要显示一个图片到屏幕上，pygame 提供了一个函数，很简单就能办到：
screen.blit(image, (x,y))
其中 screen 变量，就是通过 pygame.display.set_mod() 返回的对象，代表了上面的游戏画面窗口。image 是图片对象，(x,y) 表示图片要显示的位置，用两个坐标数表示。

但是，一般的游戏都不会仅仅是显示个图片，而是需要把很多个不同的图像，按照一定的规则来显示。最常见的管理方法，就是把游戏图像分为多个“层”：
每一“层”都含有多个显示的图像
不同的“层”按照顺序，在屏幕上先后显示，形成固定的遮挡关系
譬如游戏一般会有一个背景图像，然后会有很多游戏角色，游戏角色之上，又会有一些 UI 界面的图形。pygame 为我们已经准备了处理这些问题的工具：

Sprite 类代表了一个游戏角色，背景图也可以是一个 Sprite。每个 Sprite 内部有属性定义了显示图像内容（.image）和显示的位置与大小（.rect）
Group 类代表了一组游戏角色，可以通过 Group.add(sprite) 用于存放多个 Sprite 对象，如果不想显示某个对象，用 Group.remove(sprite) 从 Group 中删除这个对象即可。Group.draw(screen) 方法把本组 Sprite 对象都显示到屏幕上。

游戏除了需要处理很多图像，还需要随着游戏进度，切换不同的场景。譬如游戏开始的标题场景，进入每一局不同的游戏等等。这些就需要我们写一些代码来进行管理。一般我们会写一个叫 Scenario 的类来代表一个场景，也就是“一幕剧”的意思。在 Unity 引擎中，叫 Level（一个关卡）。
因此一个游戏，往往由多个 Scenario 组成，而每个 Scenario 又会包含很多个 Group。为了让游戏可以在多个“关卡”（或者叫剧幕）中切换，还需要一个核心调度和管理的类，这里我叫做 Director（导演），通过对 Director 进行控制，可以让游戏切换不同的关卡。Director 对象身上，存放了 screen, events 这些游戏唯一的，用于显示、操作检测的属性，每个 Scenario 对象都可以通过 Director 对象调用这些属性，从而实现任意的游戏功能。

根据上述设计，我开发两个简单的框架类，方便后面的游戏内容的填充：
文件名为 scenario.py

有了上面的框架类，就可以把主入口程序 mian.py 简化为：
'''游戏的启动入口'''
import pygame
import scenario
import mahjong # 具体的游戏逻辑模块，下一章提供

# 初始化游戏入口
director = scenario.Director("麻将推推乐", 60, [255,255,255], [630,500])
director.change_scenario(mahjong.MainScenario()) # 开始第一个关卡
# 进入主循环
director.run()
这里的 Director 类构造器，定义了游戏窗口的标题、背景色、大小、帧率。而 change_scenario() 方法，则需要传入一个 Scenario 类的子类，通过这个子类，定义具体的游戏内容。而上面所说的主循环，关卡管理，游戏对象分层显示的代码，都可以通过 scenario.py 重复使用。在 Unity 和 Unreal 引擎中，上述功能往往也是不需要开发者自己实现的。
Scenario 类最主要的编程接口，就是 start() 方法，在切换关卡的时候，新的 Scenario 对象的 start() 方法就会被调用，用来往游戏屏幕上准备各种具体的游戏对象 Group。一旦通过 Scenario.add_group() 放上屏幕，这个 Group 里面的所有 Sprite 对象，每帧都会收到对于 update() 的调用，用以驱动游戏逻辑运行。
下一篇讲解继承 Scenario 写一个游戏关卡。