Игры на питоне примеры

Вторая часть проекта «Стрелялка с Pygame». В этот раз в игре появятся враги, от которых должен будет уклоняться игрок.

В этой серии уроков будет создана полноценная игра на языке Python с помощью библиотеки Pygame. Это будет особенно интересно начинающим программистам, которые уже знакомы с основами языка и хотят углубить знания, а также узнать, что лежит в основе создания игр.

Спрайты врагов

Пока что можно не думать о том, какими именно будут спрайты врагов. Главное, чтобы они просто отображались на экране. Можно сделать проект, в котором космический корабль будет уклоняться от метеоритов, или единорог — от пицц. Это никак не затронет код, поэтому внешний вид не столь важен на данном этапе.

Учитывая это, нужно дать спрайту врага в коде какое-то общее название. Почти идеальным именем для такого рода объектов (которые двигаются в игре) является моб (вы могли слышать это выражение раньше).

Начнем с определения свойств спрайта:

Важно определить хорошую стартовую точку для появления мобов. Не хочется, чтобы они возникали из ниоткуда, поэтому нужно просто выбрать значение, которое бы размещало объект сверху за пределами экрана (y Появление врагов

Врагов будет много, поэтому нужно создать группу mobs для них всех. Это также упростит работу с ними в дальнейшем. После этого нужно вызвать определенное количество мобов и добавить их в группы.

Должен получиться поток мобов, которые опускаются вниз по экрану:

Python входит в 5-ку самых популярных языков программирования. Он используется в самых разных областях IT, таких, как веб-разработка, машинное обучение, создание приложений и даже геймдев.

Где применяется Python

Python используется в разных областях программирования не просто так. Он прост в изучении, имеет приятный синтаксис и обладает достаточным для решения любых задач набором инструментов.

И хотя он не может потеснить Java и PHP с ведущих мест в веб-разработке, в сфере машинного обучения Python – язык номер один.

Создание приложений

Python можно использовать для разработки десктопных и мобильных приложений, для этого разработано много мощных инструментов. Однако крупные проекты зачастую не пишут только на одном Python полностью.

Python часто используется для разработки отдельных частей приложения, он позволяет создать простую систему моддинга. Благодаря высокой степени модульности, изменение одной части программы может не затрагивать другую.

Возможность встроить в Python код на С/C++ сглаживает проблему низкой скорости работы программ.

Веб-разработка

Python захватил определенную часть сферы, но не может соперничать с такими гигантами, как PHP, Java и Node.js. Для реализации серверной логики они удобнее и мощнее Python.

На Python часто создаются решения, которые имеют узкую направленность. Например, отправку документа с сайта на принтер трудно реализовать на PHP, а Python легко справляется с этой задачей.

Python проигрывает, потому что он является языком общего назначения, PHP – это инструмент, заточенный только под веб-программирование, а Java уже давно используется в вебе.

Машинное обучение

Искусственный интеллект с каждым годом становится лучше, ученые одержимы идеей создать суперкомпьютер, превосходящий человека во всем.

Python стал абсолютным лидером в этой сфере по ряду причин:

• Язык очень простой, это нравится ученым. Им не нужно тратить много времени на написание кода, вместо этого они могут сосредоточиться на проектировании ИИ.
• В Python легко встраивается код на C и C++, что позволяет использовать C-код в тех местах, где важна скорость.
• Python обзавелся достаточным количеством библиотек и фреймворков, созданных для упрощения машинного обучения.
• Гибкость языка позволяет не ограничиваться какой-то одной парадигмой разработки, программист может писать как объектно-ориентированные программы, так и процедурные.

Интересные проекты на Python

Разработок много, но не все из них можно назвать успешными, однако есть проекты, заслуживающие внимания. Рассмотрим примеры известных программ, игр и сайтов написанных на Python.

На Python написаны сотни арканоидов, платформеров и других маленьких проектов, но, чтобы оценить возможности языка, следует рассмотреть большие разработки.

Mount and Blade

Mount and blade – это RPG, у которой нет аналогов. Игрок погружается в средневековый мир, путешествует по глобальной карте, набирает армию и завоевывает себе славу и власть. Когда начинается битва, игра превращается в средневековый симулятор сражений, игрок управляет персонажем от третьего лица, у него есть несколько десятков воинов, которым можно отдавать приказы, и он должен убить всех воинов противника.

Такой системы нет ни в одной игре. Стратегия, RPG и экшн — странная, но крутая смесь. Кроме того, на поле боя может быть несколько сотен воинов, управляемых компьютером, такой масштаб впечатляет.

Все скрипты написаны на Python. Игра отлично работает на слабых машинах. Особенность Python — возможность сделать проект модульным. Энтузиасты без проблем могут сделать дополнения для игры, изменить какую-то механику, текстуры и анимации, эти изменения никак не коснутся системных файлов игры.

Battlefield

Battlefield полюбили миллионы человек. Не стоит думать, что игра полностью написана на Python. Разработчики использовали его для создания некоторых скриптов, серверной части игры и её логики.

Игра вышла в 2005 году и имела подходящие для компьютеров того времени системные требования. Использование Python позволило ускорить разработку и не повлияло на производительностью

EVE Online

Как и в случае с Battlefield, в EVE Online Python использовался для создания игровой логики и управления серверной частью игры.

Разработчики использовали улучшенную версию интерпретатора, которая называется stackless python. Так как это ММО, сервер может обрабатывать миллионы запросов, и stackless python отлично справляется с этим.

Sims 4

Sims – это самый известный симулятор жизни.

Игра была на слуху около 4 лет, освещалась на различных событиях, занимала топы и, конечно, успешно продавалась. Чтобы дать игрокам больше контента и возможностей, разработчики использовали Python для реализации игрового моддинга, что позволило без проблем расширять игру с помощью дополнительного контента.

Civilization 4

Про цивилизацию слышал каждый геймер. Это глобальная пошаговая стратегия, сочетающая в себе дипломатию, развитие и войну.

Разработчики не ограничились использованием Python для реализации каких-то частей проекта, они написали на нём практически всю игру.

Программы

BitTorrent

Популярный торрент-клиент, которым пользуются миллионы людей, был полностью написан на Python.

Примечание: 6 версия программы была переписана на C++.

Blender

Это программа для работы с 3D графикой, способная соперничать с такими гигантами, как Maya и 3DMax.

Пользователь получает возможность создавать трехмерные модели, анимацию, а также видео и игры.

Главное преимущества программы заключается в том, что она распространяется бесплатно. Blender постоянно улучшается, дополняется с помощью различных расширений, получает все больше поддержки в виде видео-уроков и обучающих статей.

Python используется для создания логики, импорта и экспорта, автоматического выполнения задач и работы инструментов.

GIMP является редактором растровой графики и, частично, векторной графики.

Он является единственной достойной заменой Adobe Photoshop в системе Linux и установлен на большинстве дистрибутивов по умолчанию.

Python использовали для создания фильтров, дополнительных модулей, некоторых скриптов.

Программа, которая использует метод интервальных повторений, чтобы пользователь мог легко запомнить нужную информацию (новые слова, формулы, ответы на тесты и другое).

Calibre

Любимое приложение каждого, кто читает много книг.

Программа позволяет просматривать, конвертировать и редактировать книги различных форматов, кроме того она поддерживает прямую работу с различными электронными книгами.

Искусственный интеллект

Python — лидер в сфере машинного обучения. Он может быть как основным языком проекта, так и использоваться в отдельных модулях.

Наиболее популярными являются ИИ, работающие с фотографиями и видео (поиск по фото, редактирование видео и фото, сопоставление различных фото и так далее). Программисты даже могут научить компьютер определять эмоциональное состояние человека по фотографии, хотя есть еще некоторые проблемы, связанные с индивидуальными особенностями мимики разных людей.

Обилие библиотек позволяет без проблем создавать ИИ, способные ориентироваться в пространстве, принимать решения, выполнять задачи, недоступные человеку.

Одним из новейших искуственных интеллектов, написанных на Python, является AlphaStar – искусственный интеллект для Starcraft 2.

Разработчики использовали PySC2 — инструменты, написанные на Python специально для SC2.

Сложность заключается в том, что компьютеру нужно делать и оценивать много вещей: разведывать противника, определять его стратегию, подстраивать свою игру под неё, принимать оптимальные решения по передвижению армии и многое другое.

AlphaStar показал поразительные результаты, он обыграл одного из лучших игроков мира.

Сайты

Для работы с сайтами используют обычно фреймворк Django, превращающий Python в язык для веб-программирования.

Google

Это самая популярная поисковая система в мире.

Каждый день через сервера Google проходит огромный объем трафика, который обрабатывается и направляется с помощью Python.

YouTube

Это сайт, где пользователи могут загружать и смотреть видеоролики.

Он известен каждому пользователю интернета и ежедневно собирает миллиарды просмотров.

Facebook

Это самая популярная социальная сеть в мире, ежедневно пользователи загружаются миллионы картинок, меняют статусы, создаются посты — всё это обрабатывается с помощью инструментов языка Python.

Instagram

Популярная социальная сеть, которая используется людьми, чтобы делится историями из жизни, фотографиями, мыслями и так далее.

Всё, что связано с картинками (поиск, постинг, просмотр) обрабатывается кодом на Python.

Потенциал Python в крупных проектах

Python часто используют для прототипирования программ, позже они переписываются на другие языки программирования. Это очень удобно, потому что разработка таких прототипов очень быстрая, также она помогает понять, как будет выглядеть программа. На другой язык проект переписывается из-за низкой скорости выполнения кода на Python.

Да, этот язык можно использовать во всех крупных проектах, как инструмент для создания прототипов, но как насчет применения в финальной версии?

Если не рассматривать машинное обучение, и брать программы, которым жизненно важна скорость выполнения, то вряд ли для Python найдется место. Однако часто практикуется гибрид разных языков, например, Python и C++. Такой подход позволяет достичь и высокой скорости разработки и высокой скорости выполнения программы. На Python пишется большая часть кода, а на C++ лишь те участки, которые сильно влияют на скорость выполнения (например, функция по обработке и передаче большого количества данных в единицу времени).

Преж­де чем мы нач­нём про­грам­ми­ро­вать что-то полез­ное на Python, давай­те зако­дим что-нибудь инте­рес­ное. Напри­мер, свою игру, где нуж­но не дать шари­ку упасть, типа Арка­но­и­да. Вы, ско­рее все­го, игра­ли в дет­стве во что-то подоб­ное, поэто­му осво­ить­ся будет про­сто.

Логика игры

Есть игро­вое поле — про­стой пря­мо­уголь­ник с твёр­ды­ми гра­ни­ца­ми. Когда шарик каса­ет­ся стен­ки или потол­ка, он отска­ки­ва­ет в дру­гую сто­ро­ну. Если он упа­дёт на пол — вы про­иг­ра­ли. Что­бы это­го не слу­чи­лось, вни­зу вдоль пола лета­ет плат­фор­ма, а вы ей управ­ля­е­те с помо­щью стре­лок. Ваша зада­ча — под­став­лять плат­фор­му под шарик как мож­но доль­ше. За каж­дое удач­ное спа­се­ние шари­ка вы полу­ча­е­те одно очко.

Алгоритм

Что­бы реа­ли­зо­вать такую логи­ку игры, нуж­но преду­смот­реть такие сце­на­рии пове­де­ния:

• игра начи­на­ет­ся;
• шарик начи­на­ет дви­гать­ся;
• если нажа­ты стрел­ки вле­во или впра­во — дви­га­ем плат­фор­му;
• если шарик кос­нул­ся сте­нок, потол­ка или плат­фор­мы — дела­ем отскок;
• если шарик кос­нул­ся плат­фор­мы — уве­ли­чи­ва­ем счёт на еди­ни­цу;
• если шарик упал на пол — выво­дим сооб­ще­ние и закан­чи­ва­ем игру.

Хит­рость в том, что всё это про­ис­хо­дит парал­лель­но и неза­ви­си­мо друг от дру­га. То есть пока шарик лета­ет, мы вполне можем дви­гать плат­фор­му, а можем и оста­вить её на месте. И когда шарик отска­ки­ва­ет от стен, это тоже не меша­ет дру­гим объ­ек­там дви­гать­ся и вза­и­мо­дей­ство­вать меж­ду собой.

Полу­ча­ет­ся, что нам нуж­но опре­де­лить три клас­са — плат­фор­му, сам шарик и счёт, и опре­де­лить, как они реа­ги­ру­ют на дей­ствия друг дру­га. Поле нам самим опре­де­лять не нуж­но — для это­го есть уже гото­вая биб­лио­те­ка. А потом в этих клас­сах мы про­пи­шем мето­ды — они как раз и будут отве­чать за пове­де­ние наших объ­ек­тов.

Весь кайф в том, что мы всё это зада­ём один раз, а потом объ­ек­ты сами раз­би­ра­ют­ся, как им реа­ги­ро­вать друг на дру­га и что делать в раз­ных ситу­а­ци­ях. Мы не про­пи­сы­ва­ем жёст­ко весь алго­ритм, а зада­ём пра­ви­ла игры — а для это­го клас­сы под­хо­дят про­сто иде­аль­но.

По коням, пишем на Python

Для это­го про­ек­та вам потре­бу­ет­ся уста­но­вить и запу­стить сре­ду Python. Как это сде­лать — читай­те в нашей ста­тье.

Начало программы

Что­бы у нас появи­лась гра­фи­ка в игре, исполь­зу­ем биб­лио­те­ку Tkinter. Она вхо­дит в набор стан­дарт­ных биб­лио­тек Python и поз­во­ля­ет рисо­вать про­стей­шие объ­ек­ты — линии, пря­мо­уголь­ни­ки, кру­ги и кра­сить их в раз­ные цве­та. Такой про­стой Paint, толь­ко для Python.

Что­бы создать окно, где будет вид­на гра­фи­ка, исполь­зу­ют класс Tk(). Он про­сто дела­ет окно, но без содер­жи­мо­го. Что­бы появи­лось содер­жи­мое, созда­ют холст — види­мую часть окна. Имен­но на нём мы будем рисо­вать нашу игру. За холст отве­ча­ет класс Canvas(), поэто­му нам нуж­но будет создать свой объ­ект из это­го клас­са и даль­ше уже рабо­тать с этим объ­ек­том.

Если мы при­ну­ди­тель­но не огра­ни­чим ско­рость плат­фор­мы, то она будет пере­ме­щать­ся мгно­вен­но, ведь ком­пью­тер счи­та­ет очень быст­ро и момен­таль­но пере­дви­нет её к дру­го­му краю. Поэто­му мы будем искус­ствен­но огра­ни­чи­вать вре­мя дви­же­ния, а для это­го нам пона­до­бит­ся модуль Time — он тоже стан­дарт­ный.

Послед­нее, что нам гло­баль­но нуж­но, — зада­вать слу­чай­ным обра­зом началь­ное поло­же­ние шари­ка и плат­фор­мы, что­бы было инте­рес­нее играть. За это отве­ча­ет модуль Random — он помо­га­ет гене­ри­ро­вать слу­чай­ные чис­ла и пере­ме­ши­вать дан­ные.

Запи­шем всё это в виде кода на Python:

Мы под­клю­чи­ли все нуж­ные биб­лио­те­ки, сде­ла­ли и настро­и­ли игро­вое поле. Теперь зай­мём­ся клас­са­ми.

Шарик

Сна­ча­ла про­го­во­рим сло­ва­ми, что нам нуж­но от шари­ка. Он дол­жен уметь:

• зада­вать своё началь­ное поло­же­ние и направ­ле­ние дви­же­ние;
• пони­мать, когда он кос­нул­ся плат­фор­мы;
• рисо­вать сам себя и пони­мать, когда нуж­но отри­со­вать себя в новом поло­же­нии (напри­мер, после отско­ка от сте­ны).

Это­го доста­точ­но, что­бы шарик жил сво­ей жиз­нью и умел вза­и­мо­дей­ство­вать с окру­жа­ю­щей сре­дой. При этом нуж­но не забыть о том, что каж­дый класс дол­жен содер­жать кон­струк­тор — код, кото­рый отве­ча­ет за созда­ние ново­го объ­ек­та. Без это­го сде­лать шарик не полу­чит­ся. Запи­шем это на Python:

Платформа

Сде­ла­ем то же самое для плат­фор­мы — сна­ча­ла опи­шем её пове­де­ние сло­ва­ми, а потом пере­ве­дём в код. Итак, вот что долж­на уметь плат­фор­ма:

• дви­гать­ся вле­во или впра­во в зави­си­мо­сти от нажа­той стрел­ки;
• пони­мать, когда игра нача­лась и мож­но дви­гать­ся.

А вот как это будет в виде кода:

Мож­но было не выде­лять счёт в отдель­ный класс и каж­дый раз обра­ба­ты­вать вруч­ную. Но здесь реаль­но про­ще сде­лать класс, задать нуж­ные мето­ды, что­бы они сами потом разо­бра­лись, что и когда делать.

От счё­та нам нуж­но толь­ко одно (кро­ме кон­струк­то­ра) — что­бы он пра­виль­но реа­ги­ро­вал на каса­ние плат­фор­мы, уве­ли­чи­вал чис­ло очков и выво­дил их на экран:

У нас всё гото­во для того, что­бы напи­сать саму игру. Мы уже про­ве­ли необ­хо­ди­мую под­го­тов­ку всех эле­мен­тов, и нам оста­ёт­ся толь­ко создать кон­крет­ные объ­ек­ты шари­ка, плат­фор­мы и счё­та и ска­зать им, в каком поряд­ке мы будем что делать.

Смысл игры в том, что­бы не уро­нить шарик. Пока это­го не про­изо­шло — всё дви­жет­ся, но как толь­ко шарик упал — нуж­но пока­зать сооб­ще­ние о кон­це игры и оста­но­вить про­грам­му.

Посмот­ри­те, как лако­нич­но выгля­дит код непо­сред­ствен­но самой игры: