pygame-KidsCanCode系列jumpy-part17-mask-collide碰撞检测

这节我们研究下pygame的几种碰撞检测模式：

如上图，左侧是默认的检测模式：基于矩形的检测(这也是性能最好的模式), 右侧是基于圆形的检测(性能略差于矩形检测)。

矩形检测法虽然性能好，但是缺点也很明显：检测不准确，上图中"飞机与目标"从视觉上看，根本没碰到。

为了改进，pygame给这二种模式，新增了xxx_ratio的方法，允许指定检测时，指定二个目标的叠加程度，只有达到指定的叠加值，才认为是真正碰撞到了，参考下图：

注：ratio的值越大，表示叠加的部分越少！

我们写一个小程序来测试一下：

 import pygame
 from os import path
 from xml.dom.minidom import parse

 SIZE = (WIDTH, HEIGHT) = (265, 320)
 FPS = 45

 BLACK = 0, 0, 0
 WHITE = 255, 255, 255

 pygame.init()
 pygame.mixer.init()

 screen = pygame.display.set_mode(SIZE)
 pygame.display.set_caption("My Game")
 clock = pygame.time.Clock()

 spritesheet_image_file_name = path.join(path.dirname(__file__), "../img/spritesheet_jumper.png")
 spritesheet_xml_file_name = path.join(path.dirname(__file__), "../img/spritesheet_jumper.xml")
 spritesheet_image = pygame.image.load(spritesheet_image_file_name)
 spritesheet_image.set_colorkey(BLACK)
 spritesheet_dom_tree = parse(spritesheet_xml_file_name)
 root_textures = spritesheet_dom_tree.documentElement
 sub_textures = root_textures.getElementsByTagName("SubTexture")
 dic_image = {}

 def get_image_rect(img_name):
     if dic_image.get(img_name):
         return dic_image[img_name]
     for texture in sub_textures:
         name = texture.getAttribute("name")
         if img_name == name:
             dic_image[img_name] = pygame.Rect(
                 int(texture.getAttribute("x")),
                 int(texture.getAttribute("y")),
                 int(texture.getAttribute("width")),
                 int(texture.getAttribute("height"))
             )
             return dic_image[img_name]

 def get_image(img_name):
     rect = get_image_rect(img_name);
     image = pygame.Surface((rect.width, rect.height))
     image.blit(spritesheet_image, (0, 0), rect)
     image.set_colorkey(BLACK)
     return image

 class Demo(pygame.sprite.Sprite):
     def __init__(self, image, pos):
         pygame.sprite.Sprite.__init__(self)
         self.image = image
         self.rect = self.image.get_rect()
         self.rect.x = pos[0]
         self.rect.y = pos[1]

 running = True
 pos1 = (20, 5)
 pos2 = (125, 110)

 demo1 = Demo(get_image("bunny1_walk1.png"), pos1)
 demo2 = Demo(get_image("bunny2_stand.png"), pos2)

 all_sprites = pygame.sprite.LayeredUpdates()
 all_sprites.add(demo1, layer=2)
 all_sprites.add(demo2, layer=1)

 group2 = pygame.sprite.Group()
 group2.add(demo2)

 while running:
     clock.tick(FPS)

     for event in pygame.event.get():
         if event.type == pygame.QUIT:
             running = False
         if event.type == pygame.KEYDOWN:
             if event.key == pygame.K_LEFT:
                 demo1.rect.x += -3
             if event.key == pygame.K_RIGHT:
                 demo1.rect.x += 3
             if event.key == pygame.K_UP:
                 demo1.rect.y += -3
             if event.key == pygame.K_DOWN:
                 demo1.rect.y += 3

     screen.fill(BLACK)

     all_sprites.draw(screen)

     pygame.draw.rect(screen, (0, 255, 0), demo2.rect, 1)
     pygame.draw.rect(screen, (255, 0, 0), demo1.rect, 1)

     font = pygame.font.SysFont("Menlo", 25, True)

     # 默认的检测模式(rect)
     if pygame.sprite.spritecollide(demo1, group2, False):
         pos_txt = font.render("hit:true", 1, (255, 255, 128))
     else:
         pos_txt = font.render("hit:false", 1, (255, 255, 128))
     screen.blit(pos_txt, (150, 10))

     pygame.display.update()

 pygame.quit()

这是默认的Rect检测模式。把100行换成：

    # 矩形检测（至少要重叠1-0.7=30%才算发生了碰撞）
    if pygame.sprite.spritecollide(demo1, group2, False, pygame.sprite.collide_rect_ratio(0.7)):

再看下效果：

继续，换成圆形检测试下：

    # 圆形检测（至少要重叠1-0.7=30%才算发生了碰撞）
    if pygame.sprite.spritecollide(demo1, group2, False, pygame.sprite.collide_circle_ratio(0.7)):

那么，有没有一种方法能做到精确检测呢？当然有，有一种基于mask(在绘图软件中，也称为遮罩或蒙版)的检测方法，类似把背景去掉后，像素级的碰撞检测，当然性能也是最差的。

首先要在Sprite的类上，指定mask:

 class Demo(pygame.sprite.Sprite):
     def __init__(self, image, pos):
         pygame.sprite.Sprite.__init__(self)
         self.image = image
         self.rect = self.image.get_rect()
         self.rect.x = pos[0]
         self.rect.y = pos[1]
         #指定蒙版
         self.mask = pygame.mask.from_surface(self.image)

然后把检测代码改成：

    # 基于mask的检测
    if pygame.sprite.spritecollide(demo1, group2, False, pygame.sprite.collide_mask):

好了，利用上面学到的知识，把上节的遗留问题："player与enemy的碰撞检测不准确" 解决一下，效果如下：

优化前	优化后

源码示例：https://github.com/yjmyzz/kids-can-code/tree/master/part_17