【python游戏编程之旅】第六篇---pygame中的Sprite（精灵）模块和加载动画

本系列博客介绍以python+pygame库进行小游戏的开发。有写的不对之处还望各位海涵。

直到现在我们已经学了很多pygame基础知识了，从这篇博客开始我们将会学习pygame中高级部分，更多和精灵模块，冲突检测相关的知识。

一、Sprite模块、sprite对象

在pygame.sprite模块里面包含了一个名为Sprite类，他是pygame本身自带的一个精灵。但是这个类的功能比较少，因此我们新建一个类对其继承，在sprite类的基础上丰富，以方便我们的使用。

首先来了解一下如何使用sprite类来加载动画吧。

1、精灵序列图

将要加载的动画帧放在一个精灵序列图里面，然后在程序里面调用它。pygame会自动更新动画帧，这样一个动态的图像就会展现在我们面前了。

下面是一个典型的精灵序列图：行和列的索引都是从0开始的。

2、加载精灵图序列：

在加载一个精灵图序列的时候，我们需要告知程序一帧的大小，（传入帧的宽度和高度，文件名）。

除此之外，还需要告诉精灵类，精灵序列图里面有多少列。load函数可以加载一个精灵序列图。

def load(self, filename, width, height, columns):
        self.master_image = pygame.image.load(filename).convert_alpha()
        self.frame_width = width
        self.frame_height = height
        self.rect = 0,0,width,height
        self.columns = columns

3.更新帧

一个循环动画通常是这样工作的：从第一帧不断的加载直到最后一帧，然后在折返回第一帧，并不断重复这个操作。

self.frame += 1
            if self.frame > self.last_frame:
                self.frame = self.first_frame
            self.last_time = current_time

但是如果只是这样做的话，程序会一股脑地将动画播放完了，我们想让它根据时间间隔一张一张的播放，因此加入定时的代码。

pygame中的time模块有一个get_ticks()方法可以满足定时的需要。

ticks = pygame.time.get_ticks()

然后将ticks变量传递给sprite的update函数，这样就可以轻松让动画按照帧速率来播放了。哦，帧速率还没有设置，咱们现在设置一下帧速率。

启动一个定时器，然后调用tick（num）函数就可以让游戏以num帧来运行了。

framerate = pygame.time.Clock()
framerate.tick(60)

4、绘制帧

sprite.draw()方法是用来绘制帧的，但是这个函数是由精灵来自动调用的，我们没有办法重写它，因此需要在update函数里面做一些工作。

首先需要计算单个帧左上角的x，y位置值（x表示列编号，y表示行编号）：

frame_x = (self.frame % self.columns) * self.frame_width
#用帧数目除以行数，然后在乘上帧的高度
frame_y = (self.frame // self.columns) * self.frame_height

然后将计算好的x，y值传递给位置rect属性。

frame_x = (self.frame % self.columns) * self.frame_width
frame_y = (self.frame // self.columns) * self.frame_height
rect = ( frame_x, frame_y, self.frame_width, self.frame_height )
self.image = self.master_image.subsurface(rect)

5、精灵组

当程序中有大量的实体的时候，操作这些实体将会是一件相当麻烦的事，那么有没有什么容器可以将这些精灵放在一起统一管理呢？答案就是精灵组。

pygame使用精灵组来管理精灵的绘制和更新，精灵组是一个简单的容器。

使用pygame.sprite.Group()函数可以创建一个精灵组：

group = pygame.sprite.Group()
group.add(sprite_one)

精灵组也有update和draw函数：

group.update()
group.draw()

二、自定义的精灵类

好了，通过前面的学习，我们已经了解了一些精灵的知识了，现在我们将前面说到的方法封装成一个自定义的类，以方便我们的调用，这个类继承自pygame.sprite.Sprite：

 class MySprite(pygame.sprite.Sprite):
     def __init__(self, target):
         pygame.sprite.Sprite.__init__(self) #基类的init方法
         self.target_surface = target
         self.image = None
         self.master_image = None
         self.rect = None
         self.topleft = 0,0
         self.frame = 0
         self.old_frame = -1
         self.frame_width = 1
         self.frame_height = 1
         self.first_frame = 0
         self.last_frame = 0
         self.columns = 1
         self.last_time = 0

     def load(self, filename, width, height, columns):
         self.master_image = pygame.image.load(filename).convert_alpha()
         self.frame_width = width
         self.frame_height = height
         self.rect = 0,0,width,height
         self.columns = columns
         rect = self.master_image.get_rect()
         self.last_frame = (rect.width // width) * (rect.height // height) - 1

     def update(self, current_time, rate=60):
         #更新动画帧
         if current_time > self.last_time + rate:
             self.frame += 1
             if self.frame > self.last_frame:
                 self.frame = self.first_frame
             self.last_time = current_time

         if self.frame != self.old_frame:
             frame_x = (self.frame % self.columns) * self.frame_width
             frame_y = (self.frame // self.columns) * self.frame_height
             rect = ( frame_x, frame_y, self.frame_width, self.frame_height )
             self.image = self.master_image.subsurface(rect)
             self.old_frame = self.frame

好了现在我们写一个小程序来测试一下这个类的性能怎么样。

这里我用ps制作了一个简单的精灵序列图，咱们就用这个萌萌的嗷大喵好了：

代码：

import pygame
from pygame.locals import *

class MySprite(pygame.sprite.Sprite):
    def __init__(self, target):
        pygame.sprite.Sprite.__init__(self)
        self.target_surface = target
        self.image = None
        self.master_image = None
        self.rect = None
        self.topleft = 0,0
        self.frame = 0
        self.old_frame = -1
        self.frame_width = 1
        self.frame_height = 1
        self.first_frame = 0
        self.last_frame = 0
        self.columns = 1
        self.last_time = 0

    def load(self, filename, width, height, columns):
        self.master_image = pygame.image.load(filename).convert_alpha()
        self.frame_width = width
        self.frame_height = height
        self.rect = 0,0,width,height
        self.columns = columns
        rect = self.master_image.get_rect()
        self.last_frame = (rect.width // width) * (rect.height // height) - 1

    def update(self, current_time, rate=60):
        if current_time > self.last_time + rate:
            self.frame += 1
            if self.frame > self.last_frame:
                self.frame = self.first_frame
            self.last_time = current_time

        if self.frame != self.old_frame:
            frame_x = (self.frame % self.columns) * self.frame_width
            frame_y = (self.frame // self.columns) * self.frame_height
            rect = ( frame_x, frame_y, self.frame_width, self.frame_height )
            self.image = self.master_image.subsurface(rect)
            self.old_frame = self.frame

pygame.init()
screen = pygame.display.set_mode((800,600),0,32)
pygame.display.set_caption("精灵类测试")
font = pygame.font.Font(None, 18)
framerate = pygame.time.Clock()

cat = MySprite(screen)
cat.load("sprite.png", 100, 100, 4)
group = pygame.sprite.Group()
group.add(cat)

while True:
    framerate.tick(30)
    ticks = pygame.time.get_ticks()

    for event in pygame.event.get():
        if event.type == pygame.QUIT:
            pygame.quit()
            exit()
    key = pygame.key.get_pressed()
    if key[pygame.K_ESCAPE]:
        exit()

    screen.fill((0,0,100))

    group.update(ticks)
    group.draw(screen)
    pygame.display.update()

效果图：萌萌的嗷大喵跃然于屏幕上。看起来功能还不错的说。

大家也可以制作一些自己喜欢的精灵序列图，然后加载并查看他们的效果。

关于精灵与精灵之间的冲突检测，精灵与组之间的碰撞检测，我们将会放在下个博客一起学习。