《趣學Python遊戲編程》是2020年6月清華大學出版社出版的圖書，作者是何青。
基本介紹
- 中文名：趣學Python遊戲編程
- 作者：何青
- 出版時間：2020年6月1日
- 出版社：清華大學出版社
- ISBN：9787302549772
- 定價：49 元
內容簡介,圖書目錄,圖書前言,
內容簡介
本書是高校教師多年開發經驗的結晶之作，深入淺出地講解使用 Python語言進行遊戲開發，幫助讀者快速掌握遊戲設計的基本原理和方法，同時提高套用 Python語言的編程能力。 全書精選十個遊戲案例，涵蓋不同的遊戲類型，每一章圍繞一個經典遊戲案例展開，並突出一個遊戲編程的主題。本書涉及的主要知識點有遊戲循環的原理、滑鼠及鍵盤事件處理、碰撞檢測及處理、隨機數的運用、定時器的使用、遊戲場景的滾動、角色動畫的播放、音效及音樂的播放、緩動效果、遊戲關卡設計、遊戲人工智慧的原理及運用等。本書將 Python語法知識及常用的編程技巧糅合在各個遊戲案例中介紹，為讀者展示 Python語言的實際運用場景。
圖書目錄
第 1章 神奇的遊戲循環：彈跳小球 ··· 1
1.1 準備工作 ································· 1
1.1.1 選擇合適的開發工具 ············· 1
1.1.2 設定開發環境 ······················ 2
1.2 從何處開始 ······························ 3
1.2.1 創建程式視窗 ······················· 3
1.2.2 改變視窗大小和顏色 ·············· 5
1.2.3 顯示圖像 ····························· 7
1.3 建立遊戲世界 ··························· 9
1.3.1 創建遊戲場景 ······················· 9
1.3.2 創建遊戲角色 ······················10
1.4 移動小球 ································11
1.4.1 改變小球坐標·······································11
1.4.2 遊戲循環···················································································11
1.4.3 朝其他方向移動 ···················13
1.4.4 移動得快一些 ······················14
1.5 實現小球反彈 ··························14
1.5.1 檢測小球的位置 ···················14
1.5.2 將小球反彈回來 ···················15
1.6 加入更多的小球 ·······················17
1.6.1 添加兩個小球 ······················18
1.6.2 使用列表 ····························19
1.7 回顧與總結 ·····························21
第 2章用滑鼠控制遊戲：拼圖 ········24 2.1
添加圖片塊 ·····························24
2.1.1 準備圖片資源 ······················24
2.1.2 創建遊戲場景 ······················25
2.1.3 用列表管理圖片塊 ················26
2.2 打亂圖片塊 ·····························27
2.2.1 使用隨機函式 ······················27
2.2.2 將圖片塊顯示出來 ················28
2.3 移動圖片塊 ·····························30
2.3.1 處理滑鼠單擊事件 ················30
2.3.2 選取圖片塊 ·························31
2.3.3 判斷圖片塊能否移動 ·············31
2.3.4 採用模組化編程方法 ·············32
2.3.5 改變圖片塊的位置 ················33
2.3.6 減少程式的縮進層級 ·············33
2.4 實現遊戲結束 ··························34
2.4.1 檢查拼圖是否完成 ················35
2.4.2 顯示最後一張圖片 ················36
2.4.3 播放聲音效果 ······················37
2.4.4 顯示文字信息 ······················38
2.5 回顧與總結 ·····························39
第 3章遞歸函式的威力：掃雷 ········42
3.1 創建方塊陣列 ··························42
3.1.1 準備圖片資源 ······················42
3.1.2 創建遊戲場景 ······················43
3.1.3 生成方塊陣列 ······················43
3.1.4 埋設地雷 ····························45
3.2 給方塊插上旗子 ·······················46
3.2.1 使用滑鼠右鍵來操作 ·············46
3.2.2 定義函式執行插旗操作 ··········47
3.3 打開方塊 ································49
3.3.1 完善滑鼠事件處理 ················49
3.3.2 獲取周圍的方格 ···················50
3.3.3 統計地雷數量 ······················52
3.3.4 遞歸調用打開方塊函式 ··········52
3.4 判定遊戲勝負 ··························54
3.4.1 遊戲失敗的處理 ···················54
3.4.2 遊戲勝利的處理 ···················55
3.5 回顧與總結 ·····························57
第 4章用鍵盤控制遊戲：貪食蛇 ·····60
4.1 創建場景和角色 ·······················60
4.1.1 創建遊戲場景 ······················60
4.1.2 創建貪食蛇 ·························61
4.2 移動蛇頭 ································62
4.2.1 處理鍵盤按鍵事件 ················62
4.2.2 讓蛇頭持續移動 ···················63
4.2.3 另一種鍵盤控制方式 ·············64
4.2.4 延緩貪食蛇的移動 ················65
4.2.5 旋轉蛇頭的圖像 ···················66
4.2.6 使用字典類型 ······················68
4.3 添加食物 ································69
4.3.1 讓食物隨機出現 ···················69
4.3.2 讓貪食蛇“吃”食物 ·············70
4.3.3 增長貪食蛇的身體 ················71
4.4 實現遊戲結束 ··························74
4.4.1 判斷貪食蛇碰到視窗邊界 ·······74
4.4.2 判斷蛇頭碰到自己身體 ··········74
4.5 回顧與總結 ·····························76
第 5章隨機數的妙用：打字 ············79
5.1 創建一個字母氣球 ····················79
5.1.1 創建遊戲場景 ······················79
5.1.2 創建氣球角色 ······················80
5.2 添加多個氣球 ··························81
5.2.1 創建多個氣球角色 ················81
5.2.2 隨機生成氣球的坐標 ·············83
5.2.3 隨機生成氣球的速度 ·············85
5.2.4 隨機生成氣球的字母 ·············87
5.3 實現打字功能 ··························89
5.3.1 匹配字母的按鍵 ···················89
5.3.2 消除氣球 ····························89
5.3.3 修補遊戲的 Bug ···················92
5.4 完善遊戲規則 ··························94
5.4.1 添加遊戲積分 ······················94
5.4.2 實現遊戲倒計時 ···················95
5.4.3 判定遊戲結束 ······················97
5.5 回顧與總結 ·····························98
第 6章碰撞檢測及處理：打磚塊 ··· 103
6.1 創建場景及角色 ····················· 103
6.1.1 創建遊戲場景 ···················· 103
6.1.2 創建遊戲角色 ···················· 104
6.2 讓角色動起來 ························ 106
6.2.1 移動擋板 ·························· 106
6.2.2 移動小球 ·························· 107
6.3 處理角色間的碰撞 ·················· 110
6.3.1 碰撞檢測的原理 ················· 110
6.3.2 小球與擋板的碰撞 ·············· 112
6.3.3 小球與磚塊的碰撞 ·············· 114
6.4 完善遊戲規則 ························ 116
6.4.1 設定遊戲積分 ···················· 117
6.4.2 添加生命值 ······················· 117
6.4.3 實現遊戲結束 ···················· 118
6.5 回顧與總結 ··························· 120
第 7章讓遊戲更加生動： Flappy Bird ······················ 124
7.1 創建遊戲場景 ························ 124
7.1.1 設定背景圖像 ···················· 124
7.1.2 滾動背景圖像 ···················· 126
7.2 添加障礙物 ··························· 128
7.2.1 設定地面 ·························· 128
7.2.2 設定水管 ·························· 129
7.3 添加小鳥 ······························ 131
7.3.1 創建小鳥角色 ···················· 131
7.3.2 模擬重力下的飛行 ·············· 132
7.3.3 播放飛行動畫 ···················· 133
7.4 小鳥與障礙物的互動 ··············· 135
7.4.1 小鳥與地面碰撞 ················· 135
7.4.2 小鳥與水管碰撞 ················· 136
7.4.3 小鳥飛越水管 ···················· 137
7.5 設計圖形用戶界面 ·················· 139
7.5.1 顯示 GUI圖像 ··················· 139
7.5.2 單擊“開始”按鈕 ·············· 141
7.5.3 播放背景音樂 ···················· 141
7.6 回顧與總結 ··························· 142
第 8章實現複雜的移動：飛機大戰 ·························· 146
8.1 創建遊戲場景 ························ 146
8.1.1 設定背景圖像 ···················· 146
8.1.2 滾動背景圖像 ···················· 148
8.2 添加英雄戰機 ························ 148
8.2.1 控制戰機移動 ···················· 148
8.2.2 播放戰機動畫 ···················· 149
8.3 添加子彈 ······························ 151
8.3.1 實現子彈射擊 ···················· 151
8.3.2 設定增強道具 ···················· 152
8.3.3 使用三角函式計算坐標 ········ 154
8.4 添加敵機 ······························ 157
8.4.1 設定緩動效果 ···················· 157
8.4.2 敵機與子彈的互動 ·············· 160
8.4.3 敵機與戰機的互動 ·············· 161
8.5 完善遊戲效果 ························ 165
8.5.1 設定 HUD ························ 165
8.5.2 播放背景音樂 ···················· 166
8.6 回顧與總結 ··························· 167
第 9章添加多個遊戲關卡：推箱子 ····························· 173
9.1 創建場景和角色 ····················· 173
9.1.1 設定遊戲關卡 ···················· 173
9.1.2 載入遊戲關卡 ···················· 175
9.2 實現角色的互動 ····················· 177
9.2.1 控制玩家角色的移動 ··········· 177
9.2.2 處理玩家角色的碰撞 ··········· 178
9.2.3 處理箱子角色的碰撞 ··········· 179
9.3 添加新的關卡 ························ 181
9.3.1 從檔案載入關卡 ················· 181
9.3.2 切換關卡 ·························· 184
9.4 完善遊戲功能 ························ 186
9.4.1 重置關卡 ·························· 186
9.4.2 判定遊戲結束 ···················· 187
9.5 回顧與總結 ··························· 188
第 10章人工智慧的奧秘：五子棋 ···························· 193
10.1 創建棋盤和棋子 ···················· 193
10.1.1 繪製棋盤 ························ 193
10.1.2 設定棋子 ························ 195
10.2 執行走棋操作 ······················· 195
10.2.1 使用滑鼠下棋 ·················· 195
10.2.2 交換下棋雙方 ·················· 197
10.3 完善遊戲規則 ······················· 199
10.3.1 判定棋局勝負 ·················· 199
10.3.2 添加悔棋功能 ·················· 202
10.4 實現人機對弈 ······················· 203
10.4.1 遊戲中的人工智慧 ············ 203
10.4.2 讓計算機學會下棋 ············ 204
10.5 回顧與總結 ·························· 209
附錄 A 配置開發環境 ···················· 215
附錄 B Python基礎語法參考 ········· 220
圖書前言
一方面，隨著人工智慧時代的來臨，Python程式語言受到熱捧，根據 IEEE發布的《2018年最熱門的程式語言》，Python在整體排名中位居榜首。隨之而來的是對 Python學習的巨大需求，國內高校紛紛開設 Python程式設計課程，而且從 2018年 3月起， Python被納入全國計算機等級考試科目。中國小也順應時代的潮流，相繼開始進行 Python編程教學。 2018年初，浙江省出台了最新的信息技術課程改革方案， Python確定進入浙江省信息技術高考。北京和山東也將把 Python編程基礎納入信息技術課程和高考的內容體系。
另一方面，隨著近年來遊戲產業的急劇升溫，遊戲人才的缺口急劇增大，同時也催生了遊戲設計的學習需求，越來越多的人開始學習遊戲設計和編程，眾多高校先後開設了遊戲設計相關的專業及課程。然而遊戲程式設計的門檻相對來說比較高，沒有太多合適的學習工具讓新手入門。關於遊戲編程的書籍大多介紹的是專業級的開發工具（如 Unity3D、Cocos2D等），針對初學者的書籍鳳毛麟角。
本書嘗試將以上兩種需求結合起來，即通過 Python語言來介紹遊戲編程的基本原理和方法。一方面，可以為 Python語言學習者提供一個實踐的平台，通過遊戲的設計和編寫來深入理解 Python語法，以此提高讀者的實踐套用能力，進而達到融會貫通的學習效果；另一方面，為遊戲設計愛好者提供一個便捷的學習途徑，利用 Python的簡潔性來介紹遊戲設計，可以儘量排除語法層面的障礙，從而方便讀者理解及掌握遊戲編程的基本原理和實現方法。
主要內容
本書精選了十個遊戲案例進行介紹，涵蓋了不同的遊戲類型。為了讓讀者能夠“趣學”，本書挑選的都是經典而有趣的遊戲案例，同時在寫作風格上儘量做到輕鬆有趣，以便最大程度地提高讀者的學習興趣和學習效果。
書中每個遊戲案例都被賦予一個主題，內容圍繞該主題展開。具體如下：
第 1章介紹彈跳小球遊戲，主題為遊戲循環的原理。通過設定遊戲循環，實現了小球在遊戲視窗四周彈跳的效果。
第 2章介紹拼圖遊戲，主題為滑鼠事件處理。通過對滑鼠的單擊事件進行處理，實現了圖片塊的移動操作。
第 3章介紹掃雷遊戲，主題為函式的遞歸調用。通過使用遞歸函式來打開方塊，實現了方塊的自動打開操作。
第 4章介紹貪食蛇遊戲，主題為鍵盤事件處理。通過對鍵盤的按鍵事件進行處理，實現了貪食蛇的移動控制。
第 5章介紹打字遊戲，主題為隨機數的使用。通過為氣球隨機生成速度、位置及字母，展示了隨機數在遊戲設計中的奇妙作用。
第 6章介紹打磚塊遊戲，主題為碰撞檢測及處理。通過對小球與擋板及磚塊實施碰撞檢測，實現了遊戲角色之間的互動行為。
第 7章介紹 Flappy Bird遊戲，主題為場景滾動和角色動畫。通過滾動顯示場景圖像，以及為小鳥播放飛行動畫，實現了栩栩如生的遊戲畫面。
第 8章介紹飛機大戰遊戲，主題為遊戲角色的移動特效。通過為敵機設定緩動功能，實現了遊戲角色複雜多變的移動效果。
第 9章介紹推箱子遊戲，主題為遊戲關卡的設計與實現。通過為推箱子遊戲添加多個關卡，實現了遊戲關卡的設定、載入和切換。
第 10章介紹五子棋遊戲，主題為人工智慧在遊戲設計中的運用。通過為五子棋遊戲加入人工智慧算法，實現了人機對弈的功能。
本書特色
與時俱進。緊跟計算機技術及產業發展趨勢，結合遊戲開發、Python語言、人工智慧等熱點內容，充分滿足大眾對時興技術的好奇心和求知慾。
結構清晰。每一章圍繞一個經典遊戲案例展開，並將案例拆分為幾個小任務，然後分任務、分步驟地進行介紹，展示遊戲從無到有的全過程。
組織合理。內容按照由易到難的順序來組織，各章節涉及的知識點先後關聯，每一章都會介紹一些新技能，然後在後面的章節中加以運用。
注重實踐。將 Python語法知識及常用的編程技巧糅合到各個遊戲案例中，以展示 Python語言的實際運用場景，從而達到學以致用的效果。
通俗易懂。採用生動有趣的語言，細緻入微的描述，並輔以豐富翔實的圖例，充分顧及初學者及低齡讀者的閱讀習慣。
學習建議
由於本書各章節的知識點在邏輯上先後關聯，因此建議從第 1章開始，逐章節地進行學習。若實在對某個章節的案例感興趣，也可以先學習該案例，當遇到不懂之處再去前面的章中尋找答案。若讀者之前不熟悉Python 語言，則可以先看看附錄部分關於Python 基礎語法的介紹。
在學習本書的過程中，建議跟隨著書本將代碼親手編寫一遍。對於每個遊戲案例的各個小任務，可以先試著自己動手實現，若遇到問題再參考書中的解決辦法。而對於書中給出的練習，也希望讀者能夠認真地加以思考和解決。“紙上學來終覺淺，絕知此事要躬行”，若想真正提高編程能力，除了多動手實踐沒有其他捷徑。
適用讀者
本書客群面很廣，不僅適用於大學生、青少年，還包括社會大眾，甚至中小學生，用來滿足其學習遊戲設計的需求，以及提高Python 編程水平的需求。
若您對以下幾個問題之一持肯定的答案，那么本書便適合您閱讀。
您對電腦程式設計感興趣嗎？
您希望學習Python 程式語言嗎？
若您有一定的Python 基礎，希望進一步提高編程能力嗎？
您想了解經典的小遊戲是如何設計編寫的嗎？
您希望學習遊戲編程技術來製作自己的遊戲嗎？
技術支持
由於作者水平有限，書中難免存在一些疏漏，敬請廣大讀者批評指正。對本書有任何疑問，可以通過清華大學出版社網站（www.tup.com.cn）與編輯溝通。
感謝家人、朋友及同事在本書的寫作過程中給予的支持和關心，特別要感謝我可愛的女兒，作為最早接觸書中遊戲案例的人，她在樂此不疲地玩這些遊戲的同時，也替我完成了大部分的測試工作。
作 者
於白馬湖畔
