Фреймворки для создания игр python
В игровом мире доступно множество популярных игр, которые были разработаны с использованием фреймворков Python и его библиотек, например, Battlefield 2, Pirates of the Caribbean и многие другие. Большинство разработчиков используют язык Python вместо других языков программирования из-за его функциональных возможностей и надстроек. С развитием индустрии разработки игр программирование на Python стало исключительным выбором разработчиков для быстрого прототипирования видеоигр.
В этой статье мы обсудим 10 лучших фреймворков Python, которые используются для разработки игр:
- Pygame
- PyKyra
- Pyglet
- PyOpenGL
- Kivy
- Panda3D
- Python – Ogre
- Ren’Py
- Cocos2d
- Soya3D
12. MorePath
MorePath предоставляет важную функцию: автоматически преобразует определенные пути в платформе в ссылки для создания приложений с наиболее чистыми URL-адресами.
Ключевые особенности Morepath:
- Он предоставляет простые, гибкие и надежные разрешения.
- Позволяет создавать общий пользовательский интерфейс так же просто, как выделить подклассы.
- Все представления являются общими, повторно используются.
- Предлагает все необходимые инструменты для разработки веб-сервисов RESTful.
- Можно расширять с помощью простого, связного и универсального механизма расширения и отмены.
Контроль FPS
Пока что нечего поместить в раздел Update (обновление), но нужно убедиться, что настройка FPS контролирует скорость игры. Это можно сделать следующим образом:
Команда tick() просит pygame определить, сколько занимает цикл, а затем сделать паузу, чтобы цикл (целый кадр) длился нужно время. Если задать значение FPS 30, это значит, что длина одного кадра — 1/30, то есть 0,03 секунды. Если цикл кода (обновление, рендеринг и прочее) занимает 0,01 секунды, тогда pygame сделает паузу на 0,02 секунды.
Наконец, нужно убедиться, что когда игровой цикл завершается, окно игры закрывается. Для этого нужно поместить функцию pygame.quit() в конце кода. Финальный шаблон pygame будет выглядеть вот так:
Ура! У вас есть рабочий шаблон Pygame. Сохраните его в файле с понятным названием, например, pygame_template.py , чтобы можно было использовать его каждый раз при создании нового проекта pygame.
В следующем руководстве этот шаблон будет использован как отправная точка для изучения процесса отрисовки объектов на экране и их движения.
Разработка игр на Python — это не только PyGame, Tower Defense и платформеры, а это и DOOM, и MMORPG, и симуляторы свиданий/отношений, и визуальные новеллы, и конкурсы DARPA, и моделирование вселенной, и автотрекинг низкоорбитальных спутников.
Под катом список 9 библиотек для разработки игр и полезные гайды к каждой библиотеке.
7. Python-Ogre
Python – Orge – это фреймворк, используемый для разработки игр, также известный как PyOrge. Он написан на языке C ++, связывающем библиотеку Python для движка Orge 3d. Этот фреймворк является кроссплатформенным, отличается гибкостью и быстротой. Он поддерживает замечательный набор функций, который использовался для разработки увлекательных игр.
Фреймворк PyOrge фактически состоит из двух библиотек, называемых Orge3D и CEGUi. Orge3s – это движок 3D-рендеринга, а CEGUi – это система встроенного графического пользовательского интерфейса(GUI).
Orge применяется для разработки сцен и создания всей графики, которую пользователь хочет импортировать в игру. Фреймворк PyOrge используется для версий, разработанных до версии Orge v1.05. После этого доступно множество других модулей.
Программное обеспечение Orge также содержит скрипты Python для импорта данных из Blender в Orge. Эта структура упрощает для пользователя создание ресурсов в Blender для своей игры и может импортировать данные в Orge. В этой структуре также доступны другие формы экспортеров.
11. Sanic
Ключевые особенности Sanic:
- Представления на основе классов.
- Подключаемая опора.
- Возможность чтения и записи файлов cookie.
- Позволяет вести различные типы журналов, например журналы ошибок и журналы доступа.
- Наличие обработчиков с удобной поддержкой декораторов.
14. Pylons
Фреймворк Pylons – это полнофункциональный фреймворк с открытым исходным кодом, предназначенный для быстрой разработки приложений. Этот фреймворк включает в себя одни из лучших элементов и свойств Perl, Python и Ruby.
Он доступен в режиме обслуживания, и многие разработчики используют фреймворк Pylons, поскольку он обеспечивает очень гибкую структуру веб-разработки. Он способствует повторному использованию и использует WSGI (интерфейс шлюза веб-сервера).
Ключевые особенности Pylons:
- Маршруты.
- Отправляет URL-адреса.
- Сопоставление URL-адресов на основе конфигурации маршрутов через WebHelpers.
- Обеспечивает проверку и создание HTML-форм.
Класс GameObject
GameObject представляет собой визуальный объект, знающий о том, как себя рендерить, сохранять свои границы и перемещаться. В Pygame есть и класс Sprite, исполняющий похожую роль, но в этом туториале я хочу показать вам, как всё работает на низком уровне, а не полагаться слишком активно на готовую магию. Вот как выглядит класс GameObject:
GameObject предназначен для того, чтобы быть базовым классом для других объектов. Он непосредственно раскрывает множество свойств его прямоугольника self.bounds, а в своём методе update() он перемещает объект в соответствии с его текущей скоростью. Он ничего не делает в своём методе draw() , который должен быть переопределён подклассами.
3. Pyglet
Pyglet – это мощная библиотека Python, которая представляет собой кроссплатформенный оконный и мультимедийный фреймворк с открытым исходным кодом. Используется для разработки игр и многих других визуально насыщенных приложений и программного обеспечения в операционных системах Windows, Linux и Mac OS X.
Pyglet – это библиотека языка Python, которая поддерживает пользовательский интерфейс, используемый для обработки событий, графики OpenGL, джойстиков, загрузки видео и изображений, работы с окнами, воспроизведения звуков и музыки. Библиотека Pyglet работает только под управлением Python 3.5 или более поздней версии Python. Она также работает с другими интерпретаторами Python, такими как Pypy.
Pyglet позволяет использовать его как для проектов с открытым исходным кодом, так и для коммерческих проектов и разработок с небольшими ограничениями.
Особенности библиотеки Pyglet:
- Имеет портативное собственное оконное управление.
- Эта библиотека также имеет встроенную поддержку изображений и аудио.
- Библиотека Pyglet не требует никаких требований к установке, а также не имеет внешних зависимостей.
Структура папок и файлов
Pipfile и Pipfile.lock — это современный способ управления зависимостями в Python. Папка images содержит изображения, используемые игрой (в нашей версии будет только фоновое изображение), а в папке sound_effects directory лежат короткие звуковые клипы, используемые (как можно догадаться) в качестве звуковых эффектов.
Файлы ball.py, paddle.py и brick.py содержат код, относящийся к каждому из этих объектов Breakout. Подробнее я рассмотрю их в следующих частях туториала. Файл text_object.py содержит код отображения текста на экране, а в файле background.py содержится игровая логика Breakout.
Однако существует несколько модулей, создающих произвольный «скелет» общего назначения. Определённые в них классы можно будет использовать в других играх на основе Pygame.
ИИ (искусственный интеллект)
Во многих играх мы сражаемся с компьютерными противниками, или в них есть враги, пытающиеся нас убить. Часто они ведут себя в игровом мире так, как будто обладают разумом.
Например, враги преследуют игрока и знают о его местоположении. В Breakout нет никакого ИИ. Игрок сражается с холодными и твёрдыми кирпичами. Однако ИИ в играх часто очень прост и всего лишь следует простым (или сложным) правилам, обеспечивающим псевдоразумные результаты.
4. Dash
Это микро-фреймворк на основе Python, который используется для разработки аналитических веб-приложений и популярен среди специалистов по данным. Он подходит для тех специалистов по данным, которые мало разбираются в механике веб-разработки.
ReactJS используется для рендеринга интерфейса. Мы можем расширить возможности Dash с помощью плагинов Flask. Приложения, разработанные с использованием Dash, отображаются в веб-браузере и могут быть развернуты на сервере. Эти приложения кроссплатформенны и готовы к работе с мобильными устройствами.
Ключевые особенности Dash:
- Имеется обширная поддержка плагинов.
- Работает с процедурой URL(сервер разработки Dash).
- Поддерживает высокую степень настройки.
- Может эффективно обрабатывать ошибки.
- Интеграция LDAP(сервер разработки Dash).
- Для создания приложений Dash требуется меньше кода.
5. Falcon
Falcon широко используется в таких крупных организациях, как LinkedIn, OpenStack и RackSpace. Он может обрабатывать больше запросов на одном и том же оборудовании, чем все его современники. Эта структура ориентирована на 100% покрытие кода.
Ключевые особенности Falcon:
Заключение
В этом руководстве мы упомянули все основные фреймворки Python, которые относятся к различным категориям. Разработчик может выбрать любой в соответствии с требованиями проекта.
9. Cocos2d
Cocos 2D – это среда Python, которая используется для разработки игр, приложений, программного обеспечения и многих других интерактивных программ, основанных на кроссплатформенном графическом интерфейсе пользователя(GUI). Этот фреймворк основан на программном обеспечении с открытым исходным кодом.
Cocos 2d – это большое семейство, которое включает Cococs2D – x, Cocos2D – XNA и Ccos2D – JS. Этот фреймворк написан на языке программирования C ++. Он имеет тонкий слой зависимости от платформы, который можно использовать для создания игр, приложений и программного обеспечения. Cococs2D – JS – это версия движка на JavaScript, которая поддерживает полную функциональность Cocos2D – x, включая набор упрощенных API.
13. Picnic
Это объектно-ориентированный микрофреймворк, используемый для разработки API-интерфейсов на основе JSON. Этот фреймворк оптимизирован для API на основе JSON, который может удерживать позицию среди лучших фреймворков Python, поскольку он создает самые быстрые веб-API.
Ключевые особенности Picnic:
- Поддерживает файлы cookie.
- Обработка маршрутизации.
- Имеет встроенную обработку ошибок.
- Способен обрабатывать запросы на основе JSON.
18. Hug
Эта микрофреймворк используется для разработки и создания веб-API. Он потребляет ресурсы, когда это необходимо, и использует Cython для компиляции, и этот фреймворк позволяет нам очень легко и быстро завершить разработку приложения.
Ключевые особенности Hug:
- Поддержка автоматической документации.
- Встроенное управление версиями.
- Следует принципу «после реализации можно использовать где угодно».
Установка Pygame
Введите pip install pygame , чтобы установить фреймворк. Если вам нужно что-то ещё, то следуйте инструкциям из раздела Getting Started в Wiki проекта. Если у вас, как и у меня, macOS Sierra, то могут возникнуть проблемы. Мне удалось установить Pygame без сложностей, и код работает отлично, но окно игры никогда не появляется.
Это станет серьёзным препятствием при запуске игры. В конце концов мне пришлось запускать её в Windows внутри VirtualBox VM. Надеюсь, ко времени прочтения этой статьи проблема будет решена.
Обновление состояния
Сердце любой игры — это её состояние: всё то, что она отслеживает и отрисовывает на экране. В случае Breakout к состоянию относятся положение всех кирпичей, позиция и скорость мяча, положение ракетки, а также жизни и очки.
Существует также вспомогательное состояние, позволяющее управлять игрой:
- Отображается ли сейчас меню?
- Закончена ли игра?
- Победил ли игрок?
1. Pygame
PyGame – это библиотека с открытым исходным кодом, которая используется для создания игр на Python, разработанных с использованием исключительной библиотеки SDL. Эта библиотека есть на языках C, Python, Native и OpenGL.
Pygame позволяет пользователю создавать полнофункциональные игры и мультимедийные программы. Библиотека очень портативна и может работать в любой операционной системе и на любой платформе.
Особенности библиотеки pygame для python:
- В библиотеку легко входят многоядерные процессоры.
- Используются оптимизированные коды C и Assemble для основных функций.
- Pygame очень проста и портативна.
- Может работать очень мало строк кода.
Игровая физика
В большинстве игр симулируется физическое окружение. В Breakout мяч отскакивает от объектов и имеет очень приблизительную систему физики твёрдого тела (если это можно так назвать).
В более сложных играх могут использоваться более изощрённые и реалистичные физические системы (особенно в 3D-играх). Стоит также отметить, что в некоторых играх, например, в карточных, физики почти нет, и это совершенно нормально.
Архитектура игры
Играм нужно управлять кучей информации и выполнять почти одинаковые операции со множеством объектов. Breakout — это небольшая игра, однако попытка управлять всем в одном файле может оказаться слишком утомительной. Поэтому я решил создать файловую структуру и архитектуру, которая подойдёт и для гораздо более крупных игр.
Класс Game
Класс Game — это ядро игры. Он выполняется в основном цикле. В нём есть множество полезных возможностей. Давайте разберём его метод за методом.
Метод __init__() инициализирует сам Pygame, систему шрифтов и звуковой микшер. Три разных вызова нужны, так как не во всякой игре на Pygame используются все компоненты, поэтому можно контролировать подсистемы, которые мы используем, и инициализировать только нужные с соответствующими параметрами. Метод создаёт фоновое изображение, основную поверхность (на которой всё отрисовывается) и игровой таймер с правильной частотой кадров.
Элемент self.objects хранит все игровые объекты, которые должны рендериться и обновляться. Различные обработчики управляют списками функций-обработчиков, которые должны выполняться при определённых событиях.
Методы update() и draw() очень просты. Они обходят все управляемые игровые объекты и вызывают соответствующие им методы. Если два объекта накладываются друг на друга на экране, то порядок списка объектов определяет, какой из них будет рендериться первым, а остальные будут частично или полностью его перекрывать.
Метод handle_events() слушает события, генерируемые Pygame, такие как события клавиш и мыши. Для каждого события он вызывает все функции-обработчики, которые должны обрабатывать события соответствующих типов.
Наконец, метод run() выполняет основной цикл. Он выполняется до тех пор, пока элемент game_over не принимает значение True. В каждой итерации он рендерит фоновое изображение и вызывает по порядку методы handle_events() , update() и draw() .
Затем он обновляет экран, то есть записывает на физический дисплей всё содержимое, которое было отрендерено на текущей итерации. И последнее, но не менее важное — он вызывает метод clock.tick() для управления тем, когда будет вызвана следующая итерация.
2. CherryPy
CherryPy – это объектно-ориентированная микросхема с открытым исходным кодом. Он следует минималистичному подходу. Это один из старейших фреймворков Python, представленных в 2002 году. Для работы cherryPy нам не нужно устанавливать сервер apache. Этот фреймворк позволяет нам использовать любую технологию для доступа к данным, используя шаблоны в Cetera.
Ключевые особенности CherryPy:
- Имеет подключаемую маршрутизацию.
- Дает возможность эффективно построить вид.
- Сигналы.
- Поддерживает как серверные WebSockets, так и клиентские WebSockets, без необходимости обратного вызова.
- Поддерживает промежуточное программное обеспечение.
Жизни, очки и уровни
В большинстве игр игрок имеет определённое количество жизней, и когда они заканчиваются, игра завершается. Также в играх часто присутствуют очки, позволяющие понять, насколько хорошо мы играем, и дающие мотивацию к самосовершенствованию или просто хвастаться друзьям своими рекордами. Во многих играх есть уровни, которые или совершенно отличаются, или постепенно увеличивают сложность.
Краткое введение в программирование игр
Главное в играх — перемещение пикселей на экране и издаваемый шум. Почти во всех видеоиграх есть эти элементы. В этой статье мы не будем рассматривать клиент-серверные и многопользовательские игры, для которых требуется много сетевого программирования.
PyOgre
PyOgre — привязка для 3д-рендерингового движка Ogre 3D для разработки игр и симуляций. Отлично подходит для новичков и быстрого прототипирования 3д-игр с простотой Python.
19. CubicWeb
Cubic Web – это полнофункциональный фреймворк, разработанный и курируемый Logilab, это бесплатный семантический веб-фреймворк с открытым исходным кодом, основанный на Python. Cubic Web основан на модели данных, и для разработки функционального приложения требуется, чтобы она была определена. Cubic Web использует куб, в то время как другое приложение использует отдельные представления и модели.
Ключевые особенности Cubic Web:
- Поддержка нескольких баз данных.
- Безопасность.
- Многоразовые компоненты.
- Упрощает запросы, связанные с данными, с помощью RQL.
- OWL (язык веб-онтологий).
15. Pyramid
Pyramid – это полнофункциональный веб-фреймворк с открытым исходным кодом, который призван максимально снизить сложность. Одним из лучших преимуществ Pyramid является то, что он может одинаково хорошо работать как с небольшими, так и с крупномасштабными приложениями. Pyramid регулярно обновляется разработчиками и работает на Python 3. Текущая версия Pyramids – 1.10, и это десятое обновление с 2010 года.
Ключевые особенности Pyramid:
- Генерация URL.
- Однофайловые приложения.
- Имеет гибкую аутентификацию и авторизацию.
- Просмотр предикатов и множество представлений для каждого маршрута.
- Рендеры.
- Предикаты.
- Шаблоны и спецификация активов.
- Декораторы функций.
Знакомство с Pygame
Прежде чем приступить к реализации игры, давайте немного узнаем о Pygame, который возьмёт на себя большую часть работы.
5. Kivy
Библиотека Kivy разработана с использованием новых пользовательских интерфейсов, например, приложений с поддержкой мультитач. Библиотека Kivy используется для быстрой разработки приложений и программного обеспечения.
Эта платформа работает на Windows, Android, Raspberry Pi, Linux, OS X и iOS. Естественно, она может использовать множество входов, устройств и протоколов, таких как Mac OS X Trackpad и Magic Mouse, Mtdev, WM_Touch, WM_Pen, ядро Linux HID и TUIO. Библиотека Kivy – это ускоренный графический процессор(GPU). Имеет более 20 виджетов, которые можно легко расширять.
Библиотека Kivy бесплатна для использования по лицензии MIT, начиная с версии 1.7.2, и LGPL 3 для предыдущих версий. Инструментарий этой библиотеки официально разработан, и пользователи могут использовать его в рыночном продукте.
Эта структура очень стабильна в использовании и имеет полностью документированный API, а также руководство по программированию, которое поможет пользователям начать ее использовать.
Типы фреймворков Python
Существуют следующие три основных типа.
1. Фреймворк Full-Stack
Эти фреймворки соответствуют всем требованиям веб-разработки, таким как генераторы форм, проверка форм и макеты шаблонов. Это основные функции типичной полнофункциональной платформы.
Микро-фреймворки требуют большого количества кода и дополнительных требований, вносимых вручную. Этот вид фреймворка не предоставляет возможности уровня абстракции данных, проверки формы и конкретных инструментов и библиотек.
3. Фреймворки асинхронной структуры
В последнее время набирают популярность асинхронные фреймворки, позволяющие обрабатывать большой набор одновременных подключений. Они использует библиотеку asyncio для одновременного запуска процесса.
2. PyKyra
Самый быстрый фреймворк языка Python – PyKyra, который используется для разработки игр. Фреймворк PyKyra основан на программной и документальной локализации(SDL) и движке kyra. Помимо таких стандартных функций, эта структура языка Python также поддерживает видео и звуки MPEG, такие как MP3, WAV, Ogg Vorbis, прямое чтение изображений и многое другое.
- Фреймворк Pykyra разработан для поддержки боковых симметричных переводов и переводов сверху вниз.
- В Pykyra пользователь может разделить экран на представления подокна, и каждое представление подокна имеет собственное преобразование объекта.
- Движок Kyra быстр и обладает специальными кодированными алгоритмами, используемыми для рендеринга обновлений.
- Этот фреймворк включает хорошо продвинутые инструменты, такие как редактор спрайтов и кодировщик.
- Движок kyra также поддерживает объединение альфа-значений и преобразование цвета.
- Все объекты в этой структуре встроены в регулируемую иерархию.
- Pykyra также имеет функцию, с помощью которой сложные объекты можно указывать вверх и вниз всякий раз, когда они нарисованы или сопоставлены в предварительно кэшированной форме.
1. Bottle
Это микрофреймворк, который создает единый источник файла для каждого разрабатываемого приложения, использующего его. Этот фреймворк в первую очередь ориентирован на разработку API-интерфейсов и является одним из лучших веб-фреймворков Python. Bottle не требует других зависимостей для создания небольших веб-приложений. Он позволяет разработчику работать в тесном контакте с оборудованием и является наиболее подходящей средой для создания небольших приложений и упрощенных приложений для личного пользования.
Ключевые особенности Bottle:
Игровой цикл
В сердце каждой игры лежит цикл, который принято называть «игровым циклом». Он запускается снова и снова, делая все, чтобы работала игра. Каждый цикл в игре называется кадром.
В каждом кадре происходит масса вещей, но их можно разбить на три категории:
1.Обработка ввода (события)
Речь идет обо всем, что происходит вне игры — тех событиях, на которые она должна реагировать. Это могут быть нажатия клавиш на клавиатуре, клики мышью и так далее.
2.Обновление игры
Изменение всего, что должно измениться в течение одного кадра. Если персонаж в воздухе, гравитация должна потянуть его вниз. Если два объекта встречаются на большой скорости, они должны взорваться.
3.Рендеринг (прорисовка)
В этом шаге все выводится на экран: фоны, персонажи, меню. Все, что игрок должен видеть, появляется на экране в нужном месте.
Время
Еще один важный аспект игрового цикла — скорость его работы. Многие наверняка знакомы с термином FPS, который расшифровывается как Frames Per Second (или кадры в секунду). Он указывает на то, сколько раз цикл должен повториться за одну секунду. Это важно, чтобы игра не была слишком медленной или быстрой. Важно и то, чтобы игра не работала с разной скоростью на разных ПК. Если персонажу необходимо 10 секунд на то, чтобы пересечь экран, эти 10 секунд должны быть неизменными для всех компьютеров.
Воспроизведение звука
Воспроизведение звука — ещё один важный аспект игр. В общем случае существует два типа звука: фоновая музыка и звуковые эффекты. В Breakout я реализую только звуковые эффекты, которые воспроизводятся при различных событиях.
Фоновая музыка — это просто музыка, постоянно играющая на фоне. В некоторых играх она не используется, а в некоторых меняется на каждом уровне.
8. Django
Django – это полнофункциональный Python-фреймворк. Самый известный и любимый фреймворк для разработки полнофункциональных веб-приложений. С течением времени набирает еще большую популярность. В 2021 году стал одним из 10 лучших фреймворков для веб-разработки. Он основан на принципе DRY(Don’tRepeat Yourself).
Django предлагает несколько встроенных библиотек и отличные функции, которые доступны для бесплатного использования. Django использует ORM для сопоставления объектов с таблицами базы данных.
Предлагает поддержку баз данных, а также обеспечивает легкость перехода из одной базы данных в другую. Однако ему присуща поддержка баз данных MySQL, PostgreSQL, SQLite и Oracle. Мы также можем использовать другую базу данных, используя сторонние драйверы.
Ключевые особенности Django:
- Намного безопаснее по сравнению с другими веб-фреймворками.
- URL-маршрутизация.
- Шаблонизатор.
- Миграция схемы базы данных.
- Поддержка аутентификации.
- Он имеет ORM (модель объектных отношений).
- Множество готовых к использованию библиотек.
Panda3D
Panda3D — 3D игровой движок, разрабатываемый Disney с 2002 года. Включает работу с графикой, звуком, вводом-выводом, обнаружением столкновений. С 2008 года стал opensource.
Disney сделал две MMORPG — Toontown Online и Pirates of the Caribbean Online.
Так же на Панде сделаны Ghost Pirates of Vooju Island и A Vampyre Story
Что такое Pygame?
Pygame — это фреймворк языка Python для программирования игр. Он создан поверх SDL и обладает всем необходимым:
- зрелостью
- хорошим сообществом
- открытым исходным кодом
- кроссплатформенностью
- качественной документацией
- множеством примеров игр
- простотой изучения
8. Ren’Py
Ren’Py – это Python Framework, который можно использовать бесплатно и он кроссплатформенный. Этот фреймворк написан на Python и Cython. Ren’Py используется для цифрового повествования, что позволяет пользователям легко комбинировать слова, изображения и звуки, а также разрабатывать графические сюжеты и игры для воспроизведения жизни.
Поскольку движок Ren’Py поддерживает язык сценариев Python, который позволяет пользователям работать со сложной игровой логикой. Самым большим преимуществом этого фреймворка является то, что его можно использовать в любой операционной системе компьютера.
Создание шаблона Pygame
Теперь, зная из каких элементов состоит игра, можно переходить к процессу написания кода. Начать стоит с создания простейшей программы pygame, которая всего лишь открывает окно и запускает игровой цикл. Это отправная точка для любого проекта pygame.
В начале программы нужно импортировать необходимые библиотеки и задать базовые переменные настроек игры:
Дальше необходимо открыть окно игры:
pygame.init() — это команда, которая запускает pygame. screen — окно программы, которое создается, когда мы задаем его размер в настройках. Дальше необходимо создать clock , чтобы убедиться, что игра работает с заданной частотой кадров.
Теперь необходимо создать игровой цикл:
Игровой цикл — это цикл while , контролируемый переменной running . Если нужно завершить игру, необходимо всего лишь поменять значение running на False . В результате цикл завершится. Теперь можно заполнить каждый раздел базовым кодом.
6. Flask
Flask – еще одна популярная микро-инфраструктура Python, которая распространяется под лицензией BSD. Фреймворк Sinatra Ruby вдохновляет на это. Для этого фреймворка требуются шаблоны Jinja2 и инструментарий Werzeug WSGI.
Он легкий и имеет модульную конструкцию. Flask легко адаптируется.
Используя Flask, разработчики могут создать прочную основу веб-приложения, на которой можно будет использовать любое необходимое расширение. Он также совместим с Google App Engine.
Ключевые особенности Flask:
6. Panda3D
Panda 3d – это фреймворк на языке Python, написанный на Python и C ++. Это бесплатный движок с открытым исходным кодом, используемый для разработки трехмерных игр в реальном времени, моделирования, визуализации экспериментов и многого другого. Эта структура имеет инструменты командной строки для оптимизации и обработки исходного кода.
Отрисовка
Игре нужно отображать своё состояние на экране, в том числе отрисовывать геометрические фигуры, изображения и текст.
17. Web2Py
Фреймворк Web2Py – это масштабируемый фреймворк Python с открытым исходным кодом, который позволяет пользователям быстро и плавно разрабатывать веб-приложения. Он не зависит от платформы, что означает, что он поддерживает все популярные операционные системы. Кроме того, эта структура предоставляет возможность упростить процесс разработки веб-приложений с помощью веб-интерфейса, веб-сервера и базы данных SQL.
Ключевые особенности web2py:
- Единый API.
- Следуйте шаблону MVC.
- Ролевой контроль доступа.
- Нет требований к установке и настройке.
- Обеспечивает поддержку интернационализации.
- Обратная совместимость.
- Читаемость нескольких протоколов.
- Может работать на любой платформе веб-хостинга, которая предлагает поддержку Python или Java и Python.
16. TurboGears
TurboGears – это полнофункциональная среда Python для веб-приложений с открытым исходным кодом, управляемых данными. Позволяет разработчикам быстро разрабатывать веб-приложения. TurboGears поставляется с понятным шаблоном и поддерживает гибкую и мощную ORM. Эта структура использует такие компоненты, как Genshi, Repoze, SQLAlchemy и webOp, для быстрой разработки приложений, требующих подключения к базе данных.
Ключевые особенности TurboGears:
- Все возможности TurboGears реализованы как декораторы функций.
- Доступные инструменты командной строки.
- Поддержка нескольких баз данных.
- Архитектура в стиле MVC.
- Использует пилоны в качестве веб-сервера.
- Шаблоны PasteScript.
- Поддержка проверки с помощью Form Encode.
Заключение
В этой части мы изучили основы программирования игр и все компоненты, участвующие в создании игр. Также мы рассмотрели сам Pygame и узнали, как его установить. Наконец, мы погрузились в архитектуру игры и изучили структуру папок, классы GameObject и Game.
Во второй части мы рассмотрим класс TextObject , используемый для рендеринга текста на экране. Мы создадим основное окно, в том числе и фоновое изображение, а затем узнаем, как отрисовывать объекты (мяч и ракетку).
В этом руководстве мы обсудим лучшие из различных важных веб-фреймворков Python и их основные функции. Как мы знаем, Python – это очень востребованный и эффективный язык программирования, который содержит обширные библиотеки и фреймворки практически для каждой технической области.
Фреймворки упрощают разработку приложений (или программного обеспечения) для разработчиков. Они предлагают автоматическое выполнение сложных задач, сокращают время разработки и в значительной степени сосредоточены на логике приложения, а не на общем элементе.
Python поставляется с множеством фреймворков, и у каждого есть свои преимущества и недостатки. Все, что нам нужно – проанализировать требования к нашему проекту, чтобы выбрать подходящий.
Мы обсудим следующие фреймворки Python:
Прежде чем подробно объяснять каждый фреймворк, давайте кратко представим различные типы фреймворков Python.
Harfang3D
Harfang3D — фреймворк Python для 3D, VR и разработки игр.
10. Uvloop
Он задуман как один из сверхбыстрых веб-фреймворков Python, доступных среди остальных фреймворков, и мы не можем игнорировать этот факт. Считается заменой цикла событий asyncio; следовательно, его можно использовать либо в приложении на основе asyncio, либо для замены asyncio в существующем приложении. Некоторые разработчики утверждают, что Uvloop в два раза быстрее, чем Node JS, events и любой асинхронный фреймворк Python.
Ключевые особенности Uvloop:
- быстрая скорость освещения;
- замена цикла событий asyncio.
Что такое Pygame?
Pygame — это «игровая библиотека», набор инструментов, помогающих программистам создавать игры. К ним относятся:
Графика и анимация
Звук (включая музыку)
Управление (мышь, клавиатура, геймпад и так далее)
Cocos2d
Cocos2d — это фреймворк для создания 2D-игр, демонстраций и других графических/интерактивных приложений.
7. Giotto
Это полнофункциональная платформа, основанная на Model View Controller(MVC). Giotto – это платформа приложения, которая разделяет элементы модели, представления и контроллера по порядку. Он обеспечивает некоторые важные характеристики, такие как автоматическая маршрутизация URL-адресов и Jinja2 для шаблонов HTML с API и доступным интерфейсом RESTful.
Поставляется с модулем контроллера, который предлагает разработчикам платформу для создания приложений с использованием командной строки и диаграмм Internet Relay(IRC).
Ключевые особенности Giotto:
- Имеет возможность автоматической маршрутизации URL-адресов.
- Функциональные шаблоны.
- Есть несколько подключаемых контроллеров.
- Общая модель и виды.
- Доступность Jinja2 для HTML-шаблонов.
- Чрезвычайно лаконичный код.
- Поддержка баз данных с помощью SQLAlchemy.
Раздел рендеринга (отрисовки)
Начнем с раздела отрисовки. Персонажей пока нет, поэтому экран можно заполнить сплошным цветом. Чтобы сделать это, нужно разобраться, как компьютер обрабатывает цвета.
Экраны компьютеров сделаны из пикселей, каждый из которых содержит 3 элемента: красный, зеленый и синий. Цвет пикселя определяется тем, как горит каждый из элементов:
Каждый из трех основных цветов может иметь значение от 0 (выключен) до 255 (включен на 100%), так что для каждого элемента есть 256 вариантов.
Узнать общее количество отображаемых компьютером цветов можно, умножив:
Теперь, зная, как работают цвета, можно задать их в начале программ:
А после этого — заполнить весь экран.
Представьте, что у вас есть двусторонняя доска, которую можно поворачивать, показывая то одну, то вторую сторону. Одна будет дисплеем (то, что видит игрок), а вторая — оставаться скрытой, ее сможет «видеть» только компьютер. С каждым кадром рендеринг будет происходить на задней части доски. Когда отрисовка завершается, доска поворачивается и ее содержимое демонстрируется игроку.
А это значит, что процесс отрисовки происходит один раз за кадр, а не при добавлении каждого элемента.
В pygame это происходит автоматически. Нужно всего лишь сказать доске, чтобы она перевернулась, когда отрисовка завершена. Эта команда называется flip() :
Главное — сделать так, чтобы функция flip() была в конце. Если попытаться отрисовать что-то после поворота, это содержимое не отобразится на экране.
4. PyOpenGL
Самая распространенная кроссплатформенная платформа Python – это PyOpenGL. Эта структура представляет собой привязку Python к OpenGL и связанным API. В среде PyOpenGL привязка была разработана с использованием стандартной библиотеки c-типов.
Это стандартизированная структура Python, которая является интероперабельной и имеет огромное количество внешних графических пользовательских интерфейсов, звуковых библиотек Python, таких как PyGame, Raw XLib, PyQt и многих других.
Обработка событий
События в игре состоят из всего, что происходит за пределами управления кода игры, но относится к выполнению игры. Например, если в Breakout игрок нажимает клавишу «стрелка влево», то игре нужно переместить ракетку влево. Стандартными событиями являются нажатия (и отжатия) клавиш, движение мыши, нажатия кнопок мыши (особенно в меню) и события таймера (например, действие спецэффекта может длиться 10 секунд).
Заключение
В наши дни игры стали активной частью повседневной жизни, и достижения в игровом мире побудили разработчиков создавать высококачественные впечатляющие игры. В этой статье мы обсудили 10 основных фреймворков Python, которые можно использовать для разработки игр, и их конкретные функции, которые полезны для разработки определенных функций и используются в видеоиграх.
Это первая часть серии руководств « Разработка игр с помощью Pygame ». Она предназначена для программистов начального и среднего уровней, которые заинтересованы в создании игр и улучшении собственных навыков кодирования на Python.
9. Growler
Это асинхронная структура, построенная на asyncio; он основан на фреймворках Node JS и Express / Connect. В этой структуре запрос не обрабатывается самой структурой, но обрабатывается с помощью технологии промежуточного программного обеспечения. Это наиболее подходящий фреймворк для более простой реализации сложных приложений.
Ключевые особенности Growler:
- Поддержка множества пакетов с открытым исходным кодом.
- Используется декоратор для написания чистого многоразового кода.
- Использует декораторы, чтобы уменьшить сложность кода, и мы можем писать повторно используемый код.
- Есть модуль ziapp, который позволяет заархивировать все приложение в один исполняемый файл.
Лучшие фреймворки Python
Pygame
Pygame — набор модулей (библиотек) языка программирования Python, предназначенный для написания компьютерных игр и мультимедиа-приложений. Pygame базируется на мультимедийной библиотеке SDL. Изначально Pygame был написан Питом Шиннерсом (Pete Shinners). Начиная примерно с 2004/2005 года поддерживается и развивается сообществом свободного программного обеспечения. Игры: Frets on Fire и Dangerous High School Girls in Trouble и «Save the Date»
Ren'Py
RenPy — это бесплатный, свободный и открытый движок для создания как некоммерческих, так и коммерческих визуальных романов (графических квестов с диалоговой системой) в 2D-графике. Свыше 4800 игр [5] используют движок Ren’Py, подавляющее большинство игр на английском языке. Автором данного движка является PyTom.
Многие разработчики приходят в разработку ПО, потому что хотят создавать игры. Не все могут стать профессиональными разработчиками игр, но любой может создавать собственные игры из интереса (а может быть, и с выгодой). В этом туториале, состоящем из пяти частей, я расскажу вам, как создавать двухмерные однопользовательские игры с помощью Python 3 и замечательного фреймворка PyGame.
Мы создадим версию классической игры Breakout. Освоив этот туториал, вы будете чётко понимать, что необходимо для создания игры, познакомитесь с возможностями Pygame и напишете собственный пример игры.
Мы реализуем следующие функции и возможности:
- простые стандартные GameObject и TextObject
- простой стандартный Game object
- простая стандартная кнопка
- файл конфигурации
- обработка событий клавиатуры и мыши
- кирпичи, ракетка и мяч
- управление движением ракетки
- обработка коллизий мяча с объектами игры
- фоновое изображение
- звуковые эффекты
- расширяемая система спецэффектов
Arcade
Arcade — это среда разработки на Python для создания игр с привлекательной графикой и звуком. Она проста в использовании и очень эффективна, когда вы набираетесь опыта. Автор библиотеки преподавал геймдев и был разочарован медленными обновлениями PyGame и сделал свой инструмент.
10. Soya3d
Soya 3D – это высокоуровневый фреймворк Python, используемый для разработки трехмерных видеоигр. Эта структура бесплатна для использования и находится под лицензией General Public License(GPL). Этот Framework представляет собой многоплатформенный движок разработки игр, который может работать в операционных системах Linux, Microsoft Windows и Mac OS X.
Создатель этого фреймворка описывает Soya 2D как игровой движок, полностью ориентированный на быструю разработку. Пользоваться им очень легко и просто. Основная цель этого фреймворка – дать возможность пользователям-любителям разрабатывать сложные трехмерные игры полностью на языке программирования Python.
Раздел ввода (событий)
Игры еще нет, поэтому пока сложно сказать, какие кнопки или другие элементы управления понадобятся. Но нужно настроить одно важное событие. Если попытаться запустить программу сейчас, то станет понятно, что нет возможности закрыть окно. Нажать на крестик в верхнем углу недостаточно. Это тоже событие, и необходимо сообщить программе, чтобы она считала его и, соответственно, закрыла игру.
События происходят постоянно. Что, если игрок нажимает кнопку прыжка во время отрисовки? Это нельзя игнорировать, иначе игрок будет разочарован. Для этого pygame сохраняет все события, произошедшие с момента последнего кадра. Даже если игрок будет лупить по кнопкам, вы не пропустите ни одну из них. Создается список, и с помощью цикла for можно пройтись по всем из них.
В pygame много событий, на которые он способен реагировать. pygame.QUIT — событие, которое стартует после нажатия крестика и передает значение False переменной running , в результате чего игровой цикл заканчивается.
Основной цикл
Основной цикл (main loop) игры выполняется и обновляет экран через фиксированные интервалы времени. Они называются частотой кадров и определяют плавность перемещения. Обычно игры обновляют экран 30-60 раз в секунду. Если частота будет меньше, то покажется, что объекты на экране дёргаются.
Внутри основного цикла есть три основных операции: обработка событий, обновление состояния игры и отрисовка текущего состояния на экране.
Читайте также: