一、前言

• 本文是基于 Kivy 開源跨平臺(tái)的 Python 框架上創(chuàng)作的，Kivy 開源跨平臺(tái)的 Python 框架能用于開發(fā)多點(diǎn)觸控的用戶界面程序，允許快速簡單的交互設(shè)計(jì)，非常方便。
• 那么，如何使用 Kivy 編寫一款乒乓球游戲呢？我們將從一個(gè)基本的應(yīng)用程序開始，描述創(chuàng)建這個(gè)游戲的每個(gè)步驟。
• Kivy 是用 Python 和 Cython 編寫的，基于 OpenGL ES 2，支持各種輸入設(shè)備并擁有豐富的部件庫。使用相同的代碼，可直接實(shí)現(xiàn)多平臺(tái)應(yīng)用，包括 Windows、macOS、Linux、Android 和 iOS。
• 所有 Kivy 部件都支持多點(diǎn)觸控。
• 實(shí)現(xiàn)效果，一睹為快：

二、準(zhǔn)備

① Python 安裝

• 在 windows 上安裝 Python：
• • 下載 Python 的最新版本：訪問鏈接 Python 官網(wǎng)，在 Windows 操作系統(tǒng)上安裝 Python 3.10.0，大家也可以自行選擇最新版的下載。

• • 進(jìn)入下一個(gè)頁面后，拉到最下面，選擇 Windows embeddable package (64-bit) 下載：

• • 雙擊下載完成的應(yīng)用程序，記得一定要勾選 ADD Python 3.7 to PATH，否則 cmd 無法運(yùn)行 Python，然后選擇 Install Now 進(jìn)行安裝，默認(rèn)會(huì)安裝 pip，而且將安裝到 C 盤（推薦）。如果希望換一個(gè)盤安裝，可以點(diǎn)擊 Customize installation 在里面選擇其他的盤。
• 在 macOS 上安裝 Python：
• • 其實(shí) macOS 上是默認(rèn)安裝了 Python 的，只不過版本是 Python2.7，其相對(duì)于現(xiàn)在的 Python 3 缺少了很多特性，而且速度也比 Python 3 慢，因此還是建議大家裝 Python 3。
• • 同樣地，下載 Python 的最新版本，訪問鏈接：Python 官網(wǎng)，在 macOS 操作系統(tǒng)上安裝 Python 3.7.4，大家也可以自行選擇最新版的下載。

• • 進(jìn)入下一個(gè)頁面后，拉到最下面，選擇 macOS 64-bit universal2 installer 下載：

• • 下載完成后得到一個(gè) pkg 文件，雙擊打開，按照指示步驟進(jìn)行安裝即可。

② 安裝依賴

• 請(qǐng)選擇以下任一種方式輸入命令安裝依賴：
• • Windows 環(huán)境打開 Cmd (開始-運(yùn)行-CMD)；
• • MacOS 環(huán)境打開 Terminal (command + 空格輸入 Terminal)；
• • 如果用的是 VSCode 編輯器或 Pycharm，可以直接使用界面下方的 Terminal：

pip install kivy[base] kivy_examples

三、簡單使用 Kivy

• 首先，簡單介紹 Kivy 的基本使用，為游戲創(chuàng)建一個(gè)目錄和一個(gè)名為 main.py 的文件：

# main.py from kivy.app import App from kivy.uix.widget import Widgetclass PongGame(Widget):passclass PongApp(App):def build(self):return PongGame()if __name__ == '__main__':PongApp().run()

• 在命令行中輸入 python main.py 運(yùn)行該應(yīng)用程序，它應(yīng)該只顯示一個(gè)黑色的窗口。因此我們所做的只是創(chuàng)建一個(gè)非常簡單的 Kivy 應(yīng)用程序，它創(chuàng)建了一個(gè) PongGame Widget 類的實(shí)例，并將其作為應(yīng)用程序用戶界面的根元素返回。
• 在這一點(diǎn)上應(yīng)該把它想象成一個(gè) Widget 的分層樹，Kivy 將這個(gè) Widget 放在默認(rèn)的窗口中。在下一步，我們將通過定義 PongGame 小部件的外觀來繪制 Pong 的背景和游戲分?jǐn)?shù)。

四、Kivy - 添加簡單圖形

• 我們將使用一個(gè) .kv 文件來定義 PongGame 類的外觀，由于應(yīng)用程序類被稱為 PongApp，可以簡單地在同一目錄下創(chuàng)建一個(gè)名為 pong.kv 的文件，當(dāng)應(yīng)用程序運(yùn)行時(shí)將會(huì)自動(dòng)加載。
• 因此，為了定義游戲的外觀，創(chuàng)建一個(gè)名為 pong.kv 的新文件并添加以下內(nèi)容：

#:kivy 1.0.9<PongGame>: canvas:Rectangle:pos: self.center_x - 5, 0size: 10, self.heightLabel:font_size: 70 center_x: root.width / 4top: root.top - 50text: "0"Label:font_size: 70 center_x: root.width * 3 / 4top: root.top - 50text: "0"

• 注意一個(gè)常見錯(cuò)誤：kv文件的名稱，例如 pong.kv，必須與應(yīng)用程序的名稱一致，例如 PongApp（Ap p結(jié)尾之前的部分）。
• 如果現(xiàn)在運(yùn)行這個(gè)應(yīng)用程序，應(yīng)該看到中間有一個(gè)豎條，還有兩個(gè)零，那里將顯示玩家的分?jǐn)?shù)，如下所示：

• 可以看到，在第一行有：

#:kivy 1.0.9

• 每個(gè) kv 文件都需要第一行，它應(yīng)該以 #:kivy 及一個(gè)空格開頭，然后是它要使用的 Kivy 版本（因此 Kivy 可以確保您至少擁有所需的版本，或者稍后處理向后兼容性）。
• 再往下看 kv 文件里定義了三個(gè)元素，一個(gè) canvas 和兩個(gè) label：
• • 先說說兩個(gè) label，它們代表的是左右兩個(gè)數(shù)字，設(shè)定了 font_size（字體大小）， center_x（中心位置）， top（離頂部距離），text（文本），此外可以看到 root.width 和 root.top 的使用，這樣寫的好處是能跟跟隨窗口寬度和高度的變化而變化。
• • 另一個(gè)元素 canvas，它的下面定義了 Rectangle 參數(shù)，意思是向畫布添加一個(gè)矩形，將矩形的 pos 設(shè)置為小部件水平中心左側(cè) 5 個(gè)像素，y 設(shè)置為 0，這就定義了矩形的顯示位置。
• 矩形的大小 size 設(shè)置為寬度為 10 像素，高度為小部件的高度，像這樣定義圖形的好處是，當(dāng)值表達(dá)式中使用的任何小部件的屬性發(fā)生變化時(shí)，渲染的矩形將自動(dòng)更新。

五、Kivy - 增加乒乓球球體

• 現(xiàn)在有了一個(gè)基本的乒乓球場（雖然很簡陋），但我們?nèi)匀恍枰蚺暮鸵粋€(gè)球來打球。從球開始，添加一個(gè)新的 PongBall 類來創(chuàng)建一個(gè)小部件，它將成為我們的球并使它彈跳起來。
• PongBall 類：

class PongBall(Widget):# velocity of the ball on x and y axisvelocity_x = NumericProperty(0)velocity_y = NumericProperty(0)# referencelist property so we can use ball.velocity as# a shorthand, just like e.g. w.pos for w.x and w.yvelocity = ReferenceListProperty(velocity_x, velocity_y)# ``move`` function will move the ball one step. This# will be called in equal intervals to animate the balldef move(self):self.pos = Vector(*self.velocity) + self.pos

• 白球的 kv 配置如下：

<PongBall>:size: 50, 50canvas:Ellipse:pos: self.possize: self.size

• 為了使這一切順利進(jìn)行，還必須為球體增加所用的 Property 屬性類，如下，是這一步更新后的 python 代碼和 kv 文件：

from kivy.app import App from kivy.uix.widget import Widget from kivy.properties import NumericProperty, ReferenceListProperty from kivy.vector import Vectorclass PongBall(Widget):velocity_x = NumericProperty(0)velocity_y = NumericProperty(0)velocity = ReferenceListProperty(velocity_x, velocity_y)def move(self):self.pos = Vector(*self.velocity) + self.posclass PongGame(Widget):passclass PongApp(App):def build(self):return PongGame()if __name__ == '__main__':PongApp().run()

• kv 文件如下：

#:kivy 1.0.9<PongBall>:size: 50, 50 canvas:Ellipse:pos: self.possize: self.size <PongGame>:canvas:Rectangle:pos: self.center_x - 5, 0size: 10, self.heightLabel:font_size: 70 center_x: root.width / 4top: root.top - 50text: "0"Label:font_size: 70 center_x: root.width * 3 / 4top: root.top - 50text: "0"PongBall:center: self.parent.center

六、Kivy - 增加乒乓球體運(yùn)動(dòng)

• 現(xiàn)在我們的目的是讓這個(gè)球動(dòng)起來，因此必須定期調(diào)用 move 函數(shù)讓它動(dòng)起來。使用 Kivy 提供的 Clock 函數(shù)可以輕易地做到這一點(diǎn)：

Clock.schedule_interval(game.update, 1.0/60.0)

• 這一行將導(dǎo)致游戲?qū)ο蟮母潞瘮?shù)每秒被調(diào)用 60 次。
• 不過還有一個(gè)問題，想確保 PongBall 的移動(dòng)函數(shù)被定期調(diào)用，但是在代碼中沒有任何對(duì)球?qū)ο蟮囊?#xff0c;因?yàn)橹皇峭ㄟ^ kv 文件在 PongGame 類的 kv 規(guī)則中添加了它。
• 由于要做的不僅僅是移動(dòng)球（比如把球從墻上彈下來，然后再彈到球員的球拍上），我們可能需要為 PongGame 類建立一個(gè)更新方法：

class PongGame(Widget):def update(self, dt):# call ball.move and other stuffpassclass PongApp(App):def build(self):game = PongGame()Clock.schedule_interval(game.update, 1.0/60.0)return game

• 然而，這仍然不能改變我們沒有對(duì) kv 規(guī)則所創(chuàng)建的 PongBall 進(jìn)行操作的這一事實(shí)。為了解決這個(gè)問題，可以給 PongGame 類添加一個(gè) ObjectProperty，并將其與 kv 規(guī)則中創(chuàng)建的 widget 掛鉤。
• 一旦這樣做了，就可以很容易地在更新方法中引用球的屬性，甚至可以讓它從邊緣彈起：

class PongGame(Widget):ball = ObjectProperty(None)def update(self, dt):self.ball.move()# bounce off top and bottomif (self.ball.y < 0) or (self.ball.top > self.height):self.ball.velocity_y *= -1# bounce off left and rightif (self.ball.x < 0) or (self.ball.right > self.width):self.ball.velocity_x *= -1

• 在 kv 文件中將其與代碼中設(shè)定的 id: ball 映射起來：

<PongGame>:ball: pong_ball# ... (canvas and Labels)PongBall:id: pong_ballcenter: self.parent.center

七、Kivy - 球拍移動(dòng)事件

• 現(xiàn)在，球正在彈來彈去，唯一缺少的是可移動(dòng)的球拍和對(duì)分?jǐn)?shù)的跟蹤。這里不會(huì)再去討論創(chuàng)建類和 kv 規(guī)則的所有細(xì)節(jié)，因?yàn)檫@些概念已經(jīng)在前面的步驟中涵蓋了。
• 相反，把重點(diǎn)放在如何響應(yīng)用戶的輸入而移動(dòng)球拍上，在 Kivy 中，小部件可以通過實(shí)現(xiàn) on_touch_down、on_touch_move 和 on_touch_up 方法對(duì)輸入做出反應(yīng)。默認(rèn)情況下，Widget 類實(shí)現(xiàn)這些方法時(shí)，只是在其子部件上調(diào)用相應(yīng)的方法來傳遞事件，直到其中一個(gè)子部件返回 True。
• 乒乓運(yùn)動(dòng)是非常簡單的，球拍只需要向上和向下移動(dòng)。事實(shí)上，它是如此簡單，甚至不需要讓球員小部件自己處理事件，只需為 PongGame 類實(shí)現(xiàn) on_touch_move 函數(shù)：

def on_touch_move(self, touch):if touch.x < self.width/3:self.player1.center_y = touch.yif touch.x > self.width - self.width/3:self.player2.center_y = touch.y

• 我們將在 NumericProperty 中保留每個(gè)球員的分?jǐn)?shù)，PongGame 的分?jǐn)?shù)標(biāo)簽通過改變 NumericProperty score 來保持更新，這反過來又會(huì)更新 PongGame 的子標(biāo)簽文本屬性。
• 這是如何實(shí)現(xiàn)的？因?yàn)?Kivy 屬性會(huì)自動(dòng)綁定到其對(duì)應(yīng)的kv文件中的任何引用。當(dāng)球從兩側(cè)逃出時(shí)，我們將通過 PongGame 類中的更新方法來更新分?jǐn)?shù)并再次發(fā)球。
• PongPaddle 類也實(shí)現(xiàn)了一個(gè) bounce_ball 方法，這樣球就會(huì)根據(jù)它擊中球拍的位置而產(chǎn)生不同方向的彈跳，非常有意思。下面是 PongPaddle 類的代碼：

class PongPaddle(Widget):score = NumericProperty(0)def bounce_ball(self, ball):if self.collide_widget(ball):speedup = 1.1offset = 0.02 * Vector(0, ball.center_y-self.center_y)ball.velocity = speedup * (offset - ball.velocity)

• 結(jié)果如下：

• 到這一步，基本就完成了整個(gè)乒乓球游戲的制作。如何，你心動(dòng)了嗎？

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Python之深入解析如何使用Python Kivy实现一个“乒乓球”游戏的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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