Классы Sprite и Group

В программировании игр спрайтом называют объект, который предстает перед пользователем в виде анимированного изображения и в большинстве случаев предполагает взаимодействие с ним. Другими словами, все что в игре не является фоном, а интерактивным объектом-картинкой – это спрайт.

Хотя каждый спрайт может быть уникальным, у всех есть нечто общее, что в pygame вынесено в отдельный класс Sprite, находящийся в модуле pygame.sprite.

На базе этого класса следует создавать собственные классы спрайтов и уже от них объекты. Таким образом, класс pygame.sprite.Sprite играет роль своего рода абстрактного класса. Хотя таковым не является, можно создавать объекты непосредственно от Sprite.

В модуле pygame.sprite кроме класса Sprite есть класс Group и родственные ему, которые предназначены для объединения спрайтов в группы. Это позволяет вызывать один метод группы, который, например, обновит состояние всех спрайтов, входящих в эту группу.

Почти все предопределенные методы класса pygame.sprite.Sprite касаются добавления экземпляра в группу, удаления из нее, проверки вхождения. Только метод update() затрагивает поведение самого спрайта, этот метод следует переопределить в производном от Sprite классе.

Рассмотрим, как это работает. В примерах кода ниже сначала одна, а потом и множество машинок перемещаются сверху вниз. Каждая такая машинка – объект-спрайт, созданный от класса Car, который является дочерним от Sprite.

В конструкторе производного от Sprite класса необходимо вызвать конструктор родительского класса, а также обзавестись экземплярами Surface и Rect, имена которых должны быть соответственно self.image и self.rect. Так надо, чтобы с экземплярами класса могли работать методы группы. В остальном вы можете добавлять любые атрибуты.

Как создается поверхность (а также прямоугольная область), неважно. В примере ниже это делается с помощью функции load(). Однако в конструктор может передаваться уже подготовленный экземпляр Surface.

from random import randint
import pygame as pg
import sys
 
W = 400
H = 400
WHITE = (255, 255, 255)
 
 
class Car(pg.sprite.Sprite):
    def __init__(self, x, filename):
        pg.sprite.Sprite.__init__(self)
        self.image = pg.image.load(filename).convert_alpha()
        self.rect = self.image.get_rect(center=(x, 0))
 
 
sc = pg.display.set_mode((W, H))
 
# координата x будет случайна
car1 = Car(randint(1, W), 'car1.png')
 
while 1:
    for i in pg.event.get():
        if i.type == pg.QUIT:
            sys.exit()
 
    sc.fill(WHITE)
    sc.blit(car1.image, car1.rect)
    pg.display.update()
    pg.time.delay(20)
 
    # машинка ездит сверху вниз
    if car1.rect.y < H:
        car1.rect.y += 2
    else:
        car1.rect.y = 0

В данном случае мы изменяем свойства экземпляра за пределами класса. Правильней будет делать это в методе update():

... 
class Car(pg.sprite.Sprite):
    def __init__(self, x, filename):
        pg.sprite.Sprite.__init__(self)
        self.image = pg.image.load(filename).convert_alpha()
        self.rect = self.image.get_rect(center=(x, 0))
 
    def update(self):
        if self.rect.y < H:
            self.rect.y += 2
        else:
            self.rect.y = 0
 
 
sc = pg.display.set_mode((W, H))
 
# координата x будет случайна
car1 = Car(randint(1, W), 'car1.png')
 
while 1:
    for i in pg.event.get():
        if i.type == pg.QUIT:
            sys.exit()
 
    sc.fill(WHITE)
    sc.blit(car1.image, car1.rect)
    pg.display.update()
    pg.time.delay(20)
 
    car1.update()

Теперь представим, что у нас не одна машинка, а три:

...
car1 = Car(randint(1, W), 'car1.png')
car2 = Car(randint(1, W), 'car2.png')
car3 = Car(randint(1, W), 'car3.png')
 
while 1:
    for i in pg.event.get():
        if i.type == pg.QUIT:
            sys.exit()
 
    sc.fill(WHITE)
    sc.blit(car1.image, car1.rect)
    sc.blit(car2.image, car2.rect)
    sc.blit(car3.image, car3.rect)
    pg.display.update()
    pg.time.delay(20)
 
    car1.update()
    car2.update()
    car3.update()

Если будет 100 машинок, придется 100 раз вызвать blit() и update(). Класс Group решает эту проблему. Добавлять спрайты в группу можно методом add() группы (по одной или все вместе).

У групп есть методы update() и draw(). Метод update() группы вызывает методы update() всех входящих в нее объектов. А метод draw() выполняет метод blit(). При этом в draw() надо передать поверхность, на которой будет происходить отрисовка:

...
cars = pg.sprite.Group()
cars.add(Car(randint(1, W), 'car1.png'),
         Car(randint(1, W), 'car2.png'))
cars.add(Car(randint(1, W), 'car3.png'))
 
while 1:
    for i in pg.event.get():
        if i.type == pg.QUIT:
            sys.exit()
 
    sc.fill(WHITE)
 
    cars.draw(sc)
 
    pg.display.update()
    pg.time.delay(20)
 
    cars.update()

Допустим, мы хотим, чтобы новые машинки появлялись постоянно и в разные моменты времени, двигались с разной скоростью, а выезд объекта за пределы экрана обозначал бы, что он исчезает.

Потребуется таймер, который устанавливается вызовом функции pygame.time.set_timer(). В примере ниже через каждые 3 секунды будет генерироваться событие, значение поля type которого совпадает с константой pygame.USEREVENT. И как только это событие будет происходить, будет создаваться новый объект.

from random import randint
import pygame as pg
import sys
 
pg.init()
pg.time.set_timer(pg.USEREVENT, 3000)
 
W = 400
H = 400
WHITE = (255, 255, 255)
CARS = ('car1.png', 'car2.png', 'car3.png')
# для хранения готовых машин-поверхностей
CARS_SURF = []
 
# надо установить видео режим до вызова image.load()
sc = pg.display.set_mode((W, H))
 
for i in range(len(CARS)):
    CARS_SURF.append(pg.image.load(CARS[i]).convert_alpha())
 
 
class Car(pg.sprite.Sprite):
    def __init__(self, x, surf, group):
        pg.sprite.Sprite.__init__(self)
        self.image = surf
        self.rect = self.image.get_rect(center=(x, 0))
        # добавляем в группу
        self.add(group)
        # у машин будет разная скорость
        self.speed = randint(1, 3)
 
    def update(self):
        if self.rect.y < H:
            self.rect.y += self.speed
        else:
            # теперь не перебрасываем вверх,
            # а удаляем из всех групп
            self.kill()
 
 
cars = pg.sprite.Group()
 
# добавляем первую машину, которая появляется сразу
Car(randint(1, W), CARS_SURF[randint(0, 2)], cars)
 
while 1:
    for i in pg.event.get():
        if i.type == pg.QUIT:
            sys.exit()
        elif i.type == pg.USEREVENT:
            Car(randint(1, W), CARS_SURF[randint(0, 2)], cars)
 
    sc.fill(WHITE)
 
    cars.draw(sc)
 
    pg.display.update()
    pg.time.delay(20)
 
    cars.update()

Метод kill() спрайта удаляет его из всех групп, в которых он содержится. Есть метод remove(), который удаляет только из указанных в качестве аргумента групп. У спрайтов также как у групп есть метод add(). Только в данном случае ему передается не объект, а группа.

Практическая работа

В модуле pygame.sprite есть ряд функций для проверки коллизий спрайтов. Одна из них spritecollideany() проверяет, столкнулся ли конкретный спрайт с любым из спрайтов из группы. Функция принимает первым аргументом спрайт, чья коллизия проверяется, вторым – группу.

Измените программу выше так, чтобы машинки появлялись чаще. Добавьте спрайт, который "едет" навстречу всем другим и управляется стрелками влево и вправо на клавиатуре. Цель игры – не допустить столкновения. Если оно происходит, то программа завершается.

Курс с примерами решений практических работ:
pdf-версия