Python学习笔记38：进阶篇(二十七)pygame的使用之时间与帧数控制

前言

基础模块的知识通过这么长时间的学习已经有所了解，更加深入的话需要通过完成各种项目，在这个过程中逐渐学习，成长。

我们的下一步目标是完成python crash course中的外星人入侵项目，这是一个2D游戏项目。在这之前，我们先简单学习一下pygame模块。

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pygame

Pygame是一个开源的Python多媒体开发库，专门用于开发2D游戏。它是Python编程语言的一个扩展，基于 SDL (Simple DirectMedia Layer) 库，提供了丰富的功能来处理图形、声音、事件处理等游戏开发所需的基本要素，使得创建游戏变得更加简单直接。

时间与帧率控制

在Pygame中，时间和帧率控制对于游戏的流畅性和响应性至关重要。Pygame提供了pygame.time模块来处理时间相关的功能，其中最常用的是Clock类，用于控制游戏的帧率并提供时间测量。

Clock

pygame.time.Clock类在Pygame中用于管理游戏的帧率和执行定时操作。它提供了一种机制来限制游戏的循环速度，确保游戏不会运行得太快，同时也允许开发者精确地控制每一帧之间的延迟时间。

常用函数

1. tick([fps])

   • 功能: 控制每秒最大帧数。如果游戏循环执行得比指定的fps快，tick()会暂停足够长的时间以达到目标帧率。
   • 参数:
     • fps: 可选参数，整数类型，表示每秒的最大帧数。如果不提供，默认为不设置上限。
   • 返回值: 上次调用tick()到本次调用之间经过的毫秒数。

   import pygame
   
   pygame.init()
   
   screen = pygame.display.set_mode((800, 600))
   clock = pygame.time.Clock()
   
   show = True
   
   while True:
       for event in pygame.event.get():
           if event.type == pygame.QUIT:
               pygame.quit()
   
       # 清除屏幕
       screen.fill((255, 255, 255))
   
       if show:
           # 绘制一个填充的红色圆
           pygame.draw.circle(screen, (255, 0, 0), (200, 100), 50)
           show = False
       else:
           # 绘制一个未填充的绿色圆
           pygame.draw.circle(screen, (0, 255, 0), (200, 200), 50, 5)
           show = True
   
       # 更新屏幕
       pygame.display.flip()
   
       # 控制帧率为1
       clock.tick(1)
       # clock.tick(10)
       # clock.tick(100)
   
       # 输出每帧的时间间隔
       print(f"Time since last frame: {clock.get_time()}ms")
   
       # 输出当前帧率
       print(f"Current FPS: {clock.get_fps():.2f}")
   

   代码中填充了两个图形来回切换，设置不同的帧率，可以明显看到切换速度的差距。

2. tick_busy_loop([fps])

   • 功能: 类似于tick(),控制帧数
   • 参数: 同tick().
   • 返回值: 同tick().

   import pygame
   
   pygame.init()
   
   screen = pygame.display.set_mode((800, 600))
   clock = pygame.time.Clock()
   
   show = True
   
   while True:
       for event in pygame.event.get():
           if event.type == pygame.QUIT:
               pygame.quit()
   
       # 清除屏幕
       screen.fill((255, 255, 255))
   
       if show:
           # 绘制一个填充的红色圆
           pygame.draw.circle(screen, (255, 0, 0), (200, 100), 50)
           show = False
       else:
           # 绘制一个未填充的绿色圆
           pygame.draw.circle(screen, (0, 255, 0), (200, 200), 50, 5)
           show = True
   
       # 更新屏幕
       pygame.display.flip()
   
       # 控制帧率为1
       # clock.tick(1)
       # clock.tick(10)
       # clock.tick(100)
       clock.tick_busy_loop(1)
   
       # 输出每帧的时间间隔
       print(f"Time since last frame: {clock.get_time()}ms")
   
       # 输出当前帧率
       print(f"Current FPS: {clock.get_fps():.2f}")
   

   这个函数和tick函数是一个作用，区别在于这个函数使用CPU忙等待来实现目标帧率，这通常不推荐，因为它消耗更多CPU资源。

3. get_time()

   • 功能: 返回自上次调用tick()以来经过的时间，单位是毫秒。
   • 参数: 无
   • 返回值: 自上次tick()调用到本次调用之间经过的毫秒数。

4. get_fps()

   • 功能: 返回从上一次调用tick()到本次调用期间的平均帧率。
   • 参数: 无
   • 返回值: 平均帧率，如果tick()从未被调用则返回0。

两个函数的返回信息通常用于判断与计算，可以更准确地计算游戏逻辑中的时间依赖部分。

结尾

时间与帧数控制是游戏开发中至关重要的部分，它们直接影响游戏的流畅度、响应性和整体性能。但是我们目前来说不过过于关注这方面得到内容，了解会用就可以进入下一个阶段了。

下个阶段就是开始书籍资料的中的大战外星人游戏了。其实就是类似雷霆战机那种飞船打飞船或者外星人的小游戏。