Python Pygame

Pygame: disegnare e animare Introduzione Lo scopo di questo tutorial è di illustrare le basi della libreria Pygame che permette di disegnare (fino ad arrivare a creare dei giochi) con Python. In questa versione del tutorial si fa sempre riferimento a una macchina Windows (aspetto contributors per Linux/Mac).

Prima di cominciare Pygame permette di disegnare e di riprodurre dei suoni. Per questa ragione non è possibile utilizzare ambienti di sviluppo Python online (come repl.it, ad esempio). Sulle macchine Windows è possibile scaricare Portable Python, che non richiede alcuna installazione (è sufficiente copiare i file in una cartella o su una chiavetta USB). Dopo aver scaricato Portable Python, lanciare l'eseguibile

Scegliere la cartella di installazione

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Procedere all'installazione (tutti i moduli)

Navigando nella cartella di installazione, lanciare IDLE-Portable.exe per ottenere la Shell Python nella quale possiamo eseguire delle operazioni o anche scrivere piccoli programmi


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Esempio 1 Lanciamo IDLE-Portable e apriamo un nuovo file (Ctrl-N)

Per poter usare la libreria pygame (o una qualunque libreria) è necessario importarla, dopodiché dobbiamo inizializzare una "superficie" (in inglese Surface) sulla quale disegneremo; per fare questo usiamo il metordo set_mode() di pygame.display import pygame screen = pygame.display.set_mode((640,400))

Salviamo il file (chiamiamolo esempio_1.py) ed eseguiamolo (F5); apparirà una finestra (con sfondo nero), larga 640 pixel e alta 400 pixel. Se proviamo a cliccare sulla in alto a destra per chiudere la finestra, otterremo (almeno sulle macchine Windows) un "Non risponde".

La motivazione sta nel fatto che non abbiamo inserito il codice che, intercettato il Click sulla termini "correttamente" l'uso di pygame.

,

Modifichiamo quindi il codice del nostro esempio come segue import pygame screen = pygame.display.set_mode((640,400))


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running = True while running: event = pygame.event.poll() if event.type == pygame.QUIT: running = False pygame.quit()

Dopo l'inizializzazione della Surface (memorizzata nella variabile screen), abbiamo inserito il "ciclo degli eventi" (in inglese Event loop) – while running – all'interno del quale andiamo ad interrogare pygame se si sono verificati degli eventi (mediante il metodo pygame.event.poll()) e, se si è verificato l'evento pygame.QUIT, usciamo dal ciclo, chiamando da ultimo il metodo pygame.quit(). Se eseguiamo il codice sopra riportato, ancora una volta comparirà una finestra di 640x480 pixels, ma questa volta, cliccando su

, la finestra si chiuderà senza errori.

Esempio 2 Ora che abbiamo la superficie su cui disegnare…disegniamo! Prima però modifichiamo il codice dell'esempio precedente introducendo due variabili in cui memorizzare larghezza e altezza della superficie di disegno. Siccome sono due variabili che rimarranno "costanti" nel nostro programma, per convenzione usiamo dei nomi composti da sole lettere maiuscole. import pygame SCREEN_WIDTH = 640 SCREEN_HEIGHT = 400 screen = pygame.display.set_mode((SCREEN_WIDTH,SCREEN_HEIGHT)) running = True while running: event = pygame.event.poll() if event.type == pygame.QUIT: running = False pygame.quit()

Per disegnare abbiamo bisogno dei colori. Andiamo a definirne alcuni come "costanti" all'inizio del nostro programma. WHITE = (255,255,255) BLACK = (0,0,0) RED = (255,0,0) GREEN = (0,255,0) BLUE = (0,0,255)

I "colori" sono una lista di 3 numeri interi (più correttamente sono una tupla) compresi tra 0 e 255, ciascuno di essi rappresentanti l'intensità di Rosso, Verde e Blu o, abbreviato in inglese RGB (G=Green) Stefano Ricci Quest'opera è stata rilasciata con licenza Creative Commons Attribuzione - Non commerciale - Condividi allo stesso modo 3.0 Unported.

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Combinando i valori RGB è possibile ottenere anche gli altri colori (in effetti si possono ottenere 256 3, pari a 16.777.216, colori – sfumature - differenti). Così ad esempio, possiamo avere YELLOW = (255,255,0) MAGENTA = (255,0,255) CYAN = (0,255,255)

O anche CORAL = (255,127,80) PINK = (255,192,203)

E così via. Possiamo riempire lo sfondo, per esempio di Verde acqua (SEA_GREEN = (46,139,87)) usando il metodo screen.fill() e specificando come parametro il colore (come tupla o come costante precedentemente definita) scelto import pygame SCREEN_WIDTH = 640 SCREEN_HEIGHT = 400 WHITE = (255,255,255) BLACK = (0,0,0) RED = (255,0,0) GREEN = (0,255,0) BLUE = (0,0,255) YELLOW = (255,255,0) MAGENTA = (255,0,255) CYAN = (0,255,255) CORAL = (255,127,80) PINK = (255,192,203) SEA_GREEN = (46,139,87) screen = pygame.display.set_mode((SCREEN_WIDTH,SCREEN_HEIGHT)) running = True while running: event = pygame.event.poll() if event.type == pygame.QUIT: running = False screen.fill(SEA_GREEN) pygame.quit()

Se eseguiamo il codice ora (sempre con F5), non otterremo però la finestra nel colore che abbiamo scelto. Ma come è possibile? Dove abbiamo sbagliato? In effetti, l'istruzione screen.fill() non colora lo schermo, ma un'area di memoria non ancora visualizzata. Stefano Ricci Quest'opera è stata rilasciata con licenza Creative Commons Attribuzione - Non commerciale - Condividi allo stesso modo 3.0 Unported.

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E' necessario usare il metodo pygame.display.flip() per aggiornare la visualizzazione. Aggiungiamo la chiamata l'istruzione screen.fill(SEA_GREEN) ed eseguiamo il codice. import pygame SCREEN_WIDTH = 640 SCREEN_HEIGHT = 400 WHITE = (255,255,255) BLACK = (0,0,0) RED = (255,0,0) GREEN = (0,255,0) BLUE = (0,0,255) YELLOW = (255,255,0) MAGENTA = (255,0,255) CYAN = (0,255,255) CORAL = (255,127,80) PINK = (255,192,203) SEA_GREEN = (46,139,87) screen = pygame.display.set_mode((SCREEN_WIDTH,SCREEN_HEIGHT)) running = True while running: event = pygame.event.poll() if event.type == pygame.QUIT: running = False screen.fill(SEA_GREEN) pygame.display.flip() pygame.quit()

Questa volta comparirà una bella finestra verde acqua! Prima di proseguire, modifichiamo il codice in modo da renderlo "modulare". Apriamo una nuova finestra IDLE e copiamo in questa finestra le definizioni dei colori

Salviamo quindi il file come colors.py Stefano Ricci Quest'opera è stata rilasciata con licenza Creative Commons Attribuzione - Non commerciale - Condividi allo stesso modo 3.0 Unported.

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A questo punto, possiamo nel file esempio_2.py utilizzare le definizioni presenti in colors.py semplicemente importando il modulo con import colors (attenzione, non si mette l'estensione .py) e modificando la chiamate al metodo fill() andando a specificare che SEA_GREEN è definita nel modulo colors con screen.fill(colors.SEA_GREEN) import pygame import colors SCREEN_WIDTH = 640 SCREEN_HEIGHT = 400 screen = pygame.display.set_mode((SCREEN_WIDTH,SCREEN_HEIGHT)) running = True while running: event = pygame.event.poll() if event.type == pygame.QUIT: running = False screen.fill(colors.SEA_GREEN) pygame.display.flip() pygame.quit()

Possiamo ora disegnare delle linee, dei rettangoli o dei cerchi usando i metodi   

pygame.draw.line() pygame.draw.rect() pygame.draw.circle()

Nota: le coordinate cartesiane della "superficie" di disegno (il nostro screen) partono con (0,0) nell'angolo in alto a sinistra e arrivano a (SCREEN_WIDTH-1, SCREEN_HEIGHT-1) nell'angolo in basso a destra.


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I metodi sopra riportati devono essere chiamati con dei parametri. Vediamo nel dettaglio pygame.draw.line(surface, color, start_pos, end_pos, width=1)

dove:     

surface: è la superficie di disegno (il nostro screen) color: è la tupla che identifica il colore in RGB start_pos: è la coppia di coordinate (Xs,Ys) del punto di partenza della linea end_pos: è la coppia di coordinate (Xe,Ye) del punto di arrivo della linea width (con valore di default 1): è lo spessore della linea

pygame.draw.rect(surface, color, Rect, width=0)

dove:    

surface: è la superficie di disegno (il nostro screen) color: è la tupla che identifica il colore in RGB Rect: è la tupla di 4 valori che identificano rispettivamente, l'ascissa e l'ordinata del vertice in alto a sinistra, la larghezza e l'altezza del rettangolo width (con valore di default 0): è lo spessore della bordo del rettangolo (se 0, allora il rettangolo è pieno)


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pygame.draw.circle(surface, color, pos, radius, width=0)

dove:     

surface: è la superficie di disegno (il nostro screen) color: è la tupla che identifica il colore in RGB pos: è la coppia di coordinate cartesiane (X,Y) che rappresentano il centro del cerchio radius: è il raggio width (con valore di default 0): è lo spessore della bordo del cerchio (se 0, allora il cerchio è pieno)


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Ecco il nostro esempio completo import pygame import colors SCREEN_WIDTH = 640 SCREEN_HEIGHT = 400 screen = pygame.display.set_mode((SCREEN_WIDTH,SCREEN_HEIGHT)) running = True while running: event = pygame.event.poll() if event.type == pygame.QUIT: running = False screen.fill(colors.SEA_GREEN) pygame.draw.line(screen, colors.BLACK, (50,300), (350,100), 3) pygame.draw.rect(screen, colors.RED, (10,10,60,300), 5) pygame.draw.circle(screen, colors.YELLOW, (400,200), 100) pygame.display.flip() pygame.quit()

Possiamo ora fare un po' di esperimenti con quanto appreso finora! Per maggiori riferimenti su questi metodi, e altri ancora per disegnare archi, ellissi e poligoni si può consultare la documentazione online http://www.pygame.org/docs/ref/draw.html


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Esempio 3 Pygame non serve solo per disegnare…ma anche per creare animazioni. Ma cos'è una animazione? Possiamo pensarla come una sequenza di disegni, ciascuno leggermente differente dal precedente, mostrati in sequenza. Iniziamo disegnando un cerchio rosso su sfondo blu al centro dello schermo. import pygame import colors SCREEN_WIDTH = 640 SCREEN_HEIGHT = 400 screen = pygame.display.set_mode((SCREEN_WIDTH,SCREEN_HEIGHT)) running = True pos = (SCREEN_WIDTH/2, SCREEN_HEIGHT/2) while running: events = pygame.event.get() for event in events: if event.type == pygame.QUIT: running = False screen.fill(colors.BLUE) pygame.draw.circle(screen, colors.RED, pos, 20) pygame.display.flip() pygame.quit()

Ora, alla fine del ciclo while (ma sempre al suo interno – attenti all'indentazione!), modifichiamo le coordinate del centro del cerchio (pos), aggiungendo una quantità random. x = pos[0] + random.randint(-10,10) y = pos[1] + random.randint(-10,10) pos = (x,y)

per usare la funzione random.randint() dobbiamo importare il modulo random all'inizio del nostro codice. Eseguendo il codice, osserviamo due problema: 1. la nostra pallina rossa sembra sparire ogni tanto 2. la visualizzazione è "mossa", nel senso che vediamo più palline nello stesso istante. Il primo è dovuto al fatto che non abbiamo inserito nessun controllo sui valori di x e y, le coordinate della posizione della pallina. Aggiungendo delle quantità random, di tanto in tanto x e y "escono" dallo schermo. Stefano Ricci Quest'opera è stata rilasciata con licenza Creative Commons Attribuzione - Non commerciale - Condividi allo stesso modo 3.0 Unported.

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Introduciamo quindi un controllo x = pos[0] + random.randint(-10,10) if x < 0: x = 0 elif x > SCREEN_WIDTH: x = SCREEN_WIDTH y = pos[1] + random.randint(-10,10) if y < 0: y = 0 elif y > SCREEN_HEIGHT: y = SCREEN_HEIGHT pos = (x,y)

Il secondo problema è invece dovuto al fatto che disegniamo lo schermo con una frequenza troppo alta, più alta di quella che i nostri occhi riescono a percepire, per cui "vediamo" in effetti più "frame" sovrapposti. Per risolvere questo problema dobbiamo "rallentare" la nostra animazione, facendo disegnare, ad esempio, "solo" 30 volte al secondo lo schermo. Per fare definiamo, fuori dal ciclo while, una variabile clock = pygame.time.Clock() e nel ciclo while inseriamo la chiamata clock.tick(30), dove 30 è il numero di "disegni" al secondo che vogliamo fare. Modificando il valore del parametro passato a clock.tick() si può rallentare o accelerare l'animazione. Ecco il codice completo import pygame import random import colors SCREEN_WIDTH = 640 SCREEN_HEIGHT = 400 screen = pygame.display.set_mode((SCREEN_WIDTH,SCREEN_HEIGHT)) running = True pos = (SCREEN_WIDTH/2, SCREEN_HEIGHT/2) clock = pygame.time.Clock() while running: clock.tick(30) events = pygame.event.get() for event in events: if event.type == pygame.QUIT: running = False screen.fill(colors.BLUE) pygame.draw.circle(screen, colors.RED, pos, 20) pygame.display.flip()


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x = pos[0] + random.randint(-10,10) if x < 0: x = 0 elif x > SCREEN_WIDTH: x = SCREEN_WIDTH y = pos[1] + random.randint(-10,10) if y < 0: y = 0 elif y > SCREEN_HEIGHT: y = SCREEN_HEIGHT pos = (x,y) pygame.quit()

Esempio 4 Modifichiamo ora l'esempio precedente così che la pallina rossa, anziché muoversi a caso, segua il mouse. Per fare questo abbiamo bisogno di conoscere la posizione del mouse mouse_pos = pygame.mouse.get_pos()

nota la posizione del mouse e quella attuale della pallina, possiamo calcolare la nuova posizione facendo avvicinare la pallina al mouse del 20% (0.2) della distanza attuale

x = pos[0] + int(vel*(mouse_pos[0]-pos[0])) y = pos[1] + int(vel*(mouse_pos[1]-pos[1]))

otteniamo così: Stefano Ricci Quest'opera è stata rilasciata con licenza Creative Commons Attribuzione - Non commerciale - Condividi allo stesso modo 3.0 Unported.

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import pygame import random import colors SCREEN_WIDTH = 640 SCREEN_HEIGHT = 400 screen = pygame.display.set_mode((SCREEN_WIDTH,SCREEN_HEIGHT)) running = True pos = (SCREEN_WIDTH/2, SCREEN_HEIGHT/2) clock = pygame.time.Clock() vel = 0.2 while running: clock.tick(30) events = pygame.event.get() for event in events: if event.type == pygame.QUIT: running = False screen.fill(colors.BLUE) pygame.draw.circle(screen, colors.RED, pos, 20) pygame.display.flip() mouse_pos = pygame.mouse.get_pos() x = pos[0] + int(vel*(mouse_pos[0]-pos[0])) if x < 0: x = 0 elif x > SCREEN_WIDTH: x = SCREEN_WIDTH y = pos[1] + int(vel*(mouse_pos[1]-pos[1])) if y < 0: y = 0 elif y > SCREEN_HEIGHT: y = SCREEN_HEIGHT pos = (x,y) pygame.quit()

Il prossimo passo è quello di controllare la pallina con i tasti freccia…ma per ora

That's all folks! Stefano Ricci Quest'opera è stata rilasciata con licenza Creative Commons Attribuzione - Non commerciale - Condividi allo stesso modo 3.0 Unported.

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