Выстрелы и перезарядка

Корабль уже умеет летать и честно сталкивается с метеорами, но пока он только уворачивается. В этом уроке он начнёт отвечать: по Пробелу будет вылетать лазер, а попавший в метеор лазер уберёт его с экрана и добавит очки. Нужны три кусочка: лазер, пауза между выстрелами и проверка попаданий между двумя группами.

Выстрел — это ещё один спрайт

Представьте выстрел как маленького артиста, у которого одна роль: выйти из носа корабля, пробежать вверх через весь экран и исчезнуть за сценой. Больше он ничего не умеет. Именно так мы и опишем его: как ещё один спрайт, такой же, как метеор, только летящий в обратную сторону.

Официально это класс Laser, наследник pygame.sprite.Sprite. Картинки у нас пока нет, поэтому «костюм» — узкий цветной прямоугольник, 6 пикселей в ширину и 24 в высоту. Летит он вверх со скоростью 700 пикселей в секунду, а за верхним краем вызывает kill(), как метеор за нижним.

import pygame

LASER_COLOR = (255, 90, 120)
LASER_SIZE = (6, 24)
LASER_SPEED = 700
OFFSCREEN_MARGIN = 40


class Laser(pygame.sprite.Sprite):
    def __init__(self, x, y):
        super().__init__()
        self.image = pygame.Surface(LASER_SIZE)
        self.image.fill(LASER_COLOR)
        self.rect = self.image.get_rect()
        self.rect.midbottom = (x, y)
        self.pos = pygame.Vector2(self.rect.center)
        self.vel = pygame.Vector2(0, -LASER_SPEED)

    def update(self, dt, *args):
        self.pos += self.vel * dt
        self.rect.center = (round(self.pos.x), round(self.pos.y))
        if self.pos.y < -OFFSCREEN_MARGIN:
            self.kill()

Перезарядка: класс Cooldown

Если стрелять в каждом кадре, зажатый Пробел даст 60 лазеров в секунду — сплошную стену. Нужна пауза между выстрелами. Аналогия — кофемашина: нажали, подождали, можно снова. У оружия в играх это называется перезарядкой, а по-английски cooldown (время «остывания»).

Устроена перезарядка просто: это таймер обратного отсчёта. Когда стреляем, ставим на таймер 0,25 секунды. Каждый кадр вычитаем dt. Пока на таймере больше нуля, стрелять нельзя; дошёл до нуля — можно снова. Это ещё один класс логики, поэтому живёт он в logic.py, где нет pygame, и проверить его можно без окна.

В отличие от SpawnTimer, который срабатывает сам, Cooldown ждёт, когда его запустят методом start(), и отвечает на вопрос «уже можно?» методом ready().

class Cooldown:
    def __init__(self, duration):
        self.duration = duration
        self.time_left = 0.0

    def start(self):
        self.time_left = self.duration

    def update(self, dt):
        self.time_left = max(0.0, self.time_left - dt)

    def ready(self):
        return self.time_left <= 0

Посмотрим, как он ведёт себя во времени:

from logic import Cooldown

gun = Cooldown(0.25)
print(gun.ready())
gun.start()
print(gun.ready())
gun.update(0.125)
print(gun.ready())
gun.update(0.125)
print(gun.ready())

True
False
False
True

Зажатый Пробел и очередь выстрелов

Осталось решить, откуда брать сам Пробел. Есть два способа, которые мы уже знаем: событие KEYDOWN срабатывает один раз в момент нажатия, а pygame.key.get_pressed() показывает, зажата ли клавиша прямо сейчас. Для стрельбы очередью нужен второй. Но ему обязательно нужна перезарядка, иначе получится стена.

Попадания: groupcollide и словарь

В прошлых уроках мы проверяли одного игрока против группы метеоров через spritecollide. Теперь сталкиваем две группы: любой лазер из lasers может попасть в любой метеор из meteors. Для этого есть pygame.sprite.groupcollide(group1, group2, dokill1, dokill2) — «столкни всех со всеми»: функция проверяет каждого из первой группы против каждого из второй.

Два последних аргумента, как раньше dokill, говорят, удалять ли попавших. True, True означает «и лазер, и метеор убрать сразу»: после попадания лазер исчезает вместе со своей целью.

А что функция возвращает? Тут нужен новый инструмент Python. Бытовая аналогия — гардероб: у каждого номерка (ключа) есть своя вещь (значение). Если знаете номерок, вещь достаёте сразу. Официально такая коллекция называется словарём, по-английски dict. Записывается в фигурных скобках, пары «ключ: значение» через запятую.

coats = {"A12": "красная куртка", "B07": "синее пальто"}

print(coats["A12"])
print(len(coats))

for thing in coats.values():
    print(thing)

groupcollide возвращает именно такой словарь. Ключ — спрайт из первой группы, то есть лазер, который во что-то попал. Значение — список спрайтов второй группы, которых этот лазер задел, то есть метеоров. Выглядит это как {лазер_1: [метеор_1], лазер_2: [метеор_2, метеор_3]}. Если никто ни во что не попал, словарь пустой.

hits = pygame.sprite.groupcollide(lasers, meteors, True, True)
for hit_meteors in hits.values():
    score += 10 * len(hit_meteors)

По умолчанию groupcollide сравнивает прямоугольники (rect). Для узкого лазера этого достаточно.

Счёт в заголовке окна

Текст на экране появится позже, а пока покажем очки в заголовке окна, обновляя его каждый кадр через pygame.display.set_caption. Строку соберём f-строкой: перед кавычками ставим букву f, а значения переменных вставляем в фигурные скобки.

score = 30
caption = f"Комета | очки: {score}"
print(caption)

Комета | очки: 30

Практика: стреляем по метеорам

Работаем в проекте «Комета». Меняем три файла: logic.py, sprites.py и main.py.

Шаг 1. Cooldown в logic.py

Откройте logic.py и допишите в самый конец файла класс:

class Cooldown:
    def __init__(self, duration):
        self.duration = duration
        self.time_left = 0.0

    def start(self):
        self.time_left = self.duration

    def update(self, dt):
        self.time_left = max(0.0, self.time_left - dt)

    def ready(self):
        return self.time_left <= 0

Проверьте его отдельно, без окна:

python -c "from logic import Cooldown; g = Cooldown(0.25); g.start(); print(g.ready()); g.update(0.25); print(g.ready())"

False
True

Шаг 2. Laser в sprites.py

В sprites.py добавьте три константы рядом с остальными в начале файла:

PLAYER_SPEED = 360
PLAYER_RADIUS = 16
OFFSCREEN_MARGIN = 40
LASER_COLOR = (255, 90, 120)
LASER_SIZE = (6, 24)
LASER_SPEED = 700

А класс Laser вставьте в конец файла, после Meteor:

class Laser(pygame.sprite.Sprite):
    def __init__(self, x, y):
        super().__init__()
        self.image = pygame.Surface(LASER_SIZE)
        self.image.fill(LASER_COLOR)
        self.rect = self.image.get_rect()
        self.rect.midbottom = (x, y)
        self.pos = pygame.Vector2(self.rect.center)
        self.vel = pygame.Vector2(0, -LASER_SPEED)

    def update(self, dt, *args):
        self.pos += self.vel * dt
        self.rect.center = (round(self.pos.x), round(self.pos.y))
        if self.pos.y < -OFFSCREEN_MARGIN:
            self.kill()

Шаг 3. Стрельба и попадания в main.py

Сначала подключите новое: в строках импорта добавьте Cooldown и Laser.

from logic import Cooldown, SpawnTimer, wrap
from sprites import Laser, Meteor, Player

Рядом с SPAWN_INTERVAL заведите константу паузы между выстрелами:

SPAWN_INTERVAL = 0.8
SHOT_COOLDOWN = 0.25

Перед игровым циклом, сразу после строки spawn_timer = SpawnTimer(SPAWN_INTERVAL), добавьте группу лазеров, перезарядку и счёт. Строки show_boxes, hits_total и running уже стоят ниже, их оставьте как есть:

lasers = pygame.sprite.Group()
shot_cooldown = Cooldown(SHOT_COOLDOWN)
score = 0

Теперь выстрел. Вставьте блок сразу после keys = pygame.key.get_pressed():

while running:
    # ... события и keys = pygame.key.get_pressed() остаются как есть ...
    keys = pygame.key.get_pressed()

    shot_cooldown.update(dt)
    if keys[pygame.K_SPACE] and shot_cooldown.ready():
        nose_x, nose_y = player.rect.midtop
        laser = Laser(nose_x, nose_y)
        all_sprites.add(laser)
        lasers.add(laser)
        shot_cooldown.start()

    # ... ниже спавн метеоров и all_sprites.update(dt, keys) ...

Попадания проверяем после all_sprites.update(dt, keys), рядом с проверкой корабля и метеоров. Проверка корабля с метеорами с print("Удар!") из прошлого урока остаётся, а groupcollide добавьте сразу после неё:

while running:
    # ... всё выше, включая проверку игрока с метеорами, остаётся как есть ...
    hits = pygame.sprite.spritecollide(player, meteors, True, pygame.sprite.collide_circle)
    if hits:
        hits_total += len(hits)
        print("Удар!")

    shots = pygame.sprite.groupcollide(lasers, meteors, True, True)
    for hit_meteors in shots.values():
        score += 10 * len(hit_meteors)

    # ... ниже по-прежнему идёт цикл for star in stars ...

И последнее: заголовок окна теперь показывает очки. Замените строку с set_caption в конце цикла:

while running:
    # ... рисование звёзд, спрайтов и рамок остаётся как есть ...
    pygame.display.set_caption(f"{TITLE} | очки: {score} | ударов: {hits_total}")
    pygame.display.flip()

Запуск и что должно получиться

python main.py

• Зажмите Пробел: из носа корабля вылетают красные палочки, ровно 4 в секунду, а не сплошная стена.
• Лазер долетает до верхнего края и пропадает.
• Попавший в метеор лазер исчезает вместе с метеором, а в заголовке окна очки растут на 10.
• Включите рамки клавишей F1: у лазеров тоже появятся зелёные рамки, ведь они в all_sprites.

Проверьте себя

• Что произойдёт, если убрать строку shot_cooldown.start()?
• Почему счёт растёт на 10 за метеор, а не за лазер?
• Что изменится, если заменить 0.25 в SHOT_COOLDOWN на 0.1?
• Попробуйте найти ситуацию, когда один лазер сбивает сразу два метеора, и убедитесь, что очки вырастут на 20.

Частые ошибки

Лазеры идут сплошной стеной

Что видно: стоит зажать Пробел, и экран заливает красная полоса. Почему: нет проверки shot_cooldown.ready() или после выстрела забыли shot_cooldown.start(), поэтому оружие всегда готово. Как исправить: стрелять только при keys[pygame.K_SPACE] and shot_cooldown.ready() и сразу после выстрела вызывать start().

Выстрел один и больше не повторяется

Что видно: первый выстрел есть, дальше тишина. Почему: перезарядку запустили, но не вызывают shot_cooldown.update(dt) каждый кадр, и она не уменьшается. Как исправить: поставить update(dt) в цикл вне условия стрельбы.

Лазеров не видно или они стоят на месте

Что видно: попадания засчитываются, но на экране пусто, или лазер висит на носе. Почему: лазер добавили только в lasers и не добавили в all_sprites, а именно эта группа обновляет и рисует. Как исправить: добавлять каждый новый лазер в обе группы.

Очки считаются по числу лазеров

Что видно: один лазер задел два метеора, а очков прибавилось 10. Почему: написано score += 10 * len(hits), а len словаря равна числу ключей, то есть лазеров. Как исправить: пройти по hits.values() и сложить len каждого списка метеоров.

Что важно запомнить

• Выстрел — обычный спрайт: Laser летит вверх со скоростью 700 пикселей в секунду и сам вызывает kill() за верхним краем.
• Cooldown(duration) лежит в logic.py: start() заводит таймер, update(dt) вычитает время кадра, ready() говорит, что можно стрелять.
• Зажатая клавиша плюс перезарядка дают равномерную очередь. Одна клавиша без перезарядки даёт либо ничего, либо стену.
• Новый лазер добавляем в две группы: all_sprites (движение и рисование) и lasers (проверка попаданий).
• groupcollide(lasers, meteors, True, True) возвращает словарь «лазер: список задетых метеоров», а попавшие спрайты удаляет.
• Очки считаем по метеорам: 10 * len(список) для каждого значения словаря.

Стрелять мы научились, но жизней, кристаллов и очков на экране ещё нет. В следующем уроке-практикуме добавим жизни с неуязвимостью, кристаллы и табло с текстом.