如何处理pygame中的像素？

Question

在 pygame 中使用精灵时，我最终意识到（由于差异很小），一个精灵不能移动一小部分像素。尽管这是一个合乎逻辑的过程，但我得出的结论是，在不同的角度无法达到相同的速度。

例如：

xmove = 5
ymove = -5

我定义了精灵ball 的两个坐标的移动增量，它在屏幕底部留下一个以 45° 角移动的平台。我希望这个方向相对于它将遇到的障碍有所改变。

以下决定了精灵与屏幕“墙壁”的碰撞：

if ball.rect.left<=0:
    xmove = 5
elif ball.rect.right>=700:
    xmove = -5  
elif ball.rect.top<=0:
    ymove = 5
elif ball.rect.bottom>=400:
    ymove = -5

这里有一些代码来决定在检测到与player sprite（平台）发生冲突后会发生什么：

if pygame.sprite.spritecollide(ball, player_sprite, False):# and ball.rect.bottom>=player.rect.top:
    ymove=-5
    if ball.rect.bottomright [0] in range (player.rect.topleft [0], player.rect.topleft [0] + 15):
        xmove = -5
    elif ball.rect.bottomleft [0] in range (player.rect.topright [0] - 14, player.rect.topright [0] + 1):
        xmove = +5
    elif ball.rect.bottomright [0] in range (player.rect.topleft [0] + 15, player.rect.topleft [0] + 26):
        xmove = -4
        ymove = -5.83
    elif ball.rect.bottomleft [0] in range (player.rect.topright [0] - 26, player.rect.topright [0] - 15):
        xmove = +4
        ymove = -5.83

这里的想法是让球根据它撞击平台的位置以不同的角度弹跳，同时保持相同的速度（每刻移动的距离）

所以这里的问题是，为了补偿 x 坐标上一个像素的减少，我使用勾股定理来输出 y 坐标（-5.83）。由于 pygame 不记录像素的分数，这实际上会显着降低球的速度。

所以我的问题是，我该如何解决这个问题（因为我不想被限制在 45° 角...）？

Answer 1

您应该跟踪对象的“真实” 位置，并且仅在您在屏幕上绘制对象的那一刻进行。这可以防止舍入误差相加。

---

另外，考虑使用矢量来跟踪对象的方向，因为它可以很容易地通过角度改变方向并保持恒定的速度。

这是一个您可以使用的小示例类：

import math

# some simple vector helper functions, stolen from http://stackoverflow.com/a/4114962/142637
def magnitude(v):
    return math.sqrt(sum(v[i]*v[i] for i in range(len(v))))

def add(u, v):
    return [ u[i]+v[i] for i in range(len(u)) ]

def sub(u, v):
    return [ u[i]-v[i] for i in range(len(u)) ]    

def dot(u, v):
    return sum(u[i]*v[i] for i in range(len(u)))

def normalize(v):
    vmag = magnitude(v)
    return [ v[i]/vmag  for i in range(len(v)) ]

class Ball(object):

    def __init__(self):
        self.x, self.y = (0, 0)
        self.speed = 2.5
        self.color = (200, 200, 200)
        self._direction = (1, 0)

    # the "real" position of the object
    @property
    def pos(self):
        return self.x, self.y

    # for drawing, we need the position as tuple of ints
    # so lets create a helper property
    @property
    def int_pos(self):
        return map(int, self.pos)

    def set_dir(self, direction):
        self._direction = normalize(direction)

    def set_dir_d(self, degrees):
        self.set_dir_r(math.radians(degrees))

    def set_dir_r(self, radians):
        self._direction = (math.cos(radians), math.sin(radians))

    def update(self):
        # apply the balls's speed to the vector
        move_vector = [c * self.speed for c in self._direction]
        # update position
        self.x, self.y = add(self.pos, move_vector)

    def draw(self):
        pygame.draw.circle(screen, self.color, self.int_pos, 4)

这样，您只需调用set_dir（提供矢量）、set_dir_d（以度为单位提供所需的方向）或set_dir_r（以弧度为单位提供所需的方向）即可改变球的方向。

调用update 将根据球的当前方向以恒定速度（speed 字段）移动球。

Answer 2

因为 Pygame 的 Rect 旨在处理像素，而像素从根本上来说是不可分割的，所以您必须使用浮点数存储 ball 的精确位置。 pygame.Rect 将接受浮动，但仅存储整数下限值。

考虑赋予ball 新的float 属性ball.x 和ball.y（如果尚未分配）保持精确（十进制）位置，然后将xmove 和ymove 值应用于那些正在更新的。每次移动后（可能是同一更新的一部分），修改ball.rect，使其topleft 匹配x 和y 值，使用您最喜欢的舍入方法给出int 值。您还可以将ball.rect 设为property，它在被调用时会生成一个新的Rect。考虑：

class MyBall:
    @property
    def rect(self):
        return pygame.Rect(round(self.x), round(self.y), *self.size)

    def __init__(self, startingLoc, size, *args, **kwargs):
        self.x = float(startingLoc[0])
        self.y = float(startingLoc[1])
        self.size = size  # Size does not need to be floats, but can be.
          # ...

请注意，如果您将ball.rect 设为property，则原地pygame.Rect 操作将不起作用， 因为ball.rect 是在现场生成的，并且其属性是未被ball 保存。矩形移动只能通过更改ball.x 和y 来完成，但只要你不直接对ball.rect 采取行动（或调用pygame 这样做），这并不重要，你' ball 将拥有您的精确 x 和 y 位置。

如果您想要超精确，您甚至可以在player-ball 碰撞检测中使用浮点数，将if ball.rect.bottomright [0] in range (player.rect.topleft [0], player.rect.topleft [0] + 15): 替换为if player.left <= ball.x <= player.left + 15: 之类的东西（等等）。请注意，range(..) 不能可靠地使用 float 值，因为该范围仅包含整数。

当您 blit ball 时，您必须为其 xy 位置发送 int 值。 ball.rect.topleft 可能仍然是要走的路（因为它间接从ball.x 和y 现场提取这些值）。

xmove 和 ymove 不需要 是浮点数；只要操作中的至少一个元素是float，结果也将是float。根据球的速度和方向计算出球的 x 和 y 位移后，您可以将这些浮点值发送到ball.x 和y，它将保持帧之间的精度。