使用Opencv和Python构建贪吃蛇小游戏
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· 2021-02-23
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导读
本文详细介绍贪吃蛇小游戏，主要是使用方向键来控制小蛇的移动，并让小蛇尽可能多的吃到地图中的小苹果，变得更长。
基础工作
导入基础程序库
首先需要导入我们所需要的各种程序库。
import cv2import numpy as npform random import randintform random import choice
定义小蛇的基础构成
在这个程序中，我们的小蛇由头部和身体组成。
头部：使用Head类来表示蛇头，即蛇头是整条蛇的最开始部分。
身体：对于一条小蛇，除了蛇头外，都是身体。
具体如下图所示。
接下来，我们分别定义小蛇的头部类和身体类。
头部类
因为整个小蛇是二维平面的小蛇，因此，确定一个蛇头的位置需要x和y两个值。此外，对于蛇头的移动方向，需要一个direction变量来确定。具体代码如下。
class Head:def __init__(self, direction, x, y):# 蛇头运动的方向self.direction = direction# 蛇头在二维平面的坐标self.x = xself.y = y# 移动函数，通过不同的方向来对蛇头的位置进行更新def move(self):# 右if self.direction == 0:self.x += 1# 下elif self.direction == 1:self.y += 1# 左elif self.direction == 2:self.x -= 1# 上elif self.direction == 3:self.y -= 1
身体类
身体类也需要使用x和y来确定位置，但由于每个身体但小块的运动均依赖于前一个小块的运动，因此，身体类没有direction变量，有的只是front变量，用来让身体知道自己的上一块的位置。具体代码如下。
class SnakePart:def __init__(self, front, x, y):self.front = frontself.x = xself.y = y# 移动函数，当前小块的下一个位置为当前小块的前一个小块的当前位置def move(self):self.x = self.front.xself.y = self.front.y
定义游戏变量
CELL_SIZE：每个单元格的宽度。
BOARD_SIZE：每一行有多少个单元格。
SPEED：小蛇运动的速度。
GROWTH：小蛇每吃掉一个苹果后，苹果出现的速度。
等等。。。
# 每个单元格的宽度CELL_SIZE = 20# 每一行有多少个单元格BOARD_SIZE = 45# 小蛇运动的速度。SPEED = 12# 小蛇每吃掉一个苹果后，小蛇增长的速度。GROWTH = 3# 判断苹果是否被吃了eaten = True# 判断是否推出游戏quit = False# 变量增长.grow = 0# 使用数组来储存小蛇snake = []# 初始化小蛇的头部并放在中间head = Head(0, int((BOARD_SIZE - 1)/2), int((BOARD_SIZE - 1)/2))snake.append(head)
编写游戏
初始化opencv窗口
除了初始化窗口外，这个函数还可以让用户的焦点自动到该贪吃蛇游戏中。
# 构建窗口并获取焦点def win_focus():cv2.namedWindow("Snake Game", cv2.WINDOW_AUTOSIZE);board = np.zeros([BOARD_SIZE * CELL_SIZE, BOARD_SIZE * CELL_SIZE, 3])cv2.imshow("Snake Game", board);cv2.setWindowProperty("Snake Game", cv2.WND_PROP_FULLSCREEN, cv2.WINDOW_FULLSCREEN);cv2.waitKey(2000)cv2.setWindowProperty("Snake Game", cv2.WND_PROP_FULLSCREEN, cv2.WINDOW_AUTOSIZE)
展现游戏
这个函数需要完成的功能如下。
创建一个用于给小蛇活动的黑色背景板。
把蛇的身体(包括头部)设置为绿色。
把苹果设置成红色。
监听键盘按键信息。
具体代码如下。
def display():# 创建黑色背景板board = np.zeros([BOARD_SIZE, BOARD_SIZE, 3])# 让小蛇变成绿色for part in snake:board[part.y, part.x] = [0, 255, 0]# 让苹果变成红色board[appley, applex] = [0, 0, 255]# 显示背景板，刷新，返回键盘按键信息cv2.imshow("Snake Game", np.uint8(board.repeat(CELL_SIZE, 0).repeat(CELL_SIZE, 1)))key = cv2.waitKey(int(1000/SPEED))# 没有任何按键被按下时返回-1return key
游戏主循环
在游戏主循环中，主要完成两件事
检查地图中的苹果是否被吃了。
如果被吃，需要增长小蛇长度，并重新生成一个新的不被小蛇覆盖的苹果。
# 判断苹果是否被吃if eaten:# 将二维地图转换为一维序列s = list(range(0, BOARD_SIZE ** 2))# 将序列中被小蛇占有的值给剔除for part in snake:s.remove(part.x * BOARD_SIZE + part.y)# 随机生成一个不被小蛇覆盖的新苹果a = choice(s)applex = int(a/BOARD_SIZE)appley = a % BOARD_SIZEeaten = False
刷新屏幕并更新移动方向
# 刷新屏幕key = display()# 根据按键的信息来控制小蛇的运动方向if key == 8 or key == 27:breakelif key == ord("d") :head.direction = 0elif key == ord("s") :head.direction = 1elif key == ord("a") :head.direction = 2elif key == ord("w") :head.direction = 3# 移动小蛇# 从后往前移动，因为后一个小块使用的是前一个小块的位置for part in snake[::-1]:part.move()
小蛇吃到苹果后长大
# 当小蛇吃到苹果后的生长代码if grow > 0:# 在蛇身的后尾添加上新的蛇身块snake.append(SnakePart(snake[-1], subx, suby))grow -= 1# 当蛇头碰到苹果，更新变量if applex == head.x and appley == head.y:subx = snake[-1].xsuby = snake[-1].yeaten = Truegrow += GROWTH
游戏失败的判断
# 碰撞墙壁规则if head.x < 0 or head.x > BOARD_SIZE - 1 or head.y < 0 or head.y > BOARD_SIZE - 1:break# 蛇头碰撞蛇身规则for part in snake[1:]:if head.x == part.x and head.y == part.y:quit = Truebreakif quit:break
小结
这只是一个小的Demo，大家感兴趣可以去下载源代码，并让这个游戏变得更加的具有可玩性。
代码:https://github.com/spmallick/learnopencv/tree/master/SnakeGame
英文原文：https://learnopencv.com/snake-game-with-opencv-python/
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