开发游戏的核心原理
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2024-07-10 13:31
你小时候有没有玩过这样一种玩具：一块硬纸，一面画着一只鸟，一面画着一个笼子。硬纸下粘上一根细棒。用手来回转动细棒，让硬纸的两面快速交替出现，就会看见鸟被关在了笼子里。
这种现象被称为视觉暂留，又称余晖效应。人眼的性质使得光信号在进入之后，会保持一小段时间，这段时间大约是0.1~0.4秒。电影、动画便是利用这种现象得以实现，把一幅幅静态画面快速连续播放，形成看上去连续的活动画面。游戏也不例外。
来看一段用 Python 里的知名游戏库 pygame（需安装）写的一个“空游戏”代码：
这段代码虽然只显示了一张背景图片，完全没有任何游戏功能，但这已经是一个最基本的游戏代码框架了。
注意代码中一个 while True 的循环，注释为“游戏主循环”。这就是游戏的主体部分。每次循环都相当于是一张静态的画面，程序一直运行，只需要去修改这张画面，就有了动态的效果。
与动画不同，游戏中不仅要把一幅幅画面播放出来，还需要处理玩家的操作与游戏中内容的交互。所以在这个 while 循环中，还要去接收玩家的输入，以及处理游戏中的各种逻辑判断、运动、碰撞等等。
在以上代码的主循环里，做了对退出事件的响应：
for event in pygame.event.get():if event.type == pygame.QUIT:pygame.quit()exit()
screen.blit(background, (0,0))最后，把整个窗口画面更新：
pygame.display.update()
如果你看过“黏土动画”，那么就可以把整个游戏过程想象成拍摄黏土动画的过程：
每一次，screen.blit() 相当于去把人偶、布景移动一点点位置
pygame.display.update() 则是按下快门拍下一帧新的画面
而 if event.type == pygame.QUIT: 就是在判断，导演是不是喊停收工了
这一切都由计算机在很短的时间内处理，以至于玩家感觉是连贯的。
尽管这是非常简单的游戏逻辑，但在核心原理上，绝大多数的游戏都是相通的。即便是酷炫的3D游戏或者大型网游，它们同样是通过一个游戏主循环，在循环中更新各种游戏逻辑和显示效果来运作的。
有些大型3D游戏需要在一次循环内做很多事情，需要进行复杂的物理运算、计算光线的照射效果、处理大量电脑角色的智能、网络信息通讯等。在配置不高的电脑上，这些计算花费的时间就多，游戏刷新画面的频率就变慢了。这也就是我们常听说“一个游戏的帧率低”的原因，这种时候你就会感到游戏不流畅。
以上就是对于电子游戏核心原理的简单介绍。如果你是个对游戏开发感兴趣的新手，可以看看我之前写过的 pygame 系列教程：
虽然不像现在流行的游戏引擎那么“傻瓜化”操作，但是通过代码实现游戏可以让你对游戏的底层逻辑有更深刻的理解。
作者：Crossin的编程教室