使用Opencv和Python构建贪吃蛇小游戏

awoziji 2021-02-23

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来源丨https://blog.csdn.net/ZeroSwift/article/details/112172663

编辑丨AI算法与图像处理

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 = x    self.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 = front self.x = x self.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.x self.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-1  return 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_SIZE

eaten = 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].x suby = snake[-1].y eaten = True grow += 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 = True    break
if quit:  break