Pygameを試してみました！
今回はPygameを使ってGUIアプリを作成します。
Pygameは、他のGUIライブラリと異なり、ゲーム作成に特化したライブラリです。
今回は、基礎の基礎をメインにするため、
- Pygameの雰囲気
- 基礎的なPygameの実装方法
をつかんでいただけたらと思います。
Pygameの概要
Wikipediaによると、
pygame は、ビデオゲームを製作するために設計されたクロスプラットフォームのPythonモジュール集であり、Pythonでコンピュータグラフィクスと音声を扱うためのライブラリを含んでいる。
pygameは、SDL ライブラリの上に構築されており、C言語のような低水準の機構を使わずにリアルタイムのコンピュータゲームを開発できるようにするための配慮がなされている。
ライセンス GNU Lesser General Public License
「PyQt」『フリー百科事典 ウィキペディア日本語版』より。
2020年7月02日 (木) 20:30 UTC
URL: https://ja.wikipedia.org/wiki/Pygame
※SDLとは、音声を出したり、グラフィックを描画したりする、C言語で書かれたライブラリです。
Pygameの特徴をまとめると、
- ゲームに特化したライブラリ
- 音声を出すことや、図形の描画が可能
- SDLライブラリを使用
参考までに、他のGUIライブラリは、こちらでご紹介しています。
■【Python】GUIライブラリ１３個を比較【初心者へのオススメあり】
開発環境とPygameのインストール
開発環境
- OS Windows 10
- Pythonバージョン 3.7.1
- エディタ VS Code
- Pygameバージョン pygame 1.9.6
Pygameのインストール
コマンドプロンプトからpipを使ってインストールします（Windows10）。
pip install pygame
⇒「Successfully installed pygame-X.X.X」のようにでればOK
Pygameのサンプルゲームで遊んでみる
Pygameをインストールすると、いくつかのサンプルプログラムがついてきます。
どんなゲームが作れるのか、プログラムを書いてみる前に動かしてみました。
サンプルゲーム
格納フォルダ
Pygameをインストールした後には、下記フォルダにサンプルプログラム（○○.py）が入っています。
実行方法
コマンドプロンプトで、Pythonのモジュール実行することで、サンプルプログラムを動かすことができます。
python -m pygame.examples.〇〇
※○○にはプログラム名（○○.pyの○○の部分）を入れましょう。
また、格納フォルダにて、通常のPythonファイル実行コマンドでも、実行できます。
python 〇〇.py
注意
沢山のサンプルプログラムが用意されていますが、中には「開発版のPygameが無いと動かないもの」など、
環境によっては動かないプログラムがあります。
chimp チンパンジーゲーム
Pythonのモジュール実行コマンドを使って、実行してみます。
Pygameの画面が立ち上がりました。
マウスをクリックして、左右に逃げるチンパンジーを叩くゲームのようです。
chimp.pyのプログラム行数は、197行でした！
aliens シューティングゲーム
次は、格納フォルダにて、Pythonファイル実行コマンドを使って、実行します。
こちらを使っても、Pygameの画面が立ち上がりました。
これは、戦車に乗って、UFOを打ち落とすシューティングゲームです。
aliens.pyのプログラム行数は、351行でした！
コードを見ると、少ないプログラム行数でゲームが作れていますね。
【Python】GUIアプリを作ってみる【Pygame編】
それでは、実際にGUIアプリを作ってみましょう。
他のライブラリと比較して、少しだけ複雑になっていますが、頑張って説明します！！！
サンプルプログラム１ Hello World
ソースコード
import sys
import pygame
def main():
# pygameの初期化
pygame.init()
# メイン画面（Surface）初期化(横, 縦)
main_surface = pygame.display.set_mode((300, 300))
# メイン画面のタイトル
pygame.display.set_caption("Pygame Sample")
# フォントオブジェクト生成（引数：フォント名とフォントサイズ）
# フォント名にNoneを指定するとPygameの既定のフォントになる
font = pygame.font.Font(None, 30)
# テキストのSurfaceオブジェクトの生成（引数：テキスト内容、antialias、文字の色RGB）
text_surface = font.render("Hello World", True, (0, 0, 255))
#メイン画面の色設定（引数：RGB）
main_surface.fill((220, 220, 220))
# メイン画面上にテキストを配置（引数：配置するSurface、座標）
main_surface.blit(text_surface, (100, 100))
# メイン画面の更新
pygame.display.update()
# Clockオブジェクトの生成
clock = pygame.time.Clock()
# ループを続けるかのフラグ
going = True
# 終了イベント発生までループをまわす
while going:
# イベントを取得
for event in pygame.event.get():
# 終了イベント（画面の×ボタン押下など）の場合、
# ループを抜ける
if event.type == pygame.QUIT:
going = False
# フレームレート（1秒間に何回画面を更新するか）の設定
clock.tick(10)
# 終了処理
pygame.quit()
sys.exit()
if __name__ == '__main__':
main()
実行結果
解説１ 文字の描画について
Pygameでは、Tkinterのようにラベルウィジェットが無く、画面に直接文字を書くことができません。
文字を書くためには、テキストが書かれたSurfaceオブジェクトを作成し、それをメイン画面に張り付けていきます。
＜Pygameの文字の書き方＞
１．フォントオブジェクトの生成 14行目
font = pygame.font.Font(None, 30)
２．フォントオブジェクトからテキスト用のSurfaceオブジェクトの生成 16行目
text_surface = font.render("Hello World", True, (0, 0, 255))
３．メイン画面にテキスト用のSurfaceオブジェクトを配置 20行目
main_surface.blit(text_surface, (100, 100))
４．メイン画面の更新
pygame.display.update()
解説２ フレームレートについて
Pygameのコードの理解には、「フレームレート」の概念の理解が必要です。
とはいっても難しい話ではありません。
フレームレートとは、動画などで、1秒間あたりに見せるフレーム（静止画像数）のことです。
ゲームにおいても、動画と同様、動きを見せるために静止画を更新する必要があります。
Pygameは、ゲームを作るためのライブラリのため、プログラムの実装にもこの考え方が必要となります。
サンプルプログラムでは、下記の部分です。
# Clockオブジェクトの生成
clock = pygame.time.Clock()
# ループを続けるかのフラグ
going = True
# 終了イベント発生までループをまわす
while going:
# イベントを取得
for event in pygame.event.get():
# 終了イベント（画面の×ボタン押下など）の場合、
# ループを抜ける
if event.type == pygame.QUIT:
going = False
# フレームレート（1秒間に何回画面を更新するか）の設定
clock.tick(10)
画面で×ボタンが押されるなどの終了イベントが発生するまで、while分での無限ループとなり、画面が更新され続けます。
キャラクターを動かしたりする場合は、このwhile分の中に処理を書く必要があります。
38行目でフレームレートを設定しています。
次は実際にボールを画面上で動かしてみましょう！
サンプルプログラム２ ボールの落下
ソースコード
import sys
import pygame
def main():
# pygameの初期化
pygame.init()
# メイン画面（Surface）初期化(横, 縦)
main_surface = pygame.display.set_mode((300, 300))
# メイン画面のタイトル
pygame.display.set_caption("Pygame Sample 2")
# Clockオブジェクトの生成
clock = pygame.time.Clock()
#ボールのy座標
y = 0
# ループを続けるかのフラグ
going = True
# 終了イベント発生までループをまわす
while going:
# イベントを取得
for event in pygame.event.get():
# 終了イベント（画面の×ボタン押下など）の場合、
# ループを抜ける
if event.type == pygame.QUIT:
going = False
# メイン画面の初期化
main_surface.fill((220, 220, 220))
# ボールの座標を更新
y += 3
# ボールの描画
pygame.draw.circle(main_surface, (255,0,0), (150, y), 20)
# メイン画面の更新
pygame.display.update()
# フレームレート（1秒間に何回画面を更新するか）の設定
clock.tick(10)
# 終了処理
pygame.quit()
sys.exit()
if __name__ == '__main__':
main()
Hello Worldのプログラムと異なる点は、while文の中に、ボールを動かすアルゴリズムが実装されていることです。
28~35行目にて、
- メイン画面の初期化
- ボールの座標を更新
- ボールをメイン画面に描画
- メイン画面の更新
のように、ボールの位置をフレーム毎に更新しています。
実行結果
今回はここまで！
まとめ
Pygameを使って、簡単なGUIを作ることができました。
- Hello Worldを表示するGUIアプリ
- 動きをつけたGUIアプリ
ゲーム作成に特化したライブラリのため、簡単に動きをつけることができましたね。
最後に、Pygameは書籍で取り扱われているため、勉強がしやすいと思います。
ゲーム作成を通して楽しくPythonを学びたい方にお勧めです！
参考書籍
■Pygameを学べる書籍
Pythonをある程度使える人にはこちらがオススメ。
