【Python】那些年我們一起玩過的遊戲(一)-太空侵略者

A、提案企劃書

一句話形容這個遊戲

• 勾起老遊戲人復古情懷的小品遊戲

遊戲類型

• 射擊類

遊戲特色

• 懷舊復古風
• 點陣圖

發想概念

• 致敬1978年由Taito在日本製造和銷售的太空侵略者(Space Invaders)
• 藉以重製太空侵略者(Space Invaders)遊戲學習Python語言

遊戲玩法

• 玩家控制飛機左右移動，發射子彈射擊上方的飛機，示意圖如下：

目標族群

• 想用Python學做遊戲的人
• 勾起老玩家回憶，發現往事不堪回首的人

發行平台

• Windows
• MAC
• Linux

預計製作期

• 10天

美術風格

• 2D點陣圖風格

技術特色

• 實現將圖像編碼成字串並內崁在程式碼內，以取代讀外部圖檔的功能

遊戲周邊

• 手機吊飾
• LINE貼圖

製作人員需求

• 企劃 x 1
• 美術 x 1
• 程式 x 1

收費方式

• 佛系遊戲緣分到了自動有收入

製作預算

• 不要問你會怕

參考資料

• 太空侵略者
• https://en.wikipedia.org/wiki/Space_Invaders
• [巷口遊戲攤] 太空侵略者：引發日本金融問題的射擊遊戲
• https://www.cool3c.com/article/123178

B、執行企劃書

前言

• 本遊戲玩法大致上與Taito在1978年發行的太空侵略者(Space Invaders)相同，只是在玩法上作了一些簡化，其調整內容後續會在陸續說明。

遊戲流程

遊戲玩法說明

• 遊戲畫面示意圖

玩家相關說明

• 玩家操作飛機左右移動，一邊閃躲敵人發射下來子彈一邊發射子彈射擊敵人
• 玩家飛機一次只能發射一發子彈，要等子彈擊中敵機或超出畫面消失後才能再發射下一發子彈
• 玩家飛機死亡條件

1. 被敵人子彈打中
2. 被任一隻敵人碰到

• 遊戲一開始玩家一共有三條命，全部死亡後即遊戲結束

敵人相關說明

• 敵人會有五列，每列11隻敵人，排列方式如下：

1. 敵人1 x 11
2. 敵人2 x 11
3. 敵人2 x 11
4. 敵人3 x 11
5. 敵人3 x 11

• 敵人移動方式

1. 畫面上的敵人會從最後一排整列往右移動8像素，移動完後換最後第二排往右移動8像素，接下來陸續最後第三排、第四排、第五排，然後在回到最後一排如此重複移動，直到畫面上的所有敵人移動到離右邊界100像素後，全部敵人往下移動20像素，然後在依上面規則開始往左移動，直到移動到離左邊界100像素後，全部敵人往下移動20像素，然後就重複以上規則在開始右移，如此反覆移動
2. 每下降一次速度就變快一點

• 飛碟每隔10秒會從左邊慢慢往右邊移動
• 擊中敵人加分表如下：

1. 敵人1 加30分
2. 敵人2 加20分
3. 敵人3 加10分
4. 飛碟 加60分

• 分數每增加2000分會增加一台玩家飛機生命，上限為5台
• 敵人發射子彈機率

1. 每隔1秒從场景中挑出一位敵人發射子彈
2. 全部敵人每下降一次發射時間就縮短一點

過關條件

• 將畫面上所有敵機摧毀後就會進入下一關
• 下一關只是復原原本生出的敵機並繼續讓玩家射擊，如此循環直到玩家飛機全部死亡為止

遊戲結束條件

• 玩家飛機隻數全部死亡
• 敵機下降到底線

遊戲操作

滑鼠

• 遊戲中

1. 左右移動操作 玩家飛機
2. 點擊滑鼠左鍵發射子彈

• GameOver畫面

1. 點擊滑鼠左鍵重新開始遊戲

鍵盤

• F鍵：開關遊戲FPS顯示
• Esc 鍵：離開遊戲

遊戲系統

點陣動畫系統

• 本專案使用的圖形都是一些較簡單的單色點陣圖，所以希望能研發一工具可將圖檔傳換成字串，然後將此圖檔以字串方式內崁入到程式碼內，也就是說不以讀外部圖檔的方式來讀圖檔
• 圖檔編碼方式說明如下：
• 以下為將格子填上數字的圖檔，我們先挑出填滿黑色格子內的數字：

• 依照規則第一張圖挑出填滿黑色格子內的數字號碼為：
• (3,4,10,11,12,13,17,18,19,20,21,22,24,25,27,28,30,31,32,33,34,35,36,37,38 ,39,42,45,49,51,52,54,56,58,61,63)
• 依照規則第二張圖挑出填滿黑色格子內的數字號碼為：
• (3,4,10,11,12,13,17,18,19,20,21,22,24,25,27,28,30,31,32,33,34,35,36,37,38 ,39,41,43,44,46,48,55,57,62)
• 程式讀入以上數字編碼字串後，在依照數字編碼位置畫出黑色Box就可以重現圖案內容的圖像了
• 程式提供播放動畫功能
• 程式提供移動功能
• 程式提供改變顏色功能
• 程式提供判斷碰撞功能

計分系統

• 玩家操作飛機擊中敵人後會累積分數
• 擊中敵人分數計算方式如下：

1. 敵人1–30分
2. 敵人2–20分
3. 敵人3–10分
4. 飛碟 — 60分

• 最高分數紀錄
• GameOver後系統會將這局玩的分數與最高分數作比較，如果大於最高分數，就會更新為本局分數，並顯示在畫面上。

遊戲介面

美術風格

美術元件列表

敵人1

• 像素：8 x 8
• 格數：2 frame

敵人2

• 像素：11 x 8
• 格數：2 frame

敵人3

• 像素：12 x 8
• 格數：2 frame

敵人子彈

• 像素：3 x 7
• 格數：2 frame

飛碟

• 像素：16 x 7
• 格數：1 frame

主角飛機

• 像素：15 x 8
• 格數：1 frame

主角飛彈

• 像素：1 x 4
• 格數：1 frame

爆炸效果

• 像素：11 x 9
• 格數：1 frame

C、製作日誌

開發工具

• Python 3.7.0
• PyGame

第1~3天

• “點陣動畫系統”是我在這個專案第一完成的系統，在看完執行企劃後，就決定用pygame的基礎繪圖功能來製作重繪點陣區塊，實作後的效果其實還不錯，已將程式碼放置GitHub Gist上，點選以下連結查看：

【drewEngine.py程式碼】

第4~10天

• 接下來要開始實作遊戲Gameplay的部分，要實作的功能不少，已將程式碼放置GitHub Gist上，點選以下連結查看：

【play.py程式碼】

• 15 ~ 33：遊戲參數設定，調整這邊的數值可以改變遊戲平衡
• 35 ~ 63：這邊針對執行企劃文件內”點陣動畫系統”部分，所敘述的將圖形編碼成字串方式針對每張圖作編碼並存放在陣列內，一維以上的陣列會循環撥放，以達到動畫效果
• 75：時脈陣列，紀錄遊戲裡面所有需要計算時間的時脈紀錄，舉例一下，請看以下程式碼：

# 移動敵人.
if((pygame.time.get_ticks() — last_time[0]) >= enemy_speed):

• 這邊會將現在時間減掉last_time[0]時脈後如果大於設定的enemy_speed就會進入判斷式內執行，執行完記的要將現在時間寫回去，如下：

last_time[0] = pygame.time.get_ticks()

• 209 ~ 254：產生所有遊戲所有需要用到的圖形物件
• 263 ~ 512：遊戲主迴圈
• 270 ~ 280：判斷鍵盤輸入
• 283 ~ 302：判斷滑鼠輸入，可由game_mode變數判斷遊戲狀態，在game_mode = 20時表示遊戲進入Game Over狀態，在這狀態下玩家按下Mouse左鍵就可以重新開始遊戲
• 309 ~ 318：處理讓玩家飛機跟隨滑鼠游標
• 321 ~ 326：處理玩家飛彈移動
• 327 ~ 362：處理敵人移動與每下降一次速度變快、子彈速度變短，跟敵人碰到主角飛機還有敵人超出下邊界時將狀態設定成Game Over模式(game_mode = 20)
• 365 ~ 366：處理每隔N秒出現飛碟
• 388 ~ 412：處理更新所有敵人，並判斷玩家發射的子彈有無碰撞到敵人，跟打死敵人加分，分數是2000分倍數就加一隻，還有敵人全滅處理遊戲初始設定並繼續進入下一關
• 409 ~ 410：存入活著的敵人編號
• 415 ~ 446：處理敵人發射子彈，移動子彈，判斷發射的子彈是否碰到玩家
• 448 ~ 455：顯示開啟的爆炸圖像，N秒後會自動關閉
• 457 ~ 468：處理玩家飛機重新，扣生命，如果已經沒生命數了就進入Game Over模式(game_mode = 20)
• 470 ~ 484：判斷玩家發射的子彈是否打中飛碟，打中後處理顯示爆炸圖像與加分數，跟加隻判斷
• 485 ~ 491：顯示Game Over畫面，並判斷此局分數是否有大於最高分，如果大於最高分的話就將本局分數更新為最高分數
• 497 ~ 514：顯示畫面UI，如分數、剩餘數量、最高分等。。。

執行遊戲

• 請在命令列下輸入python play.py 以執行遊戲

GitHub下載原始碼

後記

版本更新

2020/03/29

• Q：如何將畫面切換成全螢幕?
• A：在play.py找到如下程式碼：
• canvas = pygame.display.set_mode((canvas_width, canvas_height))
• 並修改成以下方式：
• canvas = pygame.display.set_mode((canvas_width, canvas_height), pygame.DOUBLEBUF and pygame.FULLSCREEN )

2018/10/20

• 新增灰階版本(play_gray_scale.py)以更新至GitHub