Teil 1 Projekt Pygame Zero

Das Ziel dieses Projekts ist, dass jeder ein eigenes Spiel programmiert.

Es ist wichtig, dass du zuerst das Grundgerüst erstellst. Danach kannst du später deine eigenen Soundeffekte oder Bilder ins Spiel einbauen.

The devil is in the details. Überspringe die Aufgaben nicht und versuche, den Code langsam zu verstehen. Wenn der Code zu lang und kompliziert wird, werde sogar ich Probleme haben, ihn zu verstehen.

Was ist Pygame Zero?

Pygame Zero ist ein Python-Modul.

Ein Modul ist eine Python-Datei, die wiederverwendbaren Code enthält.

Anstatt alles selbst zu programmieren, nutzen wir Module, die von anderen entwickelt wurden.

Ein Beispiel ist das Turtle-Modul, das du in der 9. Klasse verwendet hast, um einfache Figuren zu zeichnen.

Für Spiele gibt es Module wie Pygame Zero, mit denen du leicht eigene Spiele entwickeln kannst.

Um ein Modul zu verwenden, musst du es importieren. Das funktioniert jedoch nur, wenn es zuvor installiert wurde.
Wir haben Pygame Zero bereits mit pip installiert.

Vorbereitung

Ordnerstruktur

1. Erstelle einen Ordner auf dem Desktop mit dem Namen spiel_nachname. Speichere darin deine Spieldateien.
2. Erstelle in diesem Ordner zwei Unterordner mit den Namen images und sounds.
   Achtung: Die Namen müssen exakt images und sounds lauten.
3. Speichere alle Bilder im Ordner images und alle Sounds im Ordner sounds.
4. Öffne den Hauptordner in VS Code und erstelle darin eine Datei mit dem Namen script.py.
   Hinweis: Die Datei script.py gehört direkt in den Hauptordner, nicht in die Unterordner.
5. Erstelle eine Textdatei mit dem Namen lsg_nachname. Schreibe darin deine Lösungen. Am Ende der Stunde gibst du die Datei über Teams ab, damit ich deinen Fortschritt sehen kann. Zum Projektabschluss muss die Datei mindestens die Lösungen zu allen Basisaufgaben enthalten.

Die Ordnerstruktur sollte so aussehen:

spiel_nachname
├── images
├── sounds
├── script.py
└── lsg_nachname.txt

Beachte vor dem Start:

• Speichere regelmäßig deine Fortschritte.
• Ignoriere gelbe Markierungen in VS Code – sie sind lediglich Hinweise.
• Schließe das Pygame Zero-Fenster, bevor du Änderungen am Code vornimmst.
• Sollte es zu Problemen kommen, starte das Terminal und VS Code neu.
• Schreibe den Code Schritt für Schritt und teste ihn nach jeder Änderung.

Das Spielfenster

Den Code für dein Spiel schreibst du in die Datei script.py.

Startcode

import pgzrun

WIDTH = 400  
HEIGHT = 500  

pgzrun.go()  

Aufgaben

1. Was passiert, wenn du den Code ausführst? Schreibe deine Beobachtungen auf. Was passiert, wenn du pgzrun.go() am Ende weglässt?
2. Ändere die Werte von WIDTH und HEIGHT. Was passiert mit dem Fenster?

Einen Titel hinzufügen

Mit der Variablen TITLE kannst du einen Titel für das Spielfenster setzen.

import pgzrun

WIDTH = 400  
HEIGHT = 500  
TITLE = "Mein Spiel"

pgzrun.go()  

Aufgabe

3. Wähle einen eigenen Titel und notiere die entsprechende Codezeile.

Eine Spielfigur zeichnen und positionieren

1. Lade das Bild herunter.
2. Speichere es im Ordner images.
   Hinweis: Der Dateiname muss exakt mit dem im Code verwendeten Namen übereinstimmen.

Dein Ordner sollte jetzt so aussehen:

spiel_nachname
├── images
│   └── venusaur.png
├── sounds
├── script.py
└── lsg_nachname.txt

In Pygame Zero kannst du mit der Klasse Actor Bilder in dein Spiel einfügen. Ein Actor ist eine Spielfigur oder ein Objekt in deinem Spiel.

Nachdem du einen Actor erstellt hast, musst du ihn zeichnen. Dies sollte jedoch nur innerhalb der Funktion draw() erfolgen. Verwende dazu def draw():, um die draw()-Funktion zu erstellen, welche Pygame Zero regelmäßig aufruft. Der Actor wird dann mit player.draw() gezeichnet, wie folgt:

import pgzrun

WIDTH = 400  
HEIGHT = 500  
TITLE = "Mein Spiel"

player = Actor("venusaur")  
player.x = 200  
player.y = 200  

def draw():  
    player.draw()  

pgzrun.go()  

Aufgaben

4. Ändere die Werte von player.x und player.y. Wie verschiebt sich die Figur?
5. Was passiert, wenn du player.x = 550 setzt? Warum?

Spielfigur bewegen

Jetzt wollen wir unsere Spielfigur bewegen. Dazu ändern wir den Code wie folgt:

import pgzrun

WIDTH = 400  
HEIGHT = 500  
TITLE = "Mein Spiel"

player = Actor("venusaur")  
player.x = 200  
player.y = 200  

def update():  
    if keyboard.left:  
        player.x -= 5  

def draw():  
    player.draw()  

pgzrun.go()  

Pygame Zero ruft die Funktion update() regelmäßig auf. Die Funktionen draw() und update() haben ähnliche Aufgaben, sind jedoch für unterschiedliche Zwecke gedacht. Die Funktion draw() zeichnet die Spielfigur an ihrer aktuellen Position, während die Funktion update() dazu verwendet wird, die Spielfigur zu bewegen.

Aufgaben

6. Erkläre, was player.x -= 5 macht. Ist es dasselbe wie player.x = player.x - 5?

   • Anfangswert von player.x: 200.
   • Wie ändert sich die x-Koordinate, wenn du einmal oder zweimal die linke Taste drückst?

7. Warum bleibt die vorherige Position der Figur sichtbar, obwohl sie sich bewegt?

8. Ergänze den Code mit screen.clear() in der draw()-Funktion:

def draw():  
    screen.clear()  
    player.draw()  

Was macht screen.clear()? Wie löst es das Problem aus Aufgabe 7?

9. Ergänze die Bewegungen für die Pfeiltasten oben, rechts und unten.

10. Wie kannst du steuern, wie weit sich die Figur pro Tastendruck bewegt?

11. Was passiert, wenn du zwei Tasten gleichzeitig drückst? Probiere diese Kombinationen aus: Links + Oben und Links + Rechts

12. Wenn der Code lautet:

if keyboard.left:  
    player.x -= 5  
if keyboard.right:  
    player.x += 3  

In welche Richtung bewegt sich die Figur, wenn du Links und Rechts gleichzeitig drückst? Warum?

Die Figur drehen

Ergänze den folgenden Code in der update()-Funktion:

if keyboard.r:  
    player.angle += 10  

Aufgabe

13. Führe den Code aus. Was passiert mit player.angle += 10? Erkläre.

Bewegungseinschränkungen

Der Spieler soll das Spielfenster nicht verlassen. Übernimm die folgende Code-Änderung:

def update():
    if keyboard.left and player.x > 0:
        player.x -= 5

Aufgaben

14. Was macht die Bedingung keyboard.left and player.x > 0? Warum kann der Spieler den linken Rand jetzt nicht überschreiten?

15. Ändere den Code so, dass der Spieler auch die anderen Ränder (rechts, oben, unten) nicht verlassen kann.

Futter hinzufügen

Lade das Bild herunter. Speichere es im Ordner images.

Dein Ordner sollte jetzt so aussehen:

spiel_nachname
├── images
│   ├── venusaur.png
│   └── apple.png
├── sounds
├── script.py
└── lsg_nachname.txt

Erstelle mit Hilfe der Klasse Actor ein Futterobjekt für das Spielfenster. Nutze dazu den folgenden Code:

apple = Actor("apple")
apple.x = 100
apple.y = 200

Ergänze die draw()-Funktion, um den Apfel zu zeichnen:

def draw():
    screen.clear()
    apple.draw()
    player.draw()

Aufgabe

16. Spielt die Reihenfolge, in der apple.draw() und player.draw() geschrieben werden, eine Rolle? Warum oder warum nicht? Ändere die Koordinaten von apple und player auf denselben Wert und teste deine Vermutung.

Mit dem random-Modul arbeiten

Unser Futter befindet sich aktuell an einer festen Position, da wir feste Werte für x und y verwenden. Das random-Modul hilft uns, zufällige Werte zu generieren, sodass der Apfel bei jedem Neustart an einer anderen Position erscheint.

Füge dem Code das random-Modul hinzu:

import pgzrun
import random

Ändere die Position des Apfels mithilfe von random.randint:

apple = Actor("apple")
apple.x = random.randint(0, 400)
apple.y = random.randint(0, 500)

Aufgabe

17. Erkläre, was random.randint(0, 400) macht.
    Schließe und starte das Spiel mehrfach neu. Beobachte, wie der Apfel an verschiedenen Positionen erscheint, und beschreibe das Verhalten.

Kollisionen erkennen

Wenn der Spieler den Apfel berührt, soll der Apfel an eine neue zufällige Position wechseln. Kollisionen können mit einer if-Bedingung und der Methode colliderect() erkannt werden. Dieser Code gehört in die update()-Funktion:

if player.colliderect(apple):
    apple.x = random.randint(0, 400)
    apple.y = random.randint(0, 400)

Aufgabe

18. Was würde passieren, wenn in der Bedingung apple.colliderect(player) anstelle von player.colliderect(apple) verwendet würde?
    Teste deine Vermutung und beschreibe, ob sich das Verhalten des Spiels dadurch ändert.

Punktesystem

Wir möchten ein Punktesystem einbauen.
Jedes Mal, wenn die Spielfigur das Futter berührt, soll der Punktestand erhöht werden. Dafür erstellen wir eine neue Variable score, die wir auf null setzen. Diese Variable ist global und muss daher außerhalb der Funktionen update() und draw() definiert werden, z. B. direkt unter der Erstellung des Apfelobjekts:

apple = Actor("apple")
apple.x = random.randint(0, 400)
apple.y = random.randint(0, 500)

score = 0

Der Punktestand soll nur erhöht werden, wenn der Spieler den Apfel berührt. Ergänze dazu den folgenden Code unterhalb von if player.colliderect(apple)::

if apple.colliderect(player):
    score += 1
    apple.x = random.randint(0, 400)
    apple.y = random.randint(0, 400)

Aufgabe

19. Führe den Code aus. Es tritt ein Fehler auf, wenn du den Apfel berührst. Wie heißt dieser Fehler?

Um globale Variablen innerhalb einer Funktion zu ändern, füge die folgende Zeile am Anfang der update-Funktion hinzu:

def update():
    global score

Teste den Code erneut und überprüfe, ob er jetzt korrekt funktioniert.

Punktestand anzeigen

Um den Punktestand in deinem Spiel darzustellen, nutzen wir die Funktion screen.draw.text(). Sie erlaubt es, Text an einer bestimmten Position im Spielfenster anzuzeigen. Ergänze deine draw()-Funktion wie folgt:

def draw():
    screen.clear()
    apple.draw()
    player.draw()
    screen.draw.text('Score: ' + str(score), (15, 10), color=(255, 255, 255), fontsize=30)

Aufgaben

20. Was passiert, wenn du die Werte (15, 10) in der Funktion screen.draw.text() änderst? Ändere die Werte, teste das Programm und beschreibe, wie sich die Position des Textes im Spielfenster verändert.

21. Erkläre, was color=(255, 255, 255) bedeutet. Recherchiere, was RGB-Werte sind, finde den RGB-Wert für Rot und ändere die Farbe des Textes entsprechend.

22. Was macht der Parameter fontsize? Ändere den Wert und beschreibe, wie sich die Darstellung des Textes ändert.

23. Müssen die Parameter der Position und fontsize ganzzahlig sein, oder können sie auch Dezimalwerte haben?

Soundeffekte hinzufügen

Leider können aus irgendwelchen Gründen, die ich selbst nicht ganz verstehe, bei manchen Rechnern die Sounddateien nicht abgespielt werden.
Falls das bei deinem Rechner der Fall ist, gib statt der Sounddatei einfach mithilfe des print()-Befehls den Namen der Datei im Terminal aus, bis ich eine Lösung gefunden habe.

Jedes Mal, wenn der Spieler den Apfel berührt, soll ein Essgeräusch abgespielt werden. Oder im Terminal der Text eating sound ausgegeben wird.

1. Lade die Sounddatei herunter.
2. Speichere sie im Ordner sounds.

Der Ordner sollte so aussehen:

spiel_nachname
├── images
│   ├── venusaur.png
│   ├── apple.png
├── sounds
│   └── eating_sound.ogg
├── script.py
└── lsg_nachname.txt

Füge diesen Code in die update()-Funktion ein:

if apple.colliderect(player):
    sounds.eating_sound.play() # oder print("eating sound")
    score += 1
    apple.x = random.randint(0, 400)
    apple.y = random.randint(0, 400)

Aufgabe

24. Wie heißt die heruntergeladene Sounddatei? Erkläre, was die Codezeile sounds.eating_sound.play() macht. Was wird im Terminal ausgegeben, wenn du sounds.eating_sound.play() durch print("eating sound") ersetzt?

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