- Kiến thức lập trình
- Lập trình hướng đối tượng với python
- Lập trình game với thư viện pygame
- Vòng lặp, câu điều kiện trong python
- Một số yếu tố toán học và hình học để lập trình game
- Giới thiệu trò chơi
Bóng bàn là một trong những môn thể thao phổ biến trên toàn thế giới và điều đó cũng biến game ping pong trở thành một trong những game máy tính đầu tiên được ra đời vào năm 1972. Trò chơi có quy tắc chơi rất là đơn giản. Hai bên sẽ đỡ trả những quả bóng cho đến khi một bên không đánh trả được nữa. Ở đây chúng ta sẽ là một người chơi và đánh quả bóng bàn không bị rơi xuống đất. Các bạn học sinh hãy cùng trải nghiệm trò chơi trước khi bắt tay vào lập trình ở link sau: https://replit.com/@STEAM4VNOfficial/Pingpong#main.py
- Bắt tay vào lập trình thôi nào
Bước 1: Khai báo thư viện sử dụng để lập trình trò chơi
Giống như các bài blog khác trong Pygame series (Link), chúng ta sẽ cần sử dụng thư viện pygame. Ngoài ra, chúng ta cũng cần có thư viện random để khởi tạo ngẫu nhiên hướng đi của quả bóng bàn khi mới bắt đầu trò chơi.
import pygame
import randomBước 2: Khởi tạo một vài yếu tố cơ bản của trò chơi:
Hàm pygame.init() giúp chúng ta bắt đầu khởi tạo trò chơi. Thêm vào đó, các bạn hãy sử dụng vòng lặp while với biến start để lặp lại liên tục các hành động của người chơi và quả bóng, cho đến khi quả bóng rơi xuống đất. Biến start sẽ được khởi tạo với giá trị True. Khi bóng rơi xuống đất, biến start sẽ được thay đổi thành False.
Chúng ta cũng cần khởi tạo một số màu cơ bản dùng trong trò chơi, cho quả bóng, vợt bóng bàn, và màn hình. Giống như blog cờ caro (link), chúng ta sẽ sử dụng bảng mã RGB.
Black = (0,0,0)
Green = (0, 250, 0)
Yellow = (250, 250, 0) Sau đó, các bạn tiếp tục khởi tạo màn hình cửa sổ trò chơi với kích thước 800×500 pixels bằng câu lệnh pygame.display.set_mode. Chúng ta cũng cài đặt màn hình màu đen bằng câu lệnh fill. Ngoài ra, câu lệnh pygame.display.set_caption sẽ giúp hiển thị tên của trò chơi.
screen = pygame.display.set_mode((800, 500))
screen.fill(Black)
pygame.display.set_caption('Ping Pong')Tương tự như game cờ caro, chúng ta sẽ sử dụng font freesansbold với kích thước 20 cho chữ trong game. Đồng thời, ta sử dụng thư viện random để khởi tạo chọn ngẫu nhiên một trong hai số 0 và 1, ứng với hướng di chuyển của quả bóng lúc bắt đầu trò chơi. Để cho game thêm phần thú vị, chúng ta sẽ tính điểm của người chơi và lưu vào biến score. Biến score sẽ được khởi tạo bằng 0:
direct = random.randint(0,1)
font = pygame.font.Font('freesansbold.ttf', 20)
score = 0Bước 3: Khởi tạo 2 đối tượng chính của người chơi là quả bóng và trò chơi.
Chúng ta sẽ sử dụng khái niệm đối tượng và lớp đã được học ở bài 8 của khoá CS 101 để tạo quả bóng và người chơi. Chúng ta sẽ tạo lớp (class) Player với hai thuộc tính x và y, để lưu toạ độ của người chơi. Sau đó chúng ta sẽ tạo đối tượng (object) player của lớp Player để tạo một người chơi trong trò chơi. Trong trường hợp này người chơi sẽ là cái vợt bóng bàn ở vị trí (400,200) trên màn hình trò chơi khi bắt đầu.
Tương tự như vậy, chúng ta sẽ tạo lớp Ball và đối tượng ball để tạo một quả bóng ở vị trí (350,400) cho trò chơi. Vì chúng ta sử dụng khái niệm lập trình hướng đối tượng nên chúng ta có thể tạo ra rất nhiều người chơi và quả bóng khác nhau. Tất cả người chơi và quả bóng đều có hai thuộc tính là toạ độ x, y.
class Player:
def __init__(self, x, y):
self.x = x
self.y = y
class Ball:
def __init__(self, x, y):
self.x = x
self.y = y
ball = Ball(400, 200)
player = Player(350, 400)
Bước 4: Vẽ các yếu tố đồ hoạ lúc bắt đầu game
Trong trò chơi này, quả bóng sẽ là hình tròn, người chơi và mặt đất sẽ là hình chữ nhật. Chúng ta sẽ bắt đầu với câu lệnh pygame.display.flip(). Để vẽ hình tròn, ta sẽ sử dụng câu lệnh pygame.draw.circle() với 4 inputs: màn hình game (screen), màu sắc, toạ độ của tâm hình tròn, và bán kính của hình tròn. Toạ độ của tâm hình tròn sẽ là 2 thuộc tính x và y của đối tượng ball. Chúng ta sẽ lấy thuộc tính của đối tượng bằng câu lệnh đã học ở bài 8 của khoá CS 101. Bán kính của quả bóng là 20 và quả bóng màu xanh lá cây.
Để vẽ hình chữ nhật, chúng ta sẽ sử dụng câu lệnh pygame.draw.rect() với 3 inputs: màn hình, màu sắc, và đối tượng hình chữ nhật trong pygame. Đối tượng hình chữ nhật được định nghĩa bởi câu lệnh pygame.Rect() với 4 inputs. Hai inputs đầu tiên xác định toạ độ của đỉnh bên trái trên cùng của hình chữ nhật. Input thứ ba là chiều dài của hình chữ nhật. Input thứ tư là chiều rộng của hình chữ nhật. Ví dụ, hình chữ nhật biểu diễn người chơi có chiều dài là 100 và chiều rộng là 20. Ngoài ra, toạ độ của đỉnh trên cùng bên trái được xác định bằng thuộc tính x, y của đối tượng player. Chúng ta sẽ vẽ hình chữ nhật biểu diễn người chơi bằng màu vàng và hình chữ nhật biểu diễn mặt đất bằng màu đỏ.
pygame.display.flip() #DRAW AND UPDATE
screen.fill(Black)
pygame.draw.rect(screen, Yellow, pygame.Rect(player.x , player.y, 100, 20))
pygame.draw.circle(screen, Green, (ball.x, ball.y), 20)
pygame.draw.rect(screen, (250,0,0), pygame.Rect(0, 480, 800, 500))Điểm số được đặt ở vị trí (50,20) trên màn hình game. Chúng ta sẽ sử dụng câu lệnh screen.blit().
scoretext = font.render("Score: " + str(score) , True, (0,250,250))
textRect = scoretext.get_rect()
textRect.center = (50, 20)
screen.blit(scoretext, textRect)Ngoài ra, chúng ta sẽ sử dụng vòng lặp for để đi qua tất cả các tương tác của người dùng với trò chơi, và đóng game khi người dùng ấn vào nút đóng. Chúng ta cũng định nghĩa biến move để lấy ra nút người chơi bấm trên bàn phím để di chuyển hình chữ nhật màu vàng.
for event in pygame.event.get():
if event.type == pygame.QUIT:
pygame.quit()
move = pygame.key.get_pressed()- Bước 5: Code phần di chuyển của người chơi
Người chơi sẽ có 2 hướng di chuyển: sang trái hoặc sang phải. Khi người chơi ấn nút sang trái, toạ độ x của người chơi sẽ giảm đi 0.5. Khi người chơi ấn nút sang phải, toạ độ x sẽ tăng thêm 0.5. Toạ độ x sẽ bằng 0 nếu người chơi đi ra khỏi góc trái màn hình (x < 0). Toạ độ x sẽ bằng 700 nếu người chơi đi ra khỏi góc phải màn hình (x > 700).
if move[pygame.K_LEFT]:
player.x -= 0.5
if player.x < 0:
player.x = 0
elif move[pygame.K_RIGHT]:
player.x += 0.5
if player.x > 700:
player.x = 700
- Bước 6: Code phần di chuyển quả bóng:
Chúng ta quy định hướng di chuyển của quả bóng bằng các chỉ số như hình vẽ trên. Bây giờ chúng ta sẽ nhận xét và vẽ hình khi mà quả bóng va chạm với các cạnh với các hướng thì nó sẽ thay đổi sao. Khi mà quả bóng va vào người chơi hay va vào bức tường thì quả bóng sẽ bật lại theo hướng ngược với nó va chạm vào.
Hướng 0 là hướng đi lên trên bên trái. Khi đi theo hướng này, toạ độ x và y của quả bóng đều bị giảm đi 0.4. Vì quả bóng có bán kính 20 nên khi toạ độ tâm của quả bóng bé hơn 20 ở x thì quả bóng đã va vào bức tường bên trái và bị bật lại theo hướng 1. Tương tự, khi toạ độ y bé hơn 20, quả bóng va vào bức tường ở trên và bật lại theo hướng 3. Hướng 1 là hướng đi lên bên phải. Hướng 3 là hướng đi xuống bên trái. Khi bóng đi theo hướng 1, toạ độ x được thêm 0.4 và toạ độ y bị trừ đi 0.4. Vì màn hình có kích thước 800 theo chiều x và quả bóng có bán kính 20 nên khi bóng đi theo hướng 1, nếu toạ độ x lớn hơn 780, bóng đã va vào bức tường bên phải. Bóng sẽ bật ra theo hướng 0. Tương tự, nếu toạ độ y của quả bóng bé hơn 20, bóng đã va vào bức tường ở trên và bật ra theo hướng 2. Khi bắt đầu trò chơi, quả bóng sẽ được ngẫu nhiên chọn di chuyển theo hướng 0 hoặc hướng 1.
# BALL
if direct == 0: # LEFT UP
ball.x -= 0.4
ball.y -= 0.4
if ball.x < 20:
direct = 1
if ball.y < 20:
direct = 3
if direct == 1: # RIGHT UP
ball.x += 0.4
ball.y -= 0.4
if ball.x > 780:
direct = 0
if ball.y < 20:
direct = 2Hướng 2 là hướng đi xuống bên phải. Khi quả bóng đi theo hướng này, toạ độ x và y được cộng thêm 0.4. Nếu quả bóng va vào cạnh dưới và ở vị trí người chơi thì họ sẽ được cộng điểm, còn không họ sẽ thua. Để kiểm tra điều kiện này, chúng ta có thể sử dụng câu lệnh điều kiện if và phép toán and để kết hợp nhiều điều kiện. Chúng ta có thể dễ dàng đặt các điều kiện với lưu ý là quả bóng có bán kính 20 và hình chữ nhật biểu diễn người chơi có chiều dài là 100. Khi quả bóng ở vị trí người chơi, điểm sẽ được cộng 1 và quả bóng bật lại theo hướng 1. Ngoài ra chúng ta phải kiểm tra xem quả bóng có va vào bức tường bên phải chưa. Nếu quả bóng va vào bức tường bên phải, quả bóng sẽ bật lại theo hướng 3 là hướng đi xuống bên trái. Tương tự, chúng ta có trường hợp quả bóng theo hướng 3. Ngoài ra, người chơi sẽ thua khi quả bóng chạm đất. Vì chiều rộng của màn hình trò chơi là 500 nên khi toạ độ y của tâm quả bóng ở 480, biến start sẽ chuyển sang False và người chơi đã thua.
if direct == 2: # RIGHT DOWN
ball.x += 0.4
ball.y += 0.4
if ball.y >= player.y - 20 and ball.y <= player.y + 20 and ball.x >= player.x and ball.x <= player.x + 100:
direct = 1
score += 1
if ball.x > 780:
direct = 3
if direct == 3: # LEFT DOWN
ball.x -= 0.4
ball.y += 0.4
if ball.y >= player.y - 20 and ball.y <= player.y + 20 and ball.x >= player.x and ball.x <= player.x + 100:
direct = 0
score += 1
if ball.x < 20:
direct = 2
if ball.y >= 480:
start = False
- Bước 7: Hoàn thiện phần kết thúc trò chơi:
Phần kết thúc trò chơi sẽ có màn hình màu trắng và có chữ You Lose cùng với điểm số. Chúng ta có thể sử dụng các câu lệnh font.render, screen.blit, text.get_rect tương tự game cờ caro (link) để in thông báo ra màn hình. Đồng thời sử dụng câu lệnh pygame.quit() để kết thúc trò chơi.
screen.fill((250,250,250))
font = pygame.font.Font('freesansbold.ttf', 40)
text = font.render("You Lose :))", True, (250,0,0))
textRect = text.get_rect()
textRect.center = (400, 250)
screen.blit(text, textRect)
text = font.render("Score: " + str(score), True, (0,100,250))
textRect = text.get_rect()
textRect.center = (400, 300)
screen.blit(text, textRect)
pygame.display.flip()
pygame.time.delay(6000)
pygame.quit()- Tadaa!!!
Trò chơi ping pong này thật thú vị phải không các bạn! Sau khi hoàn thành trò chơi, chúng ta đồng thời đã áp dụng được ngay các kiến thức lập trình với pygame, kiến thức toán và kiến thức vật lý về phản xạ của quả bóng khi đập vào tường. Các bạn học sinh hãy thử sáng tạo và cải tiến code bằng cách áp dụng các định luật vật lý về phản xạ như định luật Snell (học ở chương trình vật lý 7) để có thể tạo được hiệu ứng bật lại của quả bóng đúng hơn. Ngoài ra, các bạn có thể tạo thêm người chơi, thêm quả bóng cho trò chơi nhé.
Sau khi hoàn thành dự án cá nhân, các bạn đừng quên chia sẻ chương trình của mình lên STEAMese Profile để thầy cô và các bạn cùng trải nghiệm và nhận xét.
— — —
STEAM for Vietnam Foundation là tổ chức phi lợi nhuận 501(c)(3) được thành lập tại Hoa Kỳ với sứ mệnh thúc đẩy các hoạt động liên quan tới giáo dục STEAM (Science — Khoa học, Technology — Công nghệ, Engineering — Kỹ thuật, Arts — Nghệ thuật, Mathematics — Toán học) tại Việt nam. STEAM for Vietnam được thành lập và vận hành bởi đội ngũ tình nguyện viên là du học sinh và chuyên gia người Việt trên khắp thế giới.
— — —
📧Email: hello@steamforvietnam.org
🌐Website: www.steamforvietnam.org
🌐Fanpage: STEAM for Vietnam
📺YouTube: http://bit.ly/S4V_YT
🌐Zalo: Zalo Official
