本文节选自《趣学Python游戏编程》。

我们将学习制作曾经风靡一时的移动游戏——Flappy Bird，游戏中玩家需要控制一只小鸟来飞越重重障碍。我们将使用之前学到的技能来完成这款游戏。同时为了让游戏的画面更加生动，我们将着重讨论如何滚动显示游戏的背景图像，以及播放小鸟角色的飞行动画。此外，我们还将对游戏的图形用户界面设计进行介绍。

主要涉及如下知识点：

• 滚动背景图像
• 模拟重力效果
• 播放角色动画
• 设计图形用户界面
• 播放游戏音乐

1 创建游戏场景

1.1设置背景图像

相信经过之前的游戏制作学习，大家都十分清楚游戏设计的第一步就是创建游戏场景。我们首先设置常量WIDTH和HEIGHT的值，用来确定场景的大小。我们在程序的开头编写如下代码：

WIDTH = 138 * 4          
HEIGHT = 396

你或许会觉得奇怪，这里的WIDTH和HEIGHT值代表什么含义呢？为何不像之前游戏中那样，将场景的宽度和高度设为10的整数倍呢？那是因为，之前的游戏都只是用单一的白色作为游戏的背景，所以游戏场景的具体尺寸并不重要，只要能提供足够大小的区域将角色显示出来即可。然而在本章的游戏中，我们将使用图像作为游戏的背景，所使用的图片文件是“flappy_background.png”，它的尺寸为138×396。可以看到该图片的宽度较小，如果只用一幅图片作为背景，则游戏的显示区域将十分有限。因此我们可以将四幅这样的图片拼起来形成一幅完整的背景图像，于是场景总的宽度值就是138的4倍，而高度值就是396，效果如图1所示。

由此可见，我们只需使用图片“flappy_background.png”分别创建4个角色，并将它们紧挨在一起显示出来，便可以形成一幅完成的背景图像。接下来定义一个列表backgrounds，用来保存所有的背景角色，然后循环生成各个背景角色，并保存在backgrounds中。我们在程序中加入如下代码：

backgrounds = []  
for i in range(5):
    backimage = Actor("flappybird_background", topleft=(i * 138, 0))
    backgrounds.append(backimage)

上面的代码是不是有点问题？我们明明只需要创建4个角色，可是程序循环了5次。的确，我们这儿总共创建了5个角色，其中4个用来组成背景图像，剩下的一个自有妙用，后面我们再具体解释。

需要注意，上述代码在创建角色时，为Actor构造方法中传入了一个topleft参数，用来指定角色左上角的横、纵坐标值。它的作用相当于如下语句：

    backimage = Actor("flappybird_background")
    backimage.top = 0
    backimage.left = i * 138

接下来，我们为draw()函数编写代码，以便将背景图像显示出来。代码如下所示：

def draw():
    for backimage in backgrounds:
        backimage.draw() 

运行游戏，可以看到游戏窗口中出现了图1所示的背景图像。

1.2 滚动背景图像

我们知道游戏的场景是有固定大小的，它实际上是由WIDTH和HEIGHT值所确定的一块显示区域。为了拓展场景的空间范围，让有限的场景区域看起来无限延伸，我们可以对背景图像实行滚动显示。所谓滚动显示，就是不断地移动背景图像，当图像从窗口的某个边界移出去之后，再让其从另一边重新移进来，从而形成连绵不绝的显示效果。

然而这样做有一个问题，就是当背景图像尚未完全移出窗口边界时，它此前所占据的区域会留下一段空白。为了实现滚动显示时的无缝连接，我们可以多准备一幅背景图像，将它放在窗口边界之外“待命”，只要当前背景图像稍微移出了窗口边界，那么后备的图像便立即从窗口另一侧移进来。如此便不难理解，之前我们为何要循环地创建5个角色来组成游戏背景。场景滚动的原理如图2所示，图中红色的矩形框表示游戏窗口。

我们首先在程序开头定义一个全局常量SPEED，用来表示背景滚动的速度。

接着定义一个update_background()函数，用来滚动背景图像，代码如下所示：

SPEED = 3 
def update_background():
    for backimage in backgrounds:
        backimage.x -= SPEED
        if backimage.right <= 0:
            backimage.left = WIDTH

可以看到，update_background()函数对列表backgrounds进行遍历，对于其中的每个背景角色，首先减少它的x属性值以使其向左移动，然后判断它的right属性值是否小于等于0，若是则说明角色的右边缘超出了窗口左边界，于是将它的left属性设置为WIDTH的值，从而重新将角色置于窗口的右边界处。

最后为update()函数编写代码，在其中调用update_background()函数，代码如下所示：

def update():
    update_background()

现在运行游戏，你会惊喜地看到，游戏的背景图像一直不停地移动着。就如同坐在一辆高速行驶的列车上，游戏窗口就好似列车的车窗，而滚动的场景就像是车窗外的风景依次地从眼前掠过。是不是感觉很酷呢？

2 添加障碍物

现在我们已经创建了游戏场景，而且实现了背景图像的滚动显示。然而，背景图像的作用主要是美化游戏场景，它并不会与游戏角色进行交互。为此，我们还要继续在场景中添加用来交互的角色。根据Flappy Bird游戏规则，场景中会出现两种障碍物——地面和水管，它们用来阻碍小鸟的飞行。下面我们来设置障碍物角色。

2.1 设置地面

目前游戏背景描绘的是天空中的景象，我们可以在背景图像的底部加入表示地面的角色，一方面可以让场景显得更完整，另一方面又能与小鸟进行交互，从而阻止小鸟向下飞行。

我们准备了一个图片文件“flappybird_ground.png”用来创建地面角色，然后在程序中加入下面一行代码：

	ground = Actor("flappybird_ground", bottomleft=(0, HEIGHT))

这里定义了一个变量ground用来保存地面角色。通过在Actor构造方法中设置bottomleft参数，我们将地面放置在窗口的底端。

接着修改draw()函数，加入显示地面的代码，如下所示：

	ground.draw()

现在运行游戏，你是否觉得呈现在眼前的画面有点奇怪？那是因为背景图像在不停地滚动，而地面的图像却是静止不动。为此，我们要让地面与背景同步地滚动起来。由于地面图像的宽度很大，它超过了窗口的宽度，因此这里直接使用一幅地面的图像来实现滚动效果，原理如图3所示。其中左图表示地面的初始位置，当它不断向左移动到达右图所示的位置时，则重新将它设为左图的初始位置。如此往复，便形成了地面循环滚动的效果。

我们定义一个update_ground()函数，用来移动地面角色，然后在update()函数中调用它来执行。update_ground()函数的代码如下所示：

	def update_ground():
            ground.x -= SPEED
    	    if ground.right < WIDTH:
       	        ground.left = 0

上述代码先将地面角色的x属性值减去SPEED的值，以使其保持与背景相同的速度向左移动。然后判断它的right属性值是否小于WIDTH的值，若是则说明地面到达了图3中右图所示的位置，于是将它的left属性值设为0，从而让地面重新回到初始位置。

2.2 设置水管

游戏中还有另外一类障碍物，那便是水管，它们用来妨碍小鸟在水平方向的飞行。水管是成对出现的，一根位于窗口上方，另一根位于下方。它们彼此相对，并且间隔一段距离，以便留出空隙让小鸟穿越。

我们准备了图片“flappybird_top_pipe.png”和“flappybird_bottom_pipe.png”，分别用来创建上方水管角色及下方水管角色。接着在程序中加入如下代码：

	pipe_top = Actor("flappybird_top_pipe")
        pipe_bottom = Actor("flappybird_bottom_pipe")

上述代码定义了变量pipe_top和pipe_bottom，分别保存上方水管角色和下方水管角色。可以看到，目前我们并没有为这两个角色指定初始位置。

根据游戏规则，水管要从窗口的右侧出现，并且每次出现时水管的高度要发生改变。然而我们所准备的水管图片高度是确定的，怎样改变水管的高度呢？实际上，我们可以随机地改变水管在垂直方向上的位置，使得水管每次出现在窗口中的部分都不相同，从而看上去就像是水管的高度发生了改变。此外，由于上、下水管的间距是保持不变的，因此我们只需要随机生成上方水管的高度，便可进一步求得下方水管的高度，原理如图4所示。

我们首先在程序开头定义一个全局常量GAP，用来表示上、下水管的间距。然后定义一个reset_pipes()函数，用来设置水管出现的位置。接着在程序中调用reset_pipes()函数来生成一对水管。新添加的代码如下所示：

GAP = 150
def reset_pipes():
    pipe_top.bottom = random.randint(50, 150)
    pipe_bottom.top = pipe_top.bottom + GAP
    pipe_top.left = WIDTH
    pipe_bottom.left = WIDTH
reset_pipes()

可以看到，reset_pipes()函数首先随机生成一个指定范围内的整数值，并将其赋给上方水管的bottom属性。然后将该值与GAP的值求和，并赋给下方水管的top属性，以此来确定下方水管的位置。最后将上、下水管的left属性都设为WIDTH的值，以便让水管从窗口的右边界开始出现。

此外根据游戏规则，水管也要跟随背景一起向左移动，当其移出窗口左边界之后要重新出现在窗口右侧。于是我们再定义一个update_pipes()函数，用来移动上、下水管，同时在update()函数中调用该函数来执行。update_pipes()函数的代码如下所示：

def update_pipes():
    pipe_top.x -= SPEED
    pipe_bottom.x -= SPEED
    if pipe_top.right < 0:
        reset_pipes()

上述代码首先将上、下水管的x属性都减去SPEED的值，以便让它们同时向左移动，并与背景的滚动速度保持一致。接着检查上方水管的right属性值是否小于0，若是则说明水管超出了窗口的左边界，于是调用reset_pipes()函数来重新生成水管的位置。

最后修改draw()函数，在其中加入显示水管的代码，如下所示：

    pipe_top.draw()
    pipe_bottom.draw()

运行游戏可以看到，游戏的背景及障碍物在以相同的速度循环滚动。游戏画面如图5所示。

3 添加小鸟

3.1 创建小鸟角色

现在是时候让游戏的主角登场了，下面我们来添加小鸟角色。我们准备了一个图片文件“flappybird1.png”，用来创建小鸟角色。然后在程序中加入如下代码：

	bird = Actor("flappybird1", (WIDTH // 2, HEIGHT // 2))
        bird.vy = 0

上述代码创建了一个小鸟角色，并将它保存在变量bird中，同时将它的初始位置设定为窗口的正中央。此外还为小鸟角色定义了一个vy属性，用来表示垂直方向的飞行速度，初值设为0。

接下来修改draw()函数，在其中加入显示小鸟的一行代码，如下所示：

	bird.draw()

现在运行游戏，可以看到小鸟竟然飞起来了，而且一直朝右水平飞行！这是怎么回事呢？我们明明没有编写小鸟移动的代码啊！其实这不过是你的错觉罢了，小鸟根本没有移动，因为它的坐标值没有发生任何改变。是不是感觉又领略了游戏设计的一大奥秘呢？

说明：

小鸟之所以看上去向右移动，是因为背景及障碍物都在向左移动，从而反衬出小鸟的向右移动。事实上，很多滚屏游戏都是采用类似的技巧，即固定角色的位置不动，而让场景进行滚动，从而看起来就像是角色在移动。

3.2 模拟重力下的飞行

现在小鸟看上去是在飞行，但也只是在水平方向上飞行，垂直方向好像并没有什么变化。为了让游戏的效果更加逼真，我们可以模拟重力的作用，即在垂直方向对小鸟施加重力的影响，从而实现小鸟在重力加速度下的飞行。

在我们之前制作的游戏中，角色的运动形式都是匀速运动，即角色的速度保持不变，而位置则均匀地改变。然而在加入重力作用后，小鸟的速度不再保持恒定，它会在重力影响下产生一个加速度，使得小鸟的位置不再均匀地改变。就像是从高空中坠落的物体，速度会变得越来越快，位置的变化也会愈来愈大。

另一方面，为了防止小鸟持续地向下坠落，我们需要对小鸟施加控制，让它能够向上飞起来。这里不妨使用鼠标来控制，每当玩家点击鼠标时，小鸟便会飞扬起来。而当它向上飞行达到最高点后，随即又会在重力影响下快速地坠落。图6显示了小鸟在垂直方向的速度变化。

为了达到上述效果，我们需要定义一个全局常量GRAVITY，用来表示重力加速度的值；同时还要定义一个全局常量FLAP_VELOCITY，用来表示小鸟飞扬时的初始速度。我们在程序的开头加入如下代码：

	GRAVITY = 0.2
	FLAP_VELOCITY = -5

可以看到，我们为初速度设置了一个负的整数值，表示小鸟飞起时的方向是朝上的。而重力加速度的值虽然看起来很小，但它对速度的影响却是相当大的，如果这个值设得比较大，小鸟可能会迅速地掉落到地面上。

接着定义一个fly()函数用来实现小鸟的飞扬，然后在update()函数中调用该函数来执行。fly ()函数的代码如下所示：

    def fly ():        
    	bird.vy += GRAVITY
    	bird.y += bird.vy  
    	if bird.top < 0:
        	bird.top = 0

上述代码首先将小鸟的vy属性累加了GRAVITY的值，表示垂直速度受到重力的影响而改变。然后将vy属性值累加到给小鸟的y属性，以此来改变小鸟的纵坐标。此外，为了防止小鸟飞出窗口的上边界，程序还对小鸟的top属性值进行了检查，若该值小于0，说明小鸟超出了上边界，则将它的top属性值设为0，以将其限制在窗口范围之内。

最后我们为on_mouse_down()函数编写代码，用来处理鼠标的点击事件。代码如下所示：

	def on_mouse_down(pos):
    	    bird.vy = FLAP_VELOCITY     
    	    sounds.flap.play()

可以看到，当程序检测到鼠标点击的动作后，首先将小鸟的vy属性设置为FLAP_VELOCITY的值，相当于给小鸟施加一个向上的爆发力，让它能够瞬间飞扬起来。同时播放一个音效文件“flap.wav”，用来增强交互的效果。

现在运行游戏，试着点击鼠标来操纵小鸟，看看它是否能够自由翱翔了呢？

3.3 播放飞行动画

你也许会觉得小鸟飞行时看上去有点不自然，它的翅膀总是向上扬起，而没有随着飞行上下摆动。的确是这样，那是因为目前我们仅仅使用了一个图片文件“flappybird1.png”来表示小鸟角色，其图像描绘的正是小鸟翅膀上扬的形态。为了让小鸟的飞行效果显得更加生动，我们希望能以动画的形式来展示小鸟飞行的姿态，让小鸟看上去是在不断地拍打着翅膀。那么如何播放角色的动画呢？

说明：

其实所谓的动画，不过是由一幅幅静止的图像而组成，只不过当图像快速切换时，人眼会所产生错觉，误认为图像是活动的。相关研究表明，当以不低于每秒24幅的速度切换图像时，就可以产生动画的效果，当然切换速度越快效果会越好。

由此可见，若要播放小鸟飞行的动画，仅使用一张图片是不够的，我们还得另外为小鸟角色准备两张图片“flappybird2.png”和“flappybird3.png”，分别呈现小鸟翅膀放平以及翅膀下摆的姿态，如图7所示。这样一来，我们就可以利用这3张图片来形成小鸟的飞行动画了。

然而，如果每一次游戏循环就切换一幅图像的话，那动画的速度未免太快了，这样会让小鸟飞行的效果看上去不太自然。为了控制动画播放的速度，减缓图像切换的频率，我们需要再次借助延迟变量来实现。

首先在程序开头定义一个全局变量anim_counter 作为延迟变量，并将其初值设为0，代码如下所示：

anim_counter = 0

然后定义一个animation()函数用来播放小鸟的飞行动画，并在update()函数中调用该函数来执行。animation()函数的代码如下所示：

def animation():
    global anim_counter
    anim_counter += 1
    if anim_counter == 2:
        bird.image = "flappybird1"
    elif anim_counter == 4:
        bird.image = "flappybird2"
    elif anim_counter == 6:
        bird.image = "flappybird3"
    elif anim_counter == 8:
        bird.image = "flappybird2"
        anim_counter = 0

上述代码首先增加 anim_counter变量的值，然后根据它的值来修改小鸟的image属性，以便为它设置不同的图像。具体来说，当 anim_counter的值增加到2时，将小鸟图像设置为“flappybird1.png”，即图7左边的那幅图像，此时小鸟的翅膀向上扬起；当 anim_counter的值增加到4时，将小鸟图像设置为“flappybird2.png”，即图7中间的那幅图像，此时小鸟的翅膀水平不动；当 anim_counter的值增加到6时，将小鸟图像设置为“flappybird3.png”，即图7右边的那幅图像，此时小鸟的翅膀向下摆动；当 anim_counter的值增加到8时，又将小鸟图像设置为“flappybird2.png”，此时小鸟的翅膀重新放平。自此小鸟的飞行动画便播放完一轮，这时需要将 anim_counter的值重新设为0，从而开始下一轮的动画播放。

再次运行游戏，看看现在小鸟飞行时是否更加真实自然了呢？

4 小鸟与障碍物的交互

现在小鸟虽然可以飞行了，但看上去似乎畅通无阻，无论是水管还是地面都不能阻止它的前进。那是因为我们还没有实现小鸟与障碍物之间的交互行为，接下来便要分别对小鸟与地面，以及小鸟与水管实施碰撞检测。

4.1 小鸟与地面碰撞

根据游戏规则，若小鸟下落时碰撞到地面，则游戏结束。因此我们需要检测小鸟是否和地面发生了碰撞，并且在检测到碰撞后让游戏停止运行。为此，可以给小鸟添加一个布尔类型的属性dead，用来表示小鸟是否存活，当小鸟碰撞到地面后将该值设为True。我们在创建小鸟的语句后面加入这一行代码：

bird.dead = False

然后定义一个check_collision()函数来执行碰撞检测，代码如下：

def check_collision():
    if bird.colliderect(ground):
        sounds.fall.play()
        bird.dead = True  

可以看到，代码调用了小鸟角色bird的colliderect()方法，并将地面角色ground作为参数传递给该方法，从而对小鸟与地面实施碰撞检测。若该方法的返回值为True，说明两者发生了碰撞，这时播放碰撞的音效文件“fall.wav”，同时将小鸟的dead属性设为True。

最后对update()函数进行修改，以便在小鸟撞上地面后停止游戏的运行。修改后的update()函数如下所示：

def update():
    if bird.dead:
        return
    update_background()
    update_ground()
    update_pipes()
    fly()
    animation()
    check_collision()

update()函数首先对小鸟的dead属性值进行判断，如果该值为True，说明小鸟已经撞上了地面，于是调用return语句直接返回。此时后面的代码将不会执行，从而阻止了游戏的继续运行。

运行游戏测试一下，看看小鸟撞上地面后游戏是否会停下来。

4.2 小鸟与水管碰撞

接下来继续处理小鸟与水管的碰撞。其实与处理小鸟与地面的碰撞类似，我们只需要对小鸟与水管实施碰撞检测即可。只不过水管分为上、下两根，所以我们需要分别对上方水管和下方水管实施碰撞检测。为此我们在check_collision()函数中加入如下代码：

    if bird.colliderect(pipe_top) or bird.colliderect(pipe_bottom):
        sounds.collide.play()
        bird.dead = True

上述代码两次调用了小鸟的colliderect()方法，并分别将上方水管pipe_top及下方水管pipe_bottom作为参数传递给该方法，从而对小鸟与上、下水管分别实施碰撞检测。若是小鸟与上方水管或者下方水管其中之一发生了碰撞，则播放碰撞的音效文件“collide.wav”，同时将小鸟的dead属性设为True。

再次运行游戏测试一下，看看小鸟撞上水管后游戏是否会停下来。

4.3 小鸟飞越水管

目前我们已经实现了游戏的惩罚机制，即当小鸟撞上地面或水管时停止游戏。那么相应地我们还应该为游戏设计奖励机制，以便激励玩家在游戏中坚持下去。类此之前游戏设计中采取的做法，我们可以设置游戏积分，当玩家操纵小鸟从上、下水管之间穿越时，便增加分数值。

那么该如何判定小鸟飞越了水管呢？是否需要利用小鸟和水管的坐标来判断呢？的确如此。我们可以将小鸟与水管的横坐标进行比较，若发现前者大于后者，则判定小鸟飞越了水管，于是增加游戏积分的值。但这样存在一个问题，就是一旦小鸟飞越了水管，那么此后它的横坐标将始终大于水管的横坐标，这就意味着分数值会一直不断地增加，而事实上我们只希望分数增加一次。为此，我们需要借助布尔变量的“开关”作用。

说明：

布尔变量在游戏设计中使用得非常广泛，它除了用来表示游戏或角色的状态，还能对游戏中的各种操作进行控制，以防止连续执行操作。比如当布尔变量的值为True时，我们执行了某个操作，随即将它的值设为False，相当于“关闭”了开关，这就阻止了再一次执行该操作。直到某种情况下布尔变量的值重新被设为True，相当于“打开”了开关，这时才能重新执行该操作。

我们可以在程序中定义两个全局变量score和score_flag，前者是整型变量，用来表示游戏的分数值；后者是布尔变量，用来控制游戏积分的操作，只有它的值为True时才能增加游戏分数。代码如下所示：

score = 0               
score_flag = False

初始时我们将score的值设为0，同时将score_flag的值设为False。然后修改reset_pipes()函数，在其中对score_flag的值进行设置。修改后的reset_pipes()函数如下所示（粗体部分表示新添加的代码）：

def reset_pipes():
    global score_flag 
    score_flag = True
    pipe_top.bottom = random.randint(50, 150)
    pipe_bottom.top = pipe_top.bottom + GAP
    pipe_top.left = WIDTH
    pipe_bottom.left = WIDTH

如此一来，每当重新设置水管时，便会将score_flag的值设为True，相当于“打开”了积分操作的开关，此时便具备了增加分数的必要条件。

接着修改fly()函数，在其中添加代码来实现游戏积分的功能。修改后的fly()函数如下所示（粗体部分表示新添加的代码）：

def fly(): 
    global score, score_flag
    	if score_flag and bird.x > pipe_top.right:
       	    score += 1
       	    score_flag = False    
    	    bird.vy += GRAVITY
   	    bird.y += bird.vy
    	if bird.top < 0:
       	    bird.top = 0

可以看到，需要同时满足两个条件才会增加游戏分数，一个条件是score_flag的值为True，另一个条件是小鸟的x属性值大于水管的right属性值，即小鸟越过了水管的右边缘。若这两个条件都满足，则将score的值加1，同时将score_flag的值设为False，相当于“关闭”了积分操作的开关，从而阻止了分数值持续地增加。

最后修改draw()函数，在其中添加如下一行代码来显示游戏积分：

	screen.draw.text(str(score), topleft=(30, 30), fontsize=30)

现在运行游戏，可以看到如图8所示的游戏画面。试着玩一下，看看你最多能玩到多少分。

5 设计图形用户界面

至此游戏的基本功能已经实现了，但我们还可以更进一步，把游戏的功能设计得更加完善。那什么地方还能继续完善呢？如果对比市面上发行的Flappy Bird游戏，不难发现我们目前的游戏缺少一个初始界面，其中包含了游戏标题、开始按钮、游戏提示等基本元素。这个初始界面就是通常所说的图形用户界面（简称GUI），它往往由一些文字或图像的元素组成，用来显示游戏的基本信息，或者提供一些游戏设置的选项。图形用户界面建立了玩家与游戏之间的沟通渠道，使得玩家能够快速方便地了解及操作游戏。

下面我们来为游戏设计图形用户界面。

5.1 显示GUI图像

我们事先准备了一些图片文件用来表示GUI中的图像元素，它们分别是：“flappybird_title.png”，用来显示游戏的标题；“flappybird_get_ready.png”，用来显示游戏的操作提示；“flappybird_start_button.png”，用来作为游戏的开始按钮；“flappybird_game_over.png”，用来显示游戏的结束信息。然后可以使用上述图片来创建GUI角色，并将它们显示在游戏窗口中。我们在程序中加入如下代码：

gui_title = Actor("flappybird_title", (WIDTH // 2, 72))
gui_ready = Actor("flappybird_get_ready", (WIDTH // 2, 204 ))
gui_start = Actor("flappybird_start_button", (WIDTH // 2, 345))
gui_over = Actor("flappybird_game_over",(WIDTH // 2, HEIGHT // 2))

可以看到，上述代码在创建各个GUI角色时为其指定了初始位置，事实上参数中的坐标值并没有什么特殊的含义，可以根据实际的显示效果来进行调整。

由于图形用户界面需要在游戏开始运行之前来显示，因此我们还要对游戏的状态进行标记，以便确定何时显示GUI角色。我们在程序开头定义一个全局布尔变量started，用来表示游戏是否开始，代码如下所示：

started = False

代码将started的初始值设为False，表示游戏尚未开始的状态。

接着修改draw()函数，在其中加入显示GUI角色的代码。修改后的draw()函数如下所示（粗体部分表示新添加的代码）：

def draw():
    for backimage in backgrounds:
        backimage.draw()
    if not started:
        gui_title.draw()
        gui_ready.draw()
        gui_start.draw()
        return
    pipe_top.draw()
    pipe_bottom.draw()
    ground.draw()
    bird.draw()
    screen.draw.text(str(score), topleft=(30, 30), fontsize=30)
    if bird.dead:
        gui_over.draw()

可以看到，我们在draw()函数中插入了两段代码，一段放在显示背景图像的语句之后，它检查全局变量started的值，若为False说明游戏尚未开始，于是分别显示游戏标题、操作提示及开始按钮的GUI图像；另一段代码则放在了最后，它检查小鸟的dead属性值，若为True说明小鸟撞上了地面或水管，于是显示游戏结束的GUI图像。

现在运行游戏，可以看到窗口中显示了图形用户界面，如图9所示。

提示：

由于游戏中角色数量众多，所以要小心它们的显示顺序。倘若显示语句的执行顺序不当，则可能造成错误的遮挡关系。试着改变draw()函数中各语句的执行顺序，看看游戏的画面会发生什么改变。

5.2 点击开始按钮

观察一下刚刚添加的图形用户界面，可以看到其中有一个开始按钮的图像，直觉告诉你这个按钮是有用的。的确如此，我们需要用它来启动游戏。具体来说，当玩家用鼠标点击该按钮时，游戏便开始运行。

然而这个开始按钮只是看起来像一个按钮，它本质上不过是一幅图像罢了。那又如何让它响应鼠标的点击操作呢？这个问题不难解决。由于我们能够获取鼠标点击处的坐标，因此可以判断鼠标点的坐标是否位于按钮图像的范围之内，若是则说明鼠标点击了开始按钮。

接下来修改on_mouse_down()函数，在其中加入点击开始按钮的功能。修改后的on_mouse_down()函数如下所示：

def on_mouse_down(pos):
    global started
    if bird.dead:
        return
    if started:
        bird.vy = FLAP_VELOCITY     
        sounds.flap.play()        
        return   
    if gui_start.collidepoint(pos):
        started = True
        reset_pipes()              

上述代码有三个if语句，第一个if语句检查小鸟的dead属性，若为True说

明小鸟撞上地面或水管，于是调用return语句返回；若小鸟的dead属性为False，则执行第二个if语句，检查全局变量started的值，若为True说明游戏已经开始，于是执行小鸟飞扬的操作；若started的值为False，则执行第三个if语句，并通过按钮的collidepoint()方法来检查它是否被点击，若为True说明鼠标点击了按钮，于是将started的值设为True，并调用reset_pipes()函数生成水管的位置。

5.3 播放背景音乐

现在游戏已经相当完美了，最后再让我们锦上添花，为游戏添加一段背景音乐。在此前的游戏设计中，我们仅仅播放了动作音效，目的是让游戏及时地对玩家的操作进行反馈，以此增强游戏的交互效果。然而背景音乐是一段比较长的乐曲，它具有特定的旋律，主要用来烘托游戏场景的气氛。那么如何播放背景音乐呢？

事实上利用Pgzero库来播放音乐十分简单，因为它提供了一个music对象，能够方便地实现音乐的播放及控制功能。我们这里只需使用music对象的两个方法，一个是play()方法，用来播放音乐文件；另一个是stop()方法，用来停止播放音乐。

我们事先准备了一个音乐文件“flappybird.mp3”作为游戏的背景音乐，然后将其放置在“music”文件夹之下。接着修改on_mouse_down()函数，在鼠标点击开始按钮后的操作中加入如下一行代码：

music.play("flappybird")

最后修改check_collision()函数，在小鸟碰撞地面及水管后的处理中分别加入下面这行代码：

music.stop()

现在运行游戏可以发现，当鼠标点击开始按钮的同时，紧张刺激的背景音乐便随之响起了，玩家将在音乐的激励下斗志昂扬地“投入战斗”。而当小鸟碰到地面或水管的那一刻，背景音乐便会戛然而止，整个游戏世界将重新归于寂静。

6 回顾与总结

我们学习制作了Flappy Bird游戏。我们首先讨论了如何滚动游戏的背景图像，并设法让地面及水管障碍物跟随背景一起移动，同时还介绍了如何随机生成一对水管的高度。然后我们重点讨论了小鸟角色的操作，一方面通过模拟重力效果实现了它的垂直飞行，另一方面为其播放了飞行时的动画。接着对小鸟与地面及水管的碰撞进行了处理，并实现了游戏积分的功能。最后我们为游戏添加了图形用户界面，并实现了背景音乐的播放。

下面给出Flappy Bird游戏的完整源程序代码。

# Flappy Bird游戏源代码flappybird.py
import random
WIDTH = 138 * 4             # 窗口宽度（由四张背景图片组成）
HEIGHT = 396                # 窗口高度
GAP = 150                   # 上下水管间的缺口大小
SPEED = 3                   # 场景滚动速度
GRAVITY = 0.2               # 重力加速度
FLAP_VELOCITY = -5         # 飞扬时的初始速度
anim_counter = 0              # 小鸟动画计数器
score = 0                     # 游戏积分
score_flag = False              # 得分标记
started = False                 # 游戏开始标记
backgrounds = []               # 背景图像列表
# 创建五张背景图像角色，用于循环滚动游戏场景
for i in range(5):
    backimage = Actor("flappybird_background", topleft=(i * 138, 0))
    backgrounds.append(backimage)    
# 创建地面角色
ground = Actor("flappybird_ground", bottomleft=(0, HEIGHT))
# 创建上下水管角色
pipe_top = Actor("flappybird_top_pipe")
pipe_bottom = Actor("flappybird_bottom_pipe")
# 创建小鸟角色
bird = Actor("flappybird1", (WIDTH // 2, HEIGHT // 2))
bird.dead = False        # 标记小鸟是否存活
bird.vy = 0             # 设置小鸟垂直速度
# 创建GUI角色
gui_title = Actor("flappybird_title", (WIDTH // 2, 72))
gui_ready = Actor("flappybird_get_ready", (WIDTH // 2, 204 ))
gui_start = Actor("flappybird_start_button", (WIDTH // 2, 345))
gui_over = Actor("flappybird_game_over",(WIDTH // 2, HEIGHT // 2))

# 游戏逻辑更新
def update():
    if not started or bird.dead:
        return
    update_background()
    update_ground()
    update_pipes()
    fly()    
    animation()   
    check_collision()

# 绘制游戏角色
def draw():
    screen.fill((255, 255, 255))
    for backimage in backgrounds:
        backimage.draw()         
    if not started:
        gui_title.draw()
        gui_ready.draw()
        gui_start.draw()
        return 
    pipe_top.draw()
    pipe_bottom.draw()
    ground.draw()
    bird.draw()
    screen.draw.text(str(score), topleft=(30, 30), fontsize=30)
    if bird.dead:
        gui_over.draw()

# 处理鼠标点击事件
def on_mouse_down(pos):
    global started
    if bird.dead:
        return
    if started:
        bird.vy = FLAP_VELOCITY     
        sounds.flap.play()             
        return
    # 若点击开始按钮，初始化游戏    
    if gui_start.collidepoint(pos):
        started = True
        reset_pipes()                  
        music.play("flappybird")        

# 更新游戏场景，循环滚动背景图像       
def update_background():       
    for backimage in backgrounds:
        backimage.x -= SPEED
        if backimage.right <= 0:
            backimage.left = WIDTH 

# 更新地面角色   
def update_ground():
    ground.x -= SPEED
    if ground.right < WIDTH:
        ground.left = 0

# 更新水管角色
def update_pipes():
    pipe_top.x -= SPEED
    pipe_bottom.x -= SPEED
    if pipe_top.right < 0:
        reset_pipes()

# 重新设置上下水管出现的位置    
def reset_pipes():
    global score_flag 
    score_flag = True
    # 随机生成上方水管的垂直位置
    pipe_top.bottom = random.randint(50, 150)
    # 根据上方水管的垂直位置来设置下方水管的垂直位置
    pipe_bottom.top = pipe_top.bottom + GAP
    # 设置上下水管的水平位置
    pipe_top.left = WIDTH
    pipe_bottom.left = WIDTH
 
# 控制小鸟飞行
def fly(): 
    global score, score_flag
    # 当小鸟越过水管，则分数加一
    if score_flag and bird.x > pipe_top.right:
        score += 1
        score_flag = False        
    # 更新小鸟坐标    
    bird.vy += GRAVITY
    bird.y += bird.vy
    # 防止小鸟飞出窗口上边界
    if bird.top < 0:
        bird.top = 0

# 播放小鸟飞行的动画
def animation():
    global anim_counter
    anim_counter += 1
    if anim_counter == 2:
        bird.image = "flappybird1"
    elif anim_counter == 4:
        bird.image = "flappybird2"
    elif anim_counter == 6:
        bird.image = "flappybird3"
    elif anim_counter == 8:
        bird.image = "flappybird2"
        anim_counter = 0

# 小鸟与水管和地面的碰撞检测
def check_collision():
    if bird.colliderect(pipe_top) or bird.colliderect(pipe_bottom):
        sounds.collide.play()
        music.stop()
        bird.dead = True
    elif bird.colliderect(ground):
        sounds.fall.play()
        music.stop()
        bird.dead = True  

PS：若要全面系统的学习可以参考《趣学Python游戏编程》，该书通过十个经典游戏案例，深入浅出地介绍了游戏编程的基本原理，以及使用Python编写游戏的具体方法。相信学完这本书后你也能开发出如此精彩的小游戏。