簡介：Python 遊戲第 1 週

第 1 週：Python 與遊戲開發基礎簡介

第 1 課：Python 基礎與 Pygame 設定

• 主題：
  • Python 語法與基本程式設計概念（變數、資料型別、迴圈、函數）。
  • 安裝並設定 Pygame。
  • 遊戲循環與基本遊戲機制介紹。
• 迷你項目：
  • 簡單繪圖應用程式：建立一個允許使用者使用滑鼠在螢幕上繪圖的基本應用程式。
• 練習：
  • 修改繪圖應用程式以使用不同的顏色和畫筆大小。
  • 使用鍵盤輸入建立形狀（如圓形或矩形）。

第二課：了解遊戲組件

• 主題：
  • Pygame 中的精靈和曲面。
  • 處理使用者輸入（鍵盤和滑鼠事件）。
  • 基本碰撞偵測。
• 迷你項目：
  • 接球：球從螢幕頂部落下的遊戲，玩家必須用球拍接住它。
• 練習：
  • 根據玩家接住球的數量為遊戲添加得分。
  • 隨著時間的推移增加下落球的速度。

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第 2 週：建構互動遊戲

第三課：遊戲物理與運動

• 主題：
  • 以速度和加速度移動物體。
  • 重力模擬。
  • 彈跳和反射物體。
• 迷你項目：
  • 彈跳球：創造一個遊戲，讓球在螢幕上彈跳，撞到牆壁時改變方向。
• 練習：
  • 添加球可以碰撞的障礙物。
  • 讓球在撞擊不同表面時改變顏色。

第 4 課：使用聲音與音樂

• 主題：
  • 為遊戲加入音效和背景音樂。
  • 控制音量和播放。
  • 根據遊戲事件觸發聲音。
• 迷你項目：
  • 聲音記憶遊戲：玩家必須按照正確的順序重複一系列聲音的遊戲。
• 練習：
  • 透過在序列中加入更多聲音來增加難度。
  • 讓玩家在遊戲過程中調整音量。

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第 3 週：進階遊戲機制

第 5 課：遊戲狀態與等級

• 主題：
  • 管理不同的遊戲狀態（例如，選單、播放、遊戲結束）。
  • 建立關卡並在關卡之間切換。
  • 儲存並載入遊戲進度。
• 迷你項目：
  • 平台遊戲（第 1 部分）：開始與可以在平台之間跳轉的玩家建立一個簡單的平台遊戲。
• 練習：
  • 新增不同類型的平台（例如行動平台）。
  • 實作檢查點系統來保存進度。

第 6 課：AI 與敵人行為

• 主題：
  • 敵人移動和行為的基本人工智慧。
  • 為敵人尋找路徑並做出決策。
  • 利用動態人工智慧創造具有挑戰性的遊戲玩法。
• 迷你項目：
  • 平台遊戲（第 2 部分）：使用基本 AI 行為將敵人加入平台遊戲。
• 練習：
  • 創造具有不同行為的不同類型的敵人。
  • 加入影響玩家和敵人的能量提升。

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第四週：潤飾與最終項目

第七課：遊戲最佳化與除錯

• 主題：
  • 最佳化遊戲效能（例如，處理大量精靈）。
  • 調試遊戲開發中的常見問題。
  • 用動畫和特效完善遊戲。
• 迷你項目：
  • 最終遊戲打磨：透過添加動畫、提高效能和修復錯誤來完善平台遊戲。
• 練習：
  • 實現特效粒子系統。
  • 優化遊戲，使其在低端設備上流暢運行。

第 8 課：期末專案展示與總結

• 主題：
  • 回顧整個課程中學到的關鍵概念。
  • 最終專案演示和回饋會議。
  • 進一步學習和探索遊戲開發的技巧。
• 最終項目：
  • 完整的平台遊戲：學生將展示他們的平台遊戲的最終版本，其中包含所學到的所有功能和技術。
• 練習：
  • 為遊戲新增標題畫面和片尾字幕。
  • 嘗試為遊戲新增功能或機制。

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第 1 週：Python 與遊戲開發基礎簡介

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第 1 課：Python 基礎與 Pygame 設定

1.1 Python 基礎

1.1.1 變數與資料型別

• 變數是儲存資料值的容器。
• 資料型別包含整數（int）、浮點數（float）、字串（str）和布林值（bool）。

範例：

# Integer
score = 10

# Float
player_speed = 2.5

# String
player_name = "Chukwudi"

# Boolean
game_over = False

1.1.2 循環

• 循環用於重複一段程式碼多次。
• 常見的循環包括for循環和while循環。

範例：

# For loop
for i in range(5):
    print("Hello", i)

# While loop
countdown = 5
while countdown > 0:
    print("Countdown:", countdown)
    countdown -= 1

1.1.3 函數

• 函數是執行特定任務的可重複使用程式碼區塊。

範例：

def greet_player(name):
    print("Welcome,", name)

greet_player(player_name)

1.2 Pygame 設定

1.2.1 安裝 Pygame

• 要安裝 Pygame，請使用下列指令：

pip install pygame

1.2.2 初始化 Pygame

• Pygame 是一個用於創建遊戲的 Python 函式庫。
• 要初始化 Pygame 並建立遊戲窗口，請使用以下程式碼：

範例：

import pygame

# Initialize Pygame
pygame.init()

# Create a game window
screen = pygame.display.set_mode((800, 600))

# Set window title
pygame.display.set_caption("My First Game")

# Main game loop
running = True
while running:
    for event in pygame.event.get():
        if event.type == pygame.QUIT:
            running = False

# Quit Pygame
pygame.quit()

1.3 迷你專案：簡單的繪圖應用

目標：建立一個允許使用者使用滑鼠在螢幕上繪圖的基本應用程式。

1.3.1 程式碼範例

import pygame

# Initialize Pygame
pygame.init()

# Set up the screen
screen = pygame.display.set_mode((800, 600))
pygame.display.set_caption("Drawing App")

# Colors
white = (255, 255, 255)
black = (0, 0, 0)

# Set background color
screen.fill(white)

# Main loop
running = True
while running:
    for event in pygame.event.get():
        if event.type == pygame.QUIT:
            running = False
        elif event.type == pygame.MOUSEMOTION:
            if event.buttons[0]:  # Left mouse button is pressed
                pygame.draw.circle(screen, black, event.pos, 5)

    pygame.display.flip()

pygame.quit()

1.4 練習

1. 修改繪圖應用程式：

   • 將畫筆顏色改為紅色。
   • 讓使用者可以使用鍵盤在不同的畫筆大小之間切換。

2. 建立形狀：

   • 使用鍵盤輸入在螢幕上繪製不同的形狀，例如圓形和矩形。

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第二課：了解遊戲組件

2.1 Pygame 中的精靈與曲面

2.1.1 精靈

• 精靈是遊戲中的對象，例如角色或物品。它們可以移動、互動，並且擁有自己的屬性。

2.1.2 表面

• 表面是可以操作的螢幕影像或部分。

範例：

# Load an image and create a sprite
player_image = pygame.image.load("player.png")
player_rect = player_image.get_rect()

# Draw the sprite on the screen
screen.blit(player_image, player_rect)

2.2 處理使用者輸入

2.2.1 鍵盤輸入

• 可以使用 pygame.event 和 pygame.key.get_pressed() 來偵測按鍵。

範例：

for event in pygame.event.get():
    if event.type == pygame.KEYDOWN:
        if event.key == pygame.K_LEFT:
            print("Left arrow key pressed")

2.2.2 滑鼠輸入

• 偵測滑鼠移動和點擊與鍵盤輸入類似。

範例：

for event in pygame.event.get():
    if event.type == pygame.MOUSEBUTTONDOWN:
        print("Mouse button clicked at", event.pos)

2.3 基本碰撞偵測

2.3.1 長方形碰撞

• 物體之間的碰撞通常使用矩形來偵測。

範例：

# Check if two rectangles overlap
if player_rect.colliderect(other_rect):
    print("Collision detected!")

2.4 Mini Project: Catch the Ball

Goal: Create a game where a ball falls from the top of the screen, and the player must catch it with a paddle.

2.4.1 Code Example

import pygame
import random

# Initialize Pygame
pygame.init()

# Screen setup
screen = pygame.display.set_mode((800, 600))
pygame.display.set_caption("Catch the Ball")

# Colors
white = (255, 255, 255)
black = (0, 0, 0)

# Player (Paddle)
paddle = pygame.Rect(350, 550, 100, 10)

# Ball
ball = pygame.Rect(random.randint(0, 750), 0, 50, 50)
ball_speed = 5

# Main game loop
running = True
while running:
    for event in pygame.event.get():
        if event.type == pygame.QUIT:
            running = False

    # Move paddle with arrow keys
    keys = pygame.key.get_pressed()
    if keys[pygame.K_LEFT] and paddle.left > 0:
        paddle.move_ip(-5, 0)
    if keys[pygame.K_RIGHT] and paddle.right < 800:
        paddle.move_ip(5, 0)

    # Move ball down
    ball.move_ip(0, ball_speed)

    # Check for collision
    if ball.colliderect(paddle):
        print("Caught!")
        ball.topleft = (random.randint(0, 750), 0)

    # Redraw screen
    screen.fill(white)
    pygame.draw.rect(screen, black, paddle)
    pygame.draw.ellipse(screen, black, ball)
    pygame.display.flip()

pygame.quit()

2.5 Exercises

1. Add Scoring:

   • Keep track of how many balls the player catches and display the score on the screen.

2. Increase Difficulty:

   • Gradually increase the speed of the ball as the player catches more balls.

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This concludes Week 1. you (students) should now be comfortable with Python basics, Pygame setup, and creating simple interactive games. I encourage you to experiment with the exercises to deepen your understanding.

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