项目介绍
1、游戏的操作方式
贪吃蛇游戏人尽皆知，计算机视觉鲜为人知，计算机视觉+贪吃蛇游戏会带给人们更多的参与感以及新鲜度，本次这个项目就是主要使用手势识别来完成贪吃蛇这个简单的游戏。在这个游戏中，电脑通过摄像头捕捉到我们的手势并判别是否进行移动，玩家移动手去操纵贪吃蛇得到屏幕中随机出现的食物，每得到一个食物，就会算作一分，Score 就会加1并显示在画面中，当玩家在操作的过程中不小心使得蛇的头部和身体相撞，那么就会显示GameOver! 按下 ‘r’ 键可以重新开始游戏。
2、开发的过程中的注意事项
(1) 图像的左右问题
由于我们是使用手势来进行控制蛇的移动的，但摄像头的画面显示的是别人的视角，所以这和玩家的左右意识刚好是相反的，因此我们要将摄像头读取到的画面进行一个左右的翻转。原理上说就是将左右的像素点位置进行一个调换，但在 Python 中可以使用一个 cv2.flip( ) 函数就可以实现镜像翻转了。
(2) 摄像头的画面尺寸问题
通
过摄像头得到的图像我们需要在上面进行游戏，因此画面过小会导致游戏空间不足，在最开始可以对画面的大小进行一个预处理，设定一个较为合理的大小，最后得到的画面玩游戏时才不会显得局促。通过函数 cap.set(3, m) cap.set(4, n) 可以实现对画面的宽和高的设定。
本项目中还会存在一些其他的注意事项，比如判断碰撞，判断获得食物等，我会在后面的项目过程中再加以介绍。
三、游戏的实现要点
1、选择第三方库
一些使用到的第三方库：
import math
import random
import cvzone
import cv2
import numpy as np
from cvzone.HandTrackingModule import HandDetector
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在本次项目中，我们主要使用到以上的几个库，其中使用 random 库来随机选择像素点来放置食物甜甜圈，使用 cvzone 中的手部识别来进行玩家手势的检测，使用 cv2 来进行一些基础的图像操作，其他的一些库也各有用处，后面一一介绍。
2、找到关键点并标记
在本次游戏中我们是选择了一只手作为目标节点，所以当我们检测到画面中出现手部时需要对其中的关键点进行标记，而这个关键点恰好是我们的贪吃蛇的头部，由于我们是调用的第三方库，而该库可以对手部进行3D的标记，但我们只需要 x,y 两个坐标值就可以了，主要使用以下函数进行手部关键节点的标记：
#检测到第一个手，并标记手部位置
if hands:
lmList = hands[0]['lmList']
pointIndex = lmList[8][0:2] #第八个坐标点的 x, y值，其中 z 值不被包括在里面
cv2.circle(img, pointIndex, 20, (200, 0, 200), cv2.FILLED) #在关键点处绘制一个圆点并进行填充（此处只是示范，后面会更改）登录后复制
3、创建一个类来保存关于游戏的所有功能
我们需要实现的游戏是很多功能结合起来完成的，如果想要使用函数来实现这些功能，那么将会非常麻烦，当我们使用 class 来完成时，由于很多东西都保存在同一个类中，将会降低难度。在这个 class 中我们将会创建很多重要的列表来存储我们用得到的一些关键点，比如贪吃蛇的身上的所有的点、贪吃蛇的长度、蛇的总体距离、食物的放置、得分等：
class SnakeGameClass:
def __init__(self, pathFood):
self.points = [] #贪吃蛇身上所有点
self.lengths = [] #点与点之间的距离
self.currentLength = 0 #当下蛇的长度
self.allowedLength = 50 #最大允许长度（阈值）
self.previousHead = 0, 0 #手部关键点之后的第一个点
self.imgFood = cv2.imread(pathFood, cv2.IMREAD_UNCHANGED) #定义食物
self.hFood, self.wFood, _ = self.imgFood.shape
self.foodPoint = 0, 0
self.randomFoodLocation()
self.score = 0
self.gameOver = False登录后复制
4、定义函数进行不断更新
随着我们的手部的移动，贪吃蛇的长度以及位置都会发生变化，所以我们需要创建一个函数来不断进行更新，满足变化的需求（该部分也是在前面创建的大类里面完成的）：
def update(self, imgMain, currentHead):
#游戏结束，打印文本
if self.gameOver:
cvzone.putTextRect(imgMain, "Game Over", [300, 400],
scale=7, thickness=5, offset=20)
cvzone.putTextRect(imgMain, f'Your Score: {self.score}', [300, 550],
scale=7, thickness=5, offset=20)
else:
px, py = self.previousHead
cx, cy = currentHead
self.points.append([cx, cy])
distance = math.hypot(cx - px, cy - py)
self.lengths.append(distance)
self.currentLength += distance
self.previousHead = cx, cy
#长度缩小
if self.currentLength > self.allowedLength:
for i, length in enumerate(self.lengths):
self.currentLength -= length
self.lengths.pop(i)
self.points.pop(i)
if self.currentLength < self.allowedLength:
break
#检查贪吃蛇是否已经触碰到食物
rx, ry = self.foodPoint
if rx - self.wFood // 2 < cx < rx + self.wFood // 2 and \
ry - self.hFood // 2 < cy < ry + self.hFood // 2:
self.randomFoodLocation()
self.allowedLength += 50
self.score += 1
print(self.score)
#使用线条绘制贪吃蛇
if self.points:
for i, point in enumerate(self.points):
if i != 0:
cv2.line(imgMain, self.points[i - 1], self.points[i], (0, 0, 255), 20)
cv2.circle(imgMain, self.points[-1], 20, (0, 255, 0), cv2.FILLED)
#显示食物
imgMain = cvzone.overlayPNG(imgMain, self.imgFood,
(rx - self.wFood // 2, ry - self.hFood // 2))
cvzone.putTextRect(imgMain, f'Score: {self.score}', [50, 80],
scale=3, thickness=3, offset=10)
#检测是否碰撞
pts = np.array(self.points[:-2], np.int32)
pts = pts.reshape((-1, 1, 2))
cv2.polylines(imgMain, [pts], False, (0, 255, 0), 3)
minDist = cv2.pointPolygonTest(pts, (cx, cy), True)
if -1 <= minDist <= 1:
print("Hit")
self.gameOver = True
self.points = [] #蛇身上所有的点
self.lengths = [] #不同点之间的距离
self.currentLength = 0 #当前蛇的长度
self.allowedLength = 50 #最大允许长度
self.previousHead = 0, 0 #先前的蛇的头部
self.randomFoodLocation()
return imgMain登录后复制
在这个更新的函数中，我们需要判断很多东西，比如贪吃蛇是否触碰到食物（如果触碰到食物我们就要增加蛇的长度并累积得分）、当前长度是否超过所允许的最大长度（当前长度小于最大长度就不必要进行更改了，但如果当前长度大于最大长度，则需要进行缩短）、贪吃蛇是否发生碰撞（通过关键节点之间的距离判断贪吃蛇是否发生了碰撞，如果发生了碰撞，则进入 gameover 模块，如果没有，继续游戏）等，都解释在上面的代码中了。
主要是通过上面定义的 class 我们就能实现当前的贪吃蛇游戏了。
四、总体代码
本次小游戏我是在b站看到教程并一步步复现出来的，大家感兴趣可以尝试一下，当然按照惯例整体代码会贴在下面：
"""
Author:XiaoMa
CSDN Address:一马归一码
"""
import math
import random
import cvzone
import cv2
import numpy as np
from cvzone.HandTrackingModule import HandDetector
cap = cv2.VideoCapture(0)
#设置画面的尺寸大小，过小的话导致贪吃蛇活动不开
cap.set(3, 1280)
cap.set(4, 720)
detector = HandDetector(detectionCon=0.8, maxHands=1)
class SnakeGameClass:
def __init__(self, pathFood):
self.points = [] #贪吃蛇身上所有点
self.lengths = [] #每一个点之间的距离
self.currentLength = 0 #当下蛇的长度
self.allowedLength = 50 #最大允许长度（阈值）
self.previousHead = 0, 0 #手部关键点之后的第一个点
self.imgFood = cv2.imread(pathFood, cv2.IMREAD_UNCHANGED) #定义食物
self.hFood, self.wFood, _ = self.imgFood.shape
self.foodPoint = 0, 0
self.randomFoodLocation()
self.score = 0
self.gameOver = False
def randomFoodLocation(self):
self.foodPoint = random.randint(100, 1000), random.randint(100, 600)
def update(self, imgMain, currentHead):
#游戏结束，打印文本
if self.gameOver:
cvzone.putTextRect(imgMain, "Game Over", [300, 400],
scale=7, thickness=5, offset=20)
cvzone.putTextRect(imgMain, f'Your Score: {self.score}', [300, 550],
scale=7, thickness=5, offset=20)
else:
px, py = self.previousHead
cx, cy = currentHead
self.points.append([cx, cy])
distance = math.hypot(cx - px, cy - py)
self.lengths.append(distance)
self.currentLength += distance
self.previousHead = cx, cy
#长度缩小
if self.currentLength > self.allowedLength:
for i, length in enumerate(self.lengths):
self.currentLength -= length
self.lengths.pop(i)
self.points.pop(i)
if self.currentLength < self.allowedLength:
break
#检查贪吃蛇是否已经触碰到食物
rx, ry = self.foodPoint
if rx - self.wFood // 2 < cx < rx + self.wFood // 2 and \
ry - self.hFood // 2 < cy < ry + self.hFood // 2:
self.randomFoodLocation()
self.allowedLength += 50
self.score += 1
print(self.score)
#使用线条绘制贪吃蛇
if self.points:
for i, point in enumerate(self.points):
if i != 0:
cv2.line(imgMain, self.points[i - 1], self.points[i], (0, 0, 255), 20)
cv2.circle(imgMain, self.points[-1], 20, (0, 255, 0), cv2.FILLED)
#显示食物
imgMain = cvzone.overlayPNG(imgMain, self.imgFood,
(rx - self.wFood // 2, ry - self.hFood // 2))
cvzone.putTextRect(imgMain, f'Score: {self.score}', [50, 80],
scale=3, thickness=3, offset=10)
#检测是否碰撞
pts = np.array(self.points[:-2], np.int32)
pts = pts.reshape((-1, 1, 2))
cv2.polylines(imgMain, [pts], False, (0, 255, 0), 3)
minDist = cv2.pointPolygonTest(pts, (cx, cy), True)
if -1 <= minDist <= 1:
print("Hit")
self.gameOver = True
self.points = [] #蛇身上所有的点
self.lengths = [] #不同点之间的距离
self.currentLength = 0 #当前蛇的长度
self.allowedLength = 50 #最大允许长度
self.previousHead = 0, 0 #先前的蛇的头部
self.randomFoodLocation()
return imgMain
game = SnakeGameClass("Donut.png")
while True:
success, img = cap.read()
img = cv2.flip(img, 1) #镜像翻转
hands, img = detector.findHands(img, flipType=False)
#检测到第一个手，并标记手部位置
if hands:
lmList = hands[0]['lmList']
pointIndex = lmList[8][0:2] #第八个坐标点的 x, y值，其中 z 值不被包括在里面
#cv2.circle(img, pointIndex, 20, (200, 0, 200), cv2.FILLED) #在关键点处绘制一个圆点并进行填充（此处只是示范，后面会更改）
img = game.update(img, pointIndex)
cv2.imshow("Image", img)
key = cv2.waitKey(1)
#按下‘r'重新开始游戏
if key == ord('r'):
game.gameOver = False登录后复制
至于需要使用到的甜甜圈的图案，可以网上找一个合适的大小的图案进行替代即可。
以上是Python怎么利用手势识别实现贪吃蛇游戏的详细内容。更多信息请关注PHP中文网其他相关文章！
