📑프로젝트-PingBall 게임 제작

고등학교때 핑볼 게임 제작했던 걸 정리해서 올려보고자 한다.
당시 Pygame을 처음 써봤으며 어떤 원리로 게임이 돌아가는지 알아보고자 팀원 셋이서 모여서 같이 코딩했던 기억이 있다. 지금도 솔직히 원리나 구조를 완벽히 이해하며 코드를 완벽하게 구현해보라 하면 할 자신은 없으나, 게임이 어떤 씩으로 제작되는지 그 구조를 이해하는 데에 있어 큰 도움이 됬던 것 같다.
재차 말하지만 Pygame을 사용해서 했으니 따라해볼 사람들은 인스톨하면 될 것 같다.

Pygame 인스톨

나는 여러 highlight와 글자 색깔이 이쁜 VS code를 사용하는걸 좋아한다.
솔직히 아나콘다나 스파이더를 쓰면 뽀대가 안난다고 해야할까...물론 sciphy같은 특정 툴을 쓸 때 는 spider가 더 직관적이고 보기 편한 경우가 있으니 각자 맞는 플랫폼을 쓰면 되겠다.

요렇게 pip install pygame 을 입력해주면 pygame이 깔린다.
코딩할 준비가 된 것이다.

필드 설정

어느 언어에서나 필드는 중요한 것 같다.
초기값, 변수들을 지정해주는 중요한 부분이니 초기 필드를 잘 잡고 가는 것이 중요하다.
먼저 파이게임과 시스템을 import해주는 작업을 거쳤다.

import pygame as pg
import sys

다음으로 필드를 작성해준다.

Size = [640, 480]
Width = Size[0]
Height = Size[1]    

black = (0, 0, 0)
white = (255, 255, 255)
blue = (0, 0, 255)
yellow = (200, 200, 0)

State_Wait = 0
State_play = 1
State_Won = 2
State_Over = 3

Brick_Width = 60
Brick_Height = 15

Paddle_Width = 60
Paddle_Height = 15

Ball_Size = 16
Ball_Radius = int(Ball_Size/2)

Max_Paddle_X = Width - Paddle_Width
Max_Ball_X = Width - Ball_Size
Max_Ball_Y = Height - Ball_Size

Paddle_Y = Height - Paddle_Height - 10

차례차례 살펴보면

1 . Size로 해상도 크기 설정
2 . Width/Height로 가로, 세로 크기 설정
3 . black, white, blue, yellow 등 게임 내에서 사용할 색깔 설정
4 . 게임 정지/플레이/이김/패배 상태 숫자 설정
5 . PingBall 벽돌 크기 설정
6 . PingBall 패들(플레이어) 크기 설정
7 . 볼 사이즈 및 패들과 볼이 최대로 움직일 수 있는 거리 설정

정도 되시겠다.
덧붙여서 아까 내가 VS Code가 이뻐서 애용한다고 했는데 그 예중 하나가 저렇게 색깔을 입력하면

이런씩으로 구별하기 쉽게 색깔에 highlight해서 나오는 기능이 있다. 완전 뽀대나지 않습니까?
코드 자체는 크게 두 부류로 나눴다. Class를 하나 지정해서 Pingball의 메인 기능을 하는 핑볼클래스, 그리고 메인함수 자체 실행시키는 init. Init 실행은 간단하니까 여기 적겠다.

if __name__ == "__main__":
    PingBall().run()

하나 주의해야 할 점은 위의 실행 코드는 pingball클래스 밖에 들여쓰기 해야한다. 만약 안으로 들여쓰기하면 분명히 오류가 난다.
이제 필드와 실행 등의 준비가 다 됬으니 메인 코드를 작성해보자.

핵심 코드 작성

핵심 코드는 총 10개로 구성되어 있다. 하나하나 그 기능을 간단히 정리해보자면

1 . __init__ : 파이게임 초기화시킨 윈도우창 만들고 Fps/Font등 기본설정
2 . init_game : 기본 목숨/스코어/상태 설정 및 공과 패들의 위치설정
3 . create_bricks : for문을 활용하여 실질적인 벽돌을 만듦
4 . draw_bricks : 벽돌의 색깔 지정 및 벽돌 그리기
5 . check_input : 키보드가 눌렸을 때 어떻게 해야할지 트리거 설정
6 . move_ball : 공이 어디에 닿으면 멈추고 튕기는지 등 설정
7 . handle_collisions : 승리 조건 달성시 끝내는 코드
8 . show_stats : 점수와 목숨 표시
9 . show_message : 메세지 표시
10 . run : 메인함수라고 보면 될 것 같다.

처음에 대체 이걸 어떻게 짜야 할 지 막막했다. 그래서 유튜브로 강의도 찾아보고, 구글링을 열심히 하니까 이정도로 코딩을 하면 오류없이 잘 작동함을 확인 할 수 있었다. 위의 코드를 하나하나 작성하고 설명해보도록 하겠다.

Init

    def __init__(self):
        pg.init()

        self.screen = pg.display.set_mode(Size)
        pg.display.set_caption("PingBall_Game")
        self.fps = pg.time.Clock()
        self.font = pg.font.Font(None, 30)

        self.init_game()

Init은 윈도우 창을 초기화시켜주고 Fps나 기본 폰트같은걸 설정해주는 역할을 한다.
한가지 주의할 점이 있다면 내가 init과 init_game을 따로 짠 이유는 init만 가지고는 윈도우창 자체가 계속 유지되지 않는다. 그래서 따로 코드를 짜주거나 메인 메소드같은 곳에 게임루프를 설정해야 한다. 게임루프에 대한 부가적인 내용을 알고 싶다면 이 곳 참조.

Init_game

    def init_game(self):
        self.lives = 3
        self.score = 0
        self.state = State_Wait

        self.paddle = pg.Rect(300, Paddle_Y, Paddle_Width, Paddle_Height)
        self.ball = pg.Rect(300, Paddle_Y - Ball_Size, Ball_Size, Ball_Size)

        self.create_bricks()

첫 목숨은 3개, 스코어는 당연히 0으로 해두었고 상태는 기다림으로 했다. pg.Rect를 사용해 패들과 공의 위치를 성정해주면 된다.

create_bricks

    def create_bricks(self):
        Y = 35
        self.bricks = []
        for i in range(7):
            X = 35
            for j in range(8):
                self.bricks.append(pg.Rect(X, Y, Brick_Width, Brick_Height))
                X += Brick_Width + 10
            Y += Brick_Height + 5

Gui로 몇번 구현을 해보다보니까 난이도에는 brick 56개가 적당하다는 결론에 도달했다.
X와 Y는 Brick 간의 간격을 설정해주기 위해 적어둔 거다. Y의 초기값은 35, X의 초기값 또한 35로 지정한 후 테스트를 통해 각각 10,5 씩 증감연산을 하여 벽돌간의 간격을 지정해주었다.

draw_bricks

def draw_bricks(self):
        for brick in self.bricks:
            pg.draw.rect(self.screen, yellow, brick)

벽돌을 노란색으로 그려준다.

check_input

    def check_input(self):
        keys = pg.key.get_pressed()

        if keys[pg.K_LEFT]:
            self.paddle.left -= 5
            if self.paddle.left < 0:
                self.paddle.left = 0
        if keys[pg.K_RIGHT]:
            self.paddle.left += 5
            if self.paddle.left > Max_Paddle_X:
                self.paddle.left = Max_Paddle_X
        if keys[pg.K_SPACE] and self.state == State_Wait:
            self.ball_move = [5, -5]
            self.state = State_play
        if keys[pg.K_r] and (self.state == State_Over or self.state == State_Won):
            self.init_game()

말그대로 키보드 인펏을 받아주는 코드다. 키보드 인펏 레프트로 가게 돼 있으면 패들을 왼쪽으로 5만큼 옮긴다던가 하는 코드 말이다. 마찬가지로 오른쪽으로 가게 되면 +5 를 증감연산 해주면 된다. 한 가지 주의할 점은 창을 넘어가면 안 되기 때문에 Max값과 0값 등을 이용해서 창의 크기만큼만 움직이게 설정해야한다.

move_ball

  def move_ball(self):
        self.ball.left += self.ball_move[0]
        self.ball.top += self.ball_move[1]

        if self.ball.left <= 0:
            self.ball.left = 0
            self.ball_move[0] = -self.ball_move[0]
        elif self.ball.left >= Max_Ball_X:
            self.ball.left = Max_Ball_X
            self.ball_move[0] = -self.ball_move[0]

        if self.ball.top < 0:
            self.ball.top = 0
            self.ball_move[1] = -self.ball_move[1]

이 코드 또한 top 등을 설정해서 공이 화면 밖으로 안나가게 코딩했던거다.

handle_collisions

    def handle_collisions(self):
        for brick in self.bricks:
            if self.ball.colliderect(brick):
                self.score += 1
                self.ball_move[1] = -self.ball_move[1]
                self.bricks.remove(brick)
                break
        if len(self.bricks) == 0:
            self.state = State_Won
                if self.ball.colliderect(self.paddle):
            self.ball.top = Paddle_Y - Ball_Size
            self.ball_move[1] = -self.ball_move[1]
        elif self.ball.top > self.paddle.top:
            self.lives -= 1
            if self.lives > 0:
                self.state = State_Wait
            else:
                self.state = State_Over

벽돌에 충돌하면 벽돌이 하나 사라지고 점수가 올라가게 하는 충돌 이벤트와 벽돌을 전부 제거했을 시에 상태를 won으로 표현하게 하는 코드다.

show_stats/show_message

def show_stats(self):
        if self.font:
            font_surface = self.font.render("Score : " + str(self.score)
                                            + " Lives : " + str(self.lives), True, white)
            self.screen.blit(font_surface, (205, 5))

    def show_message(self, message):
        if self.font:
            size = self.font.size(message)
            font_surface = self.font.render(message, False, white)
            x = (Size[0] - size[0]) // 2
            y = (Size[1] - size[1]) // 2
            self.screen.blit(font_surface, (x, y))

현재 스탯(점수와 목숨)을 보여주는 코드하고 메세지로 출력해주는 코드다.

run

    def run(self):
        while True:
            for event in pg.event.get():
                if event.type == pg.QUIT:
                    pg.quit()
                    sys.exit()

            self.screen.fill(black)
            self.check_input()

            if self.state == State_play:
                self.move_ball()
                self.handle_collisions()
            elif self.state == State_Wait:
                self.ball.left = self.paddle.left + self.paddle.width / 2
                self.ball.top = self.paddle.top - self.ball.height
                self.show_message("Press space to lanch the ball")
            elif self.state == State_Over:
                self.show_message("Game over! press R to play again")
            elif self.state == State_Won:
                self.show_message("You Win! press R to play again")

            self.draw_bricks()
            pg.draw.rect(self.screen, blue, self.paddle)
            pg.draw.circle(self.screen, white, (self.ball.left + Ball_Radius,
                                    self.ball.top + Ball_Radius), Ball_Radius)
            self.show_stats()

            self.fps.tick(60)
            pg.display.update()

Fps, 디스플레이, 상태(state)에 따른 메세지 출력 등을 담당하는 run 메소드를 작성하면 끝난다.
아까 말했듯이 init에서 윈도우 창을 항상 열어주진 않기 때문에 나같은 경우는 while에 true를 써서 무한루프시켰다. 이제 게임 제작 결과를 보면

테스트 및 완성본

아까 설정했던 목숨/스코어 들은 이상없고 상태메세지, 벽돌, 공, 패들까지 이상없이 출력되는 모습을 볼 수 있다.

상태변화에도 큰 이상이 없으며 스코어 또한 잘 올라가는 모습을 확인할 수 있었다

언제나 그랬듯이 아래에 코드 전문을 첨부한다.

import pygame as pg
import sys

Size = [640, 480]
Width = Size[0]
Height = Size[1]

black = (0, 0, 0)
white = (255, 255, 255)
blue = (0, 0, 255)
yellow = (200, 200, 0)

State_Wait = 0
State_play = 1
State_Won = 2
State_Over = 3

Brick_Width = 60
Brick_Height = 15

Paddle_Width = 60
Paddle_Height = 15

Ball_Size = 16
Ball_Radius = int(Ball_Size/2)

Max_Paddle_X = Width - Paddle_Width
Max_Ball_X = Width - Ball_Size
Max_Ball_Y = Height - Ball_Size

Paddle_Y = Height - Paddle_Height - 10


class PingBall:
    def __init__(self):
        pg.init()

        self.screen = pg.display.set_mode(Size)
        pg.display.set_caption("PingBall_Game")
        self.fps = pg.time.Clock()
        self.font = pg.font.Font(None, 30)

        self.init_game()

    def init_game(self):
        self.lives = 3
        self.score = 0
        self.state = State_Wait

        self.paddle = pg.Rect(300, Paddle_Y, Paddle_Width, Paddle_Height)
        self.ball = pg.Rect(300, Paddle_Y - Ball_Size, Ball_Size, Ball_Size)

        self.create_bricks()

    def create_bricks(self):
        Y = 35
        self.bricks = []
        for i in range(7):
            X = 35
            for j in range(8):
                self.bricks.append(pg.Rect(X, Y, Brick_Width, Brick_Height))
                X += Brick_Width + 10
            Y += Brick_Height + 5
            
    def draw_bricks(self):
        for brick in self.bricks:
            pg.draw.rect(self.screen, yellow, brick)

    def check_input(self):
        keys = pg.key.get_pressed()

        if keys[pg.K_LEFT]:
            self.paddle.left -= 5
            if self.paddle.left < 0:
                self.paddle.left = 0
        if keys[pg.K_RIGHT]:
            self.paddle.left += 5
            if self.paddle.left > Max_Paddle_X:
                self.paddle.left = Max_Paddle_X
        if keys[pg.K_SPACE] and self.state == State_Wait:
            self.ball_move = [5, -5]
            self.state = State_play
        if keys[pg.K_r] and (self.state == State_Over or self.state == State_Won):
            self.init_game()

    def move_ball(self):
        self.ball.left += self.ball_move[0]
        self.ball.top += self.ball_move[1]

        if self.ball.left <= 0:
            self.ball.left = 0
            self.ball_move[0] = -self.ball_move[0]
        elif self.ball.left >= Max_Ball_X:
            self.ball.left = Max_Ball_X
            self.ball_move[0] = -self.ball_move[0]

        if self.ball.top < 0:
            self.ball.top = 0
            self.ball_move[1] = -self.ball_move[1]

    def handle_collisions(self):
        for brick in self.bricks:
            if self.ball.colliderect(brick):
                self.score += 1
                self.ball_move[1] = -self.ball_move[1]
                self.bricks.remove(brick)
                break
        if len(self.bricks) == 0:
            self.state = State_Won

        if self.ball.colliderect(self.paddle):
            self.ball.top = Paddle_Y - Ball_Size
            self.ball_move[1] = -self.ball_move[1]
        elif self.ball.top > self.paddle.top:
            self.lives -= 1
            if self.lives > 0:
                self.state = State_Wait
            else:
                self.state = State_Over

    def show_stats(self):
        if self.font:
            font_surface = self.font.render("Score : " + str(self.score)
                                            + " Lives : " + str(self.lives), True, white)
            self.screen.blit(font_surface, (205, 5))

    def show_message(self, message):
        if self.font:
            size = self.font.size(message)
            font_surface = self.font.render(message, False, white)
            x = (Size[0] - size[0]) // 2
            y = (Size[1] - size[1]) // 2
            self.screen.blit(font_surface, (x, y))

    def run(self):
        while True:
            for event in pg.event.get():
                if event.type == pg.QUIT:
                    pg.quit()
                    sys.exit()

            self.screen.fill(black)
            self.check_input()

            if self.state == State_play:
                self.move_ball()
                self.handle_collisions()
            elif self.state == State_Wait:
                self.ball.left = self.paddle.left + self.paddle.width / 2
                self.ball.top = self.paddle.top - self.ball.height
                self.show_message("Press space to lanch the ball")
            elif self.state == State_Over:
                self.show_message("Game over! press R to play again")
            elif self.state == State_Won:
                self.show_message("You Win! press R to play again")

            self.draw_bricks()
            pg.draw.rect(self.screen, blue, self.paddle)
            pg.draw.circle(self.screen, white, (self.ball.left + Ball_Radius,
                                    self.ball.top + Ball_Radius), Ball_Radius)
            self.show_stats()

            self.fps.tick(60)
            pg.display.update()


if __name__ == "__main__":
    PingBall().run()