电子游戏的核心原理

导读：游戏开发的底层逻辑。

作者：Crossin先生

来源：Crossin的编程教室（ID：crossincode）

你小时候有没有玩过这样一种玩具：一块硬纸，一面画着一只鸟，一面画着一个笼子。硬纸下粘上一根细棒。用手来回转动细棒，让硬纸的两面快速交替出现，就会看见鸟被关在了笼子里。

这种现象被称为视觉暂留，又称余晖效应。人眼的性质使得光信号在进入之后，会保持一小段时间，这段时间大约是0.1~0.4秒。电影、动画便是利用这种现象得以实现，把一幅幅静态画面快速连续播放，形成看上去连续的活动画面。游戏也不例外。

来看一段用 Python 里的知名游戏库 pygame（需安装）写的一个“空游戏”代码：

这段代码虽然只显示了一张背景图片，完全没有任何游戏功能，但这已经是一个最基本的游戏代码框架了。

注意代码中一个 while True 的循环，注释为“游戏主循环”。这就是游戏的主体部分。每次循环都相当于是一张静态的画面，程序一直运行，只需要去修改这张画面，就有了动态的效果。

与动画不同，游戏中不仅要把一幅幅画面播放出来，还需要处理玩家的操作与游戏中内容的交互。所以在这个 while 循环中，还要去接收玩家的输入，以及处理游戏中的各种逻辑判断、运动、碰撞等等。

在以上代码的主循环里，做了对退出事件的响应：

for event in pygame.event.get():
    if event.type == pygame.QUIT:
        #接收到退出事件后退出程序
        pygame.quit()
        exit()

然后把图像绘制到窗口中：

screen.blit(background, (0,0)

最后，把整个窗口画面更新：

pygame.display.update()

如果你看过“黏土动画”，那么就可以把整个游戏过程想象成拍摄黏土动画的过程：

• 每一次，screen.blit() 相当于去把人偶、布景移动一点点位置

• pygame.display.update() 则是按下快门拍下一帧新的画面

• 而 if event.type == pygame.QUIT: 就是在判断，导演是不是喊停收工了

这一切都由计算机在很短的时间内处理，以至于玩家感觉是连贯的。

尽管这是非常简单的游戏逻辑，但在核心原理上，绝大多数的游戏都是相通的。即便是酷炫的3D游戏或者大型网游，它们同样是通过一个游戏主循环，在循环中更新各种游戏逻辑和显示效果来运作的。

有些大型3D游戏需要在一次循环内做很多事情，需要进行复杂的物理运算、计算光线的照射效果、处理大量电脑角色的智能、网络信息通讯等。在配置不高的电脑上，这些计算花费的时间就多，游戏刷新画面的频率就变慢了。这也就是我们常听说“一个游戏的帧率低”的原因，这种时候你就会感到游戏不流畅。

以上就是对于电子游戏核心原理的简单介绍。感谢转发和点赞的各位~

延伸阅读

《利用Python进行数据分析（原书第2版）》

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