Přeskočit na obsah
picogame

Matematika, náhoda a kolize

Tato stránka popisuje číselné funkce, generátor náhodných čísel s počáteční hodnotou a kolizní metody třídy Sprite. Ani jeden z pomocných modulů nevyžaduje inicializaci enginu. Signatury najdeš v /cs/reference/.

picogame_math

Sekce “picogame_math”

picogame_math nabízí funkce clamp, lerp, approach a wrap, výpočty s 2D vektory a trigonometrii vyjádřenou v otáčkách. Funkce končící na _t používají pro celou otáčku interval [0,1), což se hodí pro uložený směr nebo míření. Modul také převzal vektorové funkce ze staršího picogame_vec.

API:

  • clamp(v, lo, hi) - omezí v na interval [lo, hi], například pro pozici na obrazovce nebo počet životů.
  • mid(a, b, c) - vrátí medián tří hodnot; pokud je prostředním argumentem omezovaná hodnota, chová se podobně jako clamp.
  • lerp(a, b, t) - lineární interpolace a + (b-a)*t. Opakované volání s malým t vytváří plynulé přibližování.
  • inv_lerp(a, b, v) - inverze lerp: kde leží v v [a,b] jako 0..1. Vrátí 0.0, pokud a == b.
  • remap(v, a, b, c, d) - převede v z rozsahu [a,b] na [c,d]. Pokud a == b, vrátí c.
  • sgn(x) - znaménko jako -1, 0 nebo 1.
  • approach(v, target, step) - posune v k target nejvýše o step, bez překročení cíle. Hodí se pro zrychlování a zpomalování.
  • wrap(v, lo, hi) - zabalí v do polootevřeného rozsahu [lo, hi). Degenerované nebo obrácené rozsahy vrátí lo (žádné dělení nulou, nikdy mimo rozsah).
  • sin_t(turns) / cos_t(turns) - sinus/kosinus úhlu v OTÁČKÁCH (1.0 = celý kruh). Kladná hodnota je po směru hodinových ručiček na obrazovce s osou y dolů.
  • atan2_t(dy, dx) - úhel vektoru (dx, dy) v otáčkách, normalizovaný do 0..1. Použij na míření.
  • length(dx, dy) - velikost vektoru.
  • distance(x1, y1, x2, y2) - vzdálenost mezi dvěma body.
  • normalize(dx, dy) - jednotkový vektor; pro vstup nulové délky vrátí (0.0, 0.0).
  • angle_rad(dx, dy) - úhel v RADIÁNECH (surový atan2); from_angle_rad(a, mag=1.0) - vektor délky mag pod radiánovým úhlem a.
  • TAU - konstanta 2*pi, kterou interně používá trigonometrie s _t.

Příklad otočení lodi a tahu ve směru její přídě:

import picogame_math as m


ang = 0.0                       # heading, in turns 0..1
TURN = 0.01
ang = (ang + TURN) % 1.0        # rotate right
dx, dy = m.sin_t(ang), -m.cos_t(ang)   # nose-up direction
vx += dx * 0.25
vy += dy * 0.25
sp = m.length(vx, vy)           # current speed
x = m.clamp(x, 8, W - 8)        # udrží objekt na obrazovce

picogame_rand

Sekce “picogame_rand”

Tento generátor xorshift32 podporuje vážený výběr, zamíchání seznamu na místě a losovací sáček. Pevná počáteční hodnota vytváří opakovatelnou posloupnost pro záznamy hry, testy nebo generování úrovní. Rand() bez argumentu použije aktuální čas. Bag v každém zamíchaném cyklu vydá každou položku jednou, takže omezuje dlouhé série stejného výsledku.

Rand(seed=None):

  • Rand(1234) použije pevnou počáteční hodnotu; Rand() ji odvodí z hodin. Hodnota 0 se interně nahradí, protože z ní xorshift nemůže začít.
  • seed(s) - nastaví novou počáteční hodnotu existujícího generátoru.
  • below(n) - celé číslo v 0 .. n-1. Vrátí 0, pokud n <= 0.
  • randint(a, b) - celé číslo v a .. b včetně. Vyhodí ValueError, pokud b < a.
  • random() - float v [0.0, 1.0).
  • chance(p) - True s pravděpodobností p (kde p je 0..1).
  • choice(seq) - jeden prvek ze seq. Vyhodí ValueError u prázdné sekvence.
  • shuffle(lst) - zamíchá lst algoritmem Fisher–Yates přímo v původním seznamu a vrátí None.
  • weighted(weights) - vrátí index 0..len-1 vybraný úměrně k weights. Vyhodí ValueError, pokud je součet <= 0. Bez řízení šňůr (nezávislé tahy).

Bag(items, rng):

  • Losovací sáček neboli „7-bag“ vydá každou položku jednou za cyklus v zamíchaném pořadí. Pro herní dílky nebo výskyt objektů tak nevznikají dlouhé série ani období bez určité položky.
  • next() - vrátí další položku, na začátku každého cyklu automaticky zamíchá. Vyhodí ValueError při konstrukci, pokud je items prázdné.

Příklad jednoho generátoru a losovacího sáčku:

import picogame_rand


rng = picogame_rand.Rand(0x1234)      # seeded -> reproducible
x = rng.randint(40, W - 40)           # 40 .. W-40 inclusive
if rng.chance(0.25):
    spawn_powerup(x)
kind = rng.weighted([5, 3, 1])        # index 0 most likely
bag = picogame_rand.Bag([0, 1, 2, 3, 4, 5, 6], rng)
piece = bag.next()                    # každá hodnota jednou za cyklus

Kolize spritů

Sekce “Kolize spritů”

Každý Sprite nabízí kolizi obdélníků a test vzdálenosti středů. Metody pracují s vykreslenými hranicemi po započtení kotevního bodu, měřítka a rotace a nealokují návratový objekt. overlaps() použij pro průnik spritů nebo obdélníků, near() pro kruhový test vzdálenosti.

API (metody na každém Sprite):

  • a.overlaps(b, inset=0) - testuje včetně dotyku překryv osově zarovnaných obdélníků. b může být jiný Sprite, bod (x, y) nebo obdélník (x1, y1, x2, y2). Parametr inset zmenší kolizní obdélník prvního spritu o N pixelů na každé straně. Vrací bool.
  • a.near(b, r) - kruhový test: je střed tohoto spritu do r px od středu b? Používá kvadrát vzdálenosti, takže žádný sqrt. b může být Sprite nebo bod (x, y).

Obdélníky a středy vycházejí z vykreslené plochy spritu, včetně kotevního bodu, měřítka a rotace. Kotevní body popisuje /cs/scene-format/.

Pro dva vypočtené obdélníky bez spritů použij pg.collide(x1, y1, x2, y2, ax1, ay1[, ax2, ay2]). U zdí a terénu v mřížce se dotazuj na vlastnosti přes picogame_tiles místo testování každé dlaždice.

Příklad kruhové kolize střel s kameny a obdélníkové kolize hráče:

for b in bullets:
    for r in rocks:
        if b.visible and b.near(r, 18):   # kruhový test bez odmocniny
            kill(b, r)


if player.overlaps(enemy):                # překryv obdélníků se započtením kotev
    take_damage()


if not ship.overlaps((0, 0, W, H)):       # mimo obrazovku? odeber ho
    pool.free(ship)