آموزش کامل ساخت بازی با پایتون به همراه ترفند

آموزش ساخت بازی با پایتون و کتابخانه Pygame

زبان پایتون، به عنوان زبانی قدرتمند و دارای کتابخانه های بسیار شناخته می شود. یکی از کارکردهای این زبان طراحی و ساخت بازی های کامیپوتری می باشد که آموزش پایتون را جذاب تر میکند. در این نوشته به بررسی کامل موضوع ساخت بازی با پایتون پرداخته شده است.

ساخت بازی با پایتون در حال پیشرفت چشمگیری است و در این آموزش قصد داریم تا با کاربردهای زبان برنامه نویسی پایتون در بازی سازی و طراحی اپلیکیشن‌های سرگرمی شما را آشنا کنیم. ساخت بازی سه بعدی با پایتون و بازی سازی برای اندروید با پایتون از جمله کاربردهای جذاب این زبان است که شما با یادگیری کتابخانه‌های اختصاصی این زبان برای ساخت بازی می‌توانید این فعالیت‌ها را دنبال کنید. قبل از شروع مطالعه و یادگیری به شما پیشنهاد می کنم ویدئوی قرار داده شده در ادامه را تماشا کنید تا با نکاتی که مدرسین برجسته این حوزه توضیح داده اند یادگیریتان را چند برابر کنید.

اطلاعاتی در مورد موتورهای بازی سازی

قبل از شروع به کار توسعه بازی، بهتر است اطلاعاتی در مورد موتورهای بازی سازی به دست آورید. شاید برایتان جالب باشد تا بدانید زبان برنامه نویسی پایتون از بهترین زبان‌هایی است که امروزه برای بازی سازی و توسعه اپلیکیشن‌های سرگرمی مورد استفاده قرار می‌گیرد. با این حال، شما باید بعد از یادگیری سینتکس این زبان برنامه نویسی و تسلط به آن، شروع به یادگیری بعضی از ابزارهای مورد نیاز و کتابخانه‌های تخصصی ساخت بازی در این زبان کنید.

نکته

امروزه، بسیاری از بازی‌های پیشرفته و جذاب با موتورهای بازی سازی تخصصی مانند Unity ساخته شده‌اند که این موتور بازی سازی بر اساس زبان سی شارپ استوار است. البته، Unreal Engine نیز از بهترین ابزارها برای ساخت بازی است که متخصصان و فعالان این حوزه از آن استفاده می‌کنند. در این ابزارها، شما نیاز دارید تا در ابتدا محیط بازی را طراحی کنید و پس از آن، طراحی بخش‌های بعدی و مراحل به دست خودتان انجام خواهد گرفت.

کاربردهای زبان پایتون در حوزه‌های تخصصی

کاربردهای زبان پایتون در حوزه‌های تخصصی مختلف اثبات شده است. در زبان پایتون، شما با کتابخانه‌های متنوعی روبرو هستید که هر کدام از آن‌ها برای امور تخصصی و مشخصی توسعه داده شده است. در صورتی که بتوانید یکی از پکیج‌های کامل پایتون را نصب کنید، به اکثریت این کتابخانه‌های تخصصی دسترسی خواهید داشت و این ابزارها به صورت پیش فرض در زمان نصب روی سیستم شما بارگذاری خواهند شد.

دقت کنید که هر زبانی در یک یا چند حوزه تخصصی کاربرد دارد و این موضوع در مورد زبان Python نیز صادق است. برای نمونه، پایتون حرف اول را در زمینه هوش مصنوعی، رباتیک، یادگیری ماشین و دیپ لرنینگ می‌زند. از حوزه‌های تخصصی دیگر که این زبان محبوبیت زیادی در آن‌ها دارد، می‌توان به توسعه سمت سرور اشاره کرد که با استفاده از کتابخانه‌هایی مانند جنگو و Flask بهترین شرایط توسعه وب برای برنامه نویس‌ها فراهم است.

در مورد ساخت بازی با پایتون، شرایط مناسبی وجود دارد و شما می‌توانید از کتابخانه‌هایی مانند Pygame یا Kivy برای ساخت بازی ساده با پایتون یا حتی بازی‌های سه بعدی و جذاب استفاده کنید.

قدرت پول سازی ساخت بازی با پایتون در مقایسه با صنعت موزیک و فیلم

قدرت پول سازی ساخت بازی با پایتون در مقایسه با صنعت موزیک و فیلم از جمله نکات قابل توجه است. صنعت بازی سازی و به طور خاص، ساخت بازی با پایتون، سی، سی شارپ و جاوا از صنعت‌های بسیار قدرتمند است که در بحث‌های اقتصادی و ارزش آوری حتی از صنعت موسیقی و فیلم نیز پیشی گرفته است. با نگاهی کوتاه به این نمودار، می‌توانید ارزش صنعت بازی سازی در مقایسه با موسیقی و فیلم را مشاهده کنید که تفاوت قابل ملاحظه‌ای بین آن‌ها وجود دارد.

بر اساس آخرین آمار، صنعت موسیقی ارزش ۲۲.۴ میلیارد دلاری داشته است که این میزان در مورد صنعت فیلم در حدود ۵۱ میلیارد دلار است. دقت داشته باشید که صنعت بازی سازی در این مقایسه آماری ارزش بیش از ۱۸۰ میلیارد دلاری دارد که نشان از تفاوت بسیار زیاد آن‌ها است. در مورد ارزش سودآوری صنعت بازی سازی، کشورهای چین، آمریکا، ژاپن، کره و آلمان در رتبه‌های ۱ تا ۵ قرار دارند.

در حالت کلی، صنعت بازی سازی و مخصوصا ساخت بازی با پایتون به بخش‌های مختلفی تقسیم بندی می‌شود که شامل بازی سازی برای کامپیوتر، کنسول و ابزارهای موبایلی است. سهم بازار این سه بخش تقریبا به یک میزان است و در صورت یادگیری یک ابزار قدرتمند بازی سازی مانند پایتون، می‌توانید توسعه بازی را برای هر سه پلتفرم انجام دهید.

تاریخچه کتابخانه Pygame

کتابخانه Pygame در واقع مجموعه‌ای از ماژول‌ها است که برای توسعه ویدیو گیم‌ها توسعه داده شده است. تاریخچه کتابخانه Pygame به اکتبر سال ۲۰۰۰ باز می‌گردد که در آن تیمی از توسعه دهندگان، این ابزار را برای راحتی برنامه نویسان ارائه دادند تا توسعه محیطهای گرافیکی و بازی سازی آسان‌تر شود. این کتابخانه معمولا هر چند وقت یکبار به روز می‌شود و شما به راحتی می‌توانید با دستور pip install  pygame آن را نصب کنید.

کتابخانه‌های مهم برای ساخت بازی با پایتون

بسیاری از کتابخانه‌های مهم برای ساخت بازی با پایتون توسعه داده شده‌اند که می‌توان یکی از معروف‌ترین آن‌ها را Pygame به شمار آورد. علاوه بر این کتابخانه، شما می‌توانید از قابلیت‌های کتابخانه Kivy و Panda3D نیز استفاده کنید. به صورت کلی، لایبرری‌های زیر برای ساخت بازی با پایتون و توسعه گرافیکی ارائه شده‌اند که می‌توانید تمامی آن‌ها را به صورت نصب شده در زبان برنامه نویسی Python استفاده کنید.

کتابخانه اختصاصی Pygame برای ساخت بازی

کتابخانه اختصاصی Pygame برای ساخت بازی، یک لایبرری تخصصی است که در سال ۲۰۰۰ ارائه شد و توسط یک تیم برنامه نویسی به صورت متن باز در اختیار کاربران قرار گرفت. شما می‌توانید این پروژه را در آدرس گیت هاب مشاهده کنید و اطلاعات مرتبط را به دست آورید.

در این پروژه که برای ساخت بازی با پایتون توسعه داده شده است، از زبان‌ها و کتابخانه‌هایی مانند سی، کتابخانه SDL، ابزار OpenGL و پایتون استفاده شده است که با استفاده از آن شما نیاز به نوشتن کدهای طولانی ندارید.

نکته جالب این است که شما می‌توانید از طریق گیت هاب این کتابخانه به مثال‌ها و نمونه بازی‌های توسعه داده شده دسترسی داشته باشید. همچنین، در این کتابخانه، بسیاری از ریزه کاری‌ها و جزئیات برای ساخت بازی با پایتون وجود دارند که توسعه دهندگان حرفه‌ای می‌توانند از آن استفاده کنند.

مزایای Pygame برای ساخت بازی با پایتون

برای ساخت بازی با پایتون شما می‌توانید به منابع غنی در اینترنت دسترسی داشته باشید که یکی از آن‌ها وب سایت Real Python در  است. در صورتی که این کتابخانه را انتخاب کرده‌اید، بهتر است در مورد مزایای Pygame برای ساخت بازی با پایتون اطلاعاتی را کسب کنید.

این کتابخانه یک ابزار Cross Platform است که در پلتفرم‌های مختلف می‌توانید با آن بازی بسازید. همچنین، این کتابخانه تمامی نیازهای بازی ساز را بر طرف می‌کند و با آن می‌توان برای سیستم عامل اندروید نیز توسعه ابزارهای سرگرمی را انجام داد.

دیگر مزیت مهم این کتابخانه برای ساخت بازی با پایتون، امکان دستکاری جزئیات به صورت کامل است و امکان استفاده از بخش‌های مختلف برای کنترل کیبورد و ماوس فراهم است.

معایب کتابخانه Pygame و راه حل آن

معایب کتابخانه Pygame و راه حل آن از جمله بحث‌های داغ بین برنامه نویسان است. در استفاده از Pygame معمولا توصیه نمی‌شود که برای ساخت بازی‌‌های سه بعدی از آن استفاده کنید. در صورتی که قصد ساخت بازی سه بعدی با پایتون را داشته باشید، می‌توانید از ابزارهایی مانند Panda3D استفاده کنید.

همچنین، یکی از معایب زبان برنامه نویسی پایتون عملکرد سرعتی ضعیف آن در مقایسه با سایر زبان‌های برنامه نویسی برای ساخت بازی است. شما می‌توانید از این ابزار برای ساخت محیطهای گرافیکی و بازی‌های متنوع استفاده کنید اما در شرایطی که به صورت تخصصی در این حوزه فعالیت دارید، پیشنهاد می‌شود، از گزینه‌های بهتری مانند سی یا سی شارپ استفاده شود.

نحوه کار Pygame در قالب الگوریتم

نحوه کار Pygame در قالب الگوریتم به صورتی است که پس از Setup کردن بازی در این کتابخانه، نیاز است تا از یک حلقه تکرار استفاده شود. در این حلقه تکرار، تمامی ایونت‌های طراحی شده کنترل خواهند شد و این موضوع تا زمانی ادامه پیدا می‌کند که بازی خاتمه یابد یا دستور خروج صادر شود. البته، قبل از ساخت ایونت‌ها، شما باید محیط خود را طراحی کنید و پس از آن می‌توانید ایونت‌ها را ساخته و توسط حلقه‌های تکرار آن‌ها را کنترل کنید.

اپلیکیشن‌های ساخته شده با کتابخانه Pygame

اپلیکیشن‌های ساخته شده با کتابخانه Pygame یا با زبان برنامه نویسی Python در صفحه ویکی پدیای آن در  موجود است. از مهم‌ترین این بازی‌های محبوب می‌توان به Battlefield 2، بازی SIMS 4 و بازی Frets on Fire اشاره کرد. همچنین، از بازی‌های معروفی که با این زبان توسعه داده شده‌اند، می‌توان World of Tanks و Mount and Blade را نام برد.

ساخت بازی با پایتون می‌تواند گزینه‌ای مناسب برای توسعه بازی در شرایط مختلف باشد. با این حال، قدرت پایتون در مورد مسائل تحلیل داده و هوش مصنوعی بسیار بهتر از ساخت بازی است. شما می‌توانید در شرایط مختلف و در صورت نیاز از کتابخانه‌های این زبان برای توسعه بازی و حتی رابطه‌های کاربری گرافیکی استفاده کنید اما در صورتی که قصد فعالیت به صورت تخصصی در حوزه ساخت بازی را دارید، ابزارهای قدرتمندتری مانند سی و سی شارپ وجود دارند.

فهرست مقالات آموزش پایتون با ساخت اپلیکشین های واقعی

ما در مجله دانشجویار در طی ماه‌های اخیر 9 مطلب پروژه محور در زمینه معرفی کاربردهای مختلف زبان برنامه‌نویسی پایتون منتشر کرده‌ایم که در آن‌ها با طرح یک مسئله و حل کردن آن، طرز استفاده عملی از این زبان برنامه‌نویسی را نشان داده‌ایم. در ادامه فهرستی از این مطالب و خلاصه‌ای از شرح کار هر کدام را ملاحظه می‌کنید.

نخستین اپلیکیشن پایتون که توسعه دادیم یک اپلیکیشن دیکشنری است. در این آموزش با روش کار با داده‌ها در قالب JSON و همچنین طرز تبدیل آن‌ها به رشته و تابع‌های مختلف پایتون برای کار با رشته‌ها آشنا شدیم. ما در این آموزش موفق شدیم امکانات پیشرفته‌ای برای تصحیح خطاهای کاربر در هنگام وارد کردن کلمه و جستجوی آن طراحی کنیم.

بخش دوم آموزش‌ پروژه محور پایتون اختصاص به طراحی یک وب اپلیکیشن برای نمایش نقشه دارد. مهم‌ترین نقطه قوت پایتون این است که برای هر کاری ده‌ها کتابخانه آماده وجود دارد که می‌توانید از آن‌ها استفاده کنید. ما در این آموزش برای نمایش نقشه از کتابخانه Folium کمک می‌گیریم. بدین ترتیب یا مراحل نصب کتابخانه، افزودن نشانگر منفرد و چندگانه، تغییر رنگ نشانگرها و آیکون‌ها و بارگذاری نقشه بسته به موقعیت آشنا می‌شویم.

در بخش سوم مجموعه مقالات آموزش پروژه محور پایتون در مجله دانشجویار با روش ساخت یک مسدودکننده وب‌سایت‌ آشنا می‌شویم. این مسدودکننده‌ا در محیط‌های سازمانی و یا مدارس بسیار مفید هستند و از دسترسی کاربران به برخی وب‌سایت‌ها جلوگیری می‌کنند. بدین منظور با مفهوم فایل hosts در سیستم‌های عامل مختلف آشنا می‌شویم. همچنین مقداری کدنویسی می‌کنیم تا بتوانیم قواعد خاصی را روی شبکه محلی کاربر پیاده‌سازی کنیم.

در بخش چهارم مجموعه مقالات آموزش پایتون از کتابخانه Flask در این زبان برنامه‌نویسی به منظور طراحی یک وب‌سایت استفاده می‌کنیم. این کتابخانه در واقع یک میکرو فریمورک برای طراحی فرانت‌اند است. این کتابخانه به طور عمده به همراه پایگاه داده MongoDB استفاده می‌شود که کنترل بیشتری روی پایگاه داده و سابقه کارها ایجاد می‌کند. پس از طراحی وب‌سایت آن را روی پلتفرم Heroku منتشر می‌کنیم. به این منظور نیاز به برخی پیکربندی‌های خاص داریم که آن‌ها نیز به طور کامل توضیح داده شده‌اند. در نهایت ما با چند گام ساده موفق خواهیم شد یک وب‌سایت ابتدایی را به صورت آنلاین داشته باشیم.

در ادامه سری مطالب آموزش پایتون با ساخت اپلیکیشن های واقعی در مجله دانشجویار در بخش پنجم آن یک اسکریپت پایتون می‌نویسیم که برای تحلیل احساسات توییتر افراد مختلف در مورد یک موضوع خاص استفاده می‌شود. بدین منظور از یک کتابخانه «پردازش زبان طبیعی» (Natural Language Processing) به نام TextBlob استفاده شده است. سادگی کار با کتابخانه‌های پایتون حیرت‌انگیز است به طوری که در این راهنما صرفاً با نوشتن 15 خط کد موفق شده‌ایم، یک اپلیکیشن تحلیل احساسات در پایتون بنویسیم.

وب اسکرپینگ یکی از حوزه‌های بسیار مهم در رشته علوم داده محسوب می‌شود. اهمیت این حوزه از آن جهت است که در اغلب موارد داده‌هایی که ما نیاز داریم به طور آماده و تمیز در اختیار ما قرار ندارند، بلکه باید آن‌ها را گردآوری و پاک‌سازی کنیم. در این مقاله با روش گشتن در میان صفحه‌های وب و گردآوری و استخراج داده‌های مطلوب آشنا می‌شویم. به این منظور از کتابخانه BeautifulSoup پایتون استفاده شده است.

در بخش هفتم این سری مقالات آموزش پایتون با ساخت اپلیکیشن‌های واقعی با روش طراحی فرانت‌اند یک وب‌سایت ساده و انتشار آن روی Heroku آشنا شدیم. در این مطلب می‌خواهیم روی بک‌اند وب‌سایت و طراحی پایگاه داده آن متمرکز شویم. بدین منظور از Flask استفاده می‌کنیم. Flask یک میکرو فریمورک برای توسعه وب است و در اغلب موارد در زمان کار با پایگاه داده نیز استفاده می‌شود. ما در این مقاله یک صفحه وب ایجاد می‌کنیم که با استفاده از آن می‌توانیم ورودی کاربر را بگیریم و آن را در پایگاه داده ذخیره کنیم.

در بخش هشتم از این سری مقالات آموزش پروژه محور پایتون به معرفی کتابخانه OpenCV می‌پردازیم. این کتابخانه مشهور پایتون به منظور پیاده‌سازی الگوریتم‌های بینایی ماشین طراحی شده است. با استفاده از OpenCV می‌توانید اپلیکیشن‌های مختلفی برای تشخیص چهره و موارد دیگر بنویسید. در این بخش با روش‌های بارگذاری تصاویر، تغییر اندازه تصاویر و تشخیص چهره در تصاویر و ویدئوهای زنده آشنا خواهیم شد.

اپلیکیشن‌های مالی بخش بزرگی از حجم اپلیکیشن‌های تولیدشده در دنیا را تشکیل می‌دهند. پایتون نیز به عنوان یک زبان برنامه‌نویسی چندمنظوره از این بازار بی‌نصیب نمانده است در این مقاله با کتابخانه Bokeh آشنا می‌شویم که به منظور طراحی و رسم نمودارهای مالی مورد استفاده قرار می‌گیرد. این راهنما به توضیح انواع گوناگون نمودارهای مالی و اصطلاح‌های مربوطه پرداخته است.

سخن پایانی

زبان برنامه‌نویسی پایتون چنان که اشاره شد به عنوان یک زبان سطح بالا و چندمنظوره در عرصه‌های مختلف محبوبیت زیادی کسب کرده است. شما با مطالعه سری مقالات فوق تقریباً با اکثر این حوزه‌ها آشنا می‌شوید. یکی از بزرگ‌ترین دلایل رشد روزافزون محبوبیت پایتون ابتدا سادگی ساختار و دستور زبان آن و در وهله دوم وجود جامعه کاربری بسیار پویا و کتابخانه‌های مختلف است. همانگونه که در سری مقالات فوق مشاهده کردید، برای بسیاری از امور در پایتون لازم نیست از صفر شروع به کدنویسی بکنید، چون حتماً یک کتابخانه آماده وجود دارد که بخش زیادی از دشواری کار را از روی دوش شما بر دارد.

مرجع: inventwithpython