Pythonでガイコツを撃ち落とすゲームを作ってみる

こんにちは！

以下の２記事を書いたところ、宇宙への興味が高まり、シューティングゲームを作りたくなりました。
[ISSが見える範囲に来たら通知する](https://qiita.com/yam_dev/items/3032ce4f23794fef498b)
[Pythonで太陽系の天体位置を描画してみる](https://qiita.com/yam_dev/items/6f5cdd0e5857aee4e889)

pygameというライブラリがあるようなので、チャレンジしてみます！

# やりたいこと
- シンプルな2Dシューティングゲーム
- 敵が上から降ってくる
- プレイヤーはミサイルを発射して、敵を倒す
- 敵１体ごとに100点加算する
- スコア1,000点ごとに敵がスピードアップ
- 敵に触れるとゲームオーバー
- Enterでスタート、Escでゲーム終了

# 環境構築
Pythonの仮想環境を作ります。
```bash
python -m venv python-2d-game
cd python-2d-game
```
ディレクトリに移動した直後の状態
```bash
$ ls
bin/		include/	lib/		pyvenv.cfg
```
仮想環境の有効化
```bash
source bin/activate
```
必要なライブラリのインストール
```bash
pip install pygame
```
キャラクターの画像置き場を作成
```bash
mkdir asset
```
作成後のディレクトリ構成
```bash
$ ls
asset/		include/
bin/		lib/		pyvenv.cfg
```

# Pygameとは
Pythonでゲーム開発を行うためのライブラリです。
音声やグラフィック用のモジュールが揃っているようですが、今回はグラフィック関連だけ使います。

# コード
```bash
vi main.py
```

ちょっと長いですが、以下がゲームのコードです。
```python:main.py
import pygame
import random

# Pygameの初期化
pygame.init()

# ゲーム画面の設定
screen_width = 800
screen_height = 600
screen = pygame.display.set_mode((screen_width, screen_height))

# ゲームのタイトルを設定
pygame.display.set_caption("Skull Blast")

# 色の定義
BLACK = (0, 0, 0)
WHITE = (255, 255, 255)
GREEN = (0, 255, 0)

# プレイヤーの設定
player_size = 50
player_pos = [screen_width // 2, screen_height - player_size]
player_speed = 10

# 敵の設定
enemy_size = 50
enemies = []

# 敵の速度
enemy_speed = 1
# 敵の速度増加のためのスコアの閾値
score_for_speed_increase = 1000

# ミサイルの設定
missile_size = [5, 10]
missiles = []

# テキストの設定
title_font = pygame.font.Font(None, 100)
title_text = title_font.render('Press Enter to Start', True, WHITE)
start_font = pygame.font.Font(None, 50)
start_text = start_font.render('Press Enter to Start', True, WHITE)
game_over_font = pygame.font.Font(None, 75)
game_over_text = game_over_font.render('GAME OVER', True, WHITE)
game_over_restart_font = pygame.font.Font(None, 36)
game_over_restart_text = start_font.render('Press Enter to Restart or ESC to Quit', True, WHITE)

# スコアの設定
score = 0
score_font = pygame.font.Font(None, 36)

# プレイヤーと敵の画像を読み込む
player_image_original = pygame.image.load('asset/player.png')
enemy_image_original = pygame.image.load('asset/skal.png')

# 画像のサイズを50ピクセルに設定
player_image = pygame.transform.scale(player_image_original, (player_size, player_size))
enemy_image = pygame.transform.scale(enemy_image_original, (enemy_size, enemy_size))

# ゲームの基本設定
clock = pygame.time.Clock()
game_over = False

# スコアの描画
def draw_score():
    score_text = score_font.render('Score: ' + str(score), True, WHITE)
    screen.blit(score_text, (10, 10))

# 敵の移動
def drop_enemies(enemies):
    delay = random.randint(1, 5)
    if len(enemies) < 10 and random.randint(1, delay) == 1:
        x_pos = random.randint(0, screen_width-enemy_size)
        y_pos = 0
        enemies.append([x_pos, y_pos])

# 敵の描画
def draw_enemies(enemies):
    for enemy_pos in enemies:
        screen.blit(enemy_image, (enemy_pos[0], enemy_pos[1]))

# プレイヤーの描画
def draw_player():
    screen.blit(player_image, (player_pos[0], player_pos[1]))

# 的位置の更新
def update_enemy_positions(enemies, player_pos):
    for idx, enemy_pos in enumerate(enemies):
        if enemy_pos[1] >= 0 and enemy_pos[1] < screen_height:
            enemy_pos[1] += enemy_speed
            # プレイヤーと敵の衝突判定
            if player_pos[1] < enemy_pos[1] + enemy_size and \
               player_pos[0] < enemy_pos[0] + enemy_size and \
               player_pos[0] + player_size > enemy_pos[0]:
                return True
        else:
            enemies.pop(idx)
    return False

# ミサイル発射
def fire_missile(x, y):
    missiles.append([x, y])

# ミサイルの移動
def move_missiles(missiles):
    for missile in missiles:
        missile[1] -= 10
        if missile[1] < 0:
            missiles.remove(missile)

# ミサイルの描画
def draw_missiles(missiles):
    for missile in missiles:
        pygame.draw.rect(screen, GREEN, (missile[0], missile[1], missile_size[0], missile_size[1]))

# 衝突のチェック
def collision_check(enemies, missiles):
    global score, enemy_speed, score_for_speed_increase
    for enemy in enemies[:]:
        for missile in missiles[:]:
            # 敵とミサイルの衝突判定
            if (missile[0] >= enemy[0] and missile[0] < enemy[0] + enemy_size) and \
               (missile[1] >= enemy[1] and missile[1] < enemy[1] + enemy_size):
                try:
                    enemies.remove(enemy)
                    missiles.remove(missile)
                    score += 100  # スコアを更新
                    # 1000点ごとに敵の速度を増加
                    if score % score_for_speed_increase == 0:
                        enemy_speed += 1
                except ValueError:
                    pass
                break

# テキストの描画
def draw_centered_text(text, font, color, y):
    text_surface = font.render(text, True, color)
    text_rect = text_surface.get_rect(center=(screen_width / 2, y))
    screen.blit(text_surface, text_rect)

# スタート画面
def wait_for_start():
    waiting = True
    while waiting:
        screen.fill(BLACK)
        draw_centered_text('Skull Blast', title_font, WHITE, screen_height / 3)
        draw_centered_text('Press Enter to Start', start_font, WHITE, screen_height / 2)
        pygame.display.update()
        for event in pygame.event.get():
            if event.type == pygame.QUIT:
                pygame.quit()
                exit()
            if event.type == pygame.KEYDOWN:
                if event.key == pygame.K_RETURN:
                    waiting = False

# ゲーム開始前の待機状態
wait_for_start()

# ゲーム画面
def game_loop():
    global game_over, player_pos, enemies, missiles

    player_pos = [screen_width // 2, screen_height - player_size]
    enemies = []
    missiles = []
    game_over = False

    # ゲームオーバーになるまでループ
    while not game_over:
        
        for event in pygame.event.get():
            if event.type == pygame.QUIT:
                pygame.quit()
                exit()
            if event.type == pygame.KEYDOWN:
                if event.key == pygame.K_SPACE:
                    fire_missile(player_pos[0] + player_size // 2, player_pos[1])
                if event.key == pygame.K_ESCAPE:  # ESCキーでゲーム終了
                    pygame.quit()
                    exit()

        keys = pygame.key.get_pressed()

        # プレイヤーの移動制御
        if keys[pygame.K_LEFT] and player_pos[0] > player_speed:
            player_pos[0] -= player_speed
        if keys[pygame.K_RIGHT] and player_pos[0] < screen_width - player_size - player_speed:
            player_pos[0] += player_speed

        # 画面の更新
        screen.fill(BLACK)

        # 敵の生成と移動
        drop_enemies(enemies)
        if update_enemy_positions(enemies, player_pos):
            game_over = True
            break  # ゲームオーバー時にループを抜ける

        # ミサイルの移動
        move_missiles(missiles)

        # 衝突判定
        collision_check(enemies, missiles)

        # プレイヤーの描画
        draw_player()
        # 敵とミサイルの描画
        draw_enemies(enemies)
        draw_missiles(missiles)

        # スコアの描画
        draw_score()

        pygame.display.update()

        # ゲームの速度制御
        clock.tick(30)

    # ゲームオーバー時の処理
    screen.fill(BLACK)
    draw_centered_text('GAME OVER', game_over_font, WHITE, screen_height / 2 - 50)
    draw_centered_text('Score: ' + str(score), score_font, WHITE, screen_height / 2 + 20)
    draw_centered_text('', score_font, WHITE, screen_height / 2 + 40)
    draw_centered_text('press enter to restart', game_over_restart_font, WHITE, screen_height / 2 + 70)
    draw_centered_text('or', game_over_restart_font, WHITE, screen_height / 2 + 100)
    draw_centered_text('esc to quit', game_over_restart_font, WHITE, screen_height / 2 + 130)
    pygame.display.update()
    return wait_for_restart()

# リスタートまで待機
def wait_for_restart():
    global enemy_speed
    waiting = True
    while waiting:
        for event in pygame.event.get():
            if event.type == pygame.QUIT:
                pygame.quit()
                exit()
            if event.type == pygame.KEYDOWN:
                if event.key == pygame.K_RETURN:
                    waiting = False
                    enemy_speed = 1
                    return True  # 再スタート
                if event.key == pygame.K_ESCAPE:
                    pygame.quit()
                    exit()

# ゲーム開始前の待機状態
wait_for_start()

# ゲームループ
restart = True
while restart:
    game_over = False
    score = 0  # スコアをリセット
    player_pos = [screen_width // 2, screen_height - player_size]
    enemies = []
    missiles = []
    restart = game_loop()

pygame.quit()
```

### プレイヤーと敵の画像について
ゲームに使った画像は、[https://icooon-mono.com/](https://icooon-mono.com/)からダウンロードしました。サイズは128px、カラーは白（rgb(255, 255, 255)）にしてます。

# 実行
それでは、実行してみましょう！
```bash
python main.py
```
### タイトル画面
Enterでスタートします。
![スクリーンショット 2023-12-16 23.25.54.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/407770/46abd9bd-4470-cdf7-2509-4c0fdf8b7e2b.png)

### ゲーム画面
敵が上から降ってくるので、ミサイルで撃ち落とします。
1,000点ごとに敵がスピードアップするので、シンプルですが、緊張感があります。
![スクリーンショット 2023-12-16 23.33.25.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/407770/14974dce-3cb0-d522-fe79-6eb514f9def1.png)

### ゲームオーバー画面
なんとか1万点は超えました！
敵がどんどん速くなるので、マジで怖いです、、汗かきます、、逃げ方も大事です。
![スクリーンショット 2023-12-16 23.31.13.png](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/407770/6dcd2f40-9549-ecd7-e75a-2660ecf73142.png)

# まとめ
今回はPygameを利用して、2Dのシューティングゲームを作ってみました。
思ったよりいい感じにできたので、もう少し作り込んで、世界大会を開きたいですね:smiley:

色々と可能性を感じたので、他のゲームにもチャレンジしてみようと思います！

みなさんも一緒にがんばりましょう:smile: