Projet 2 : jeu du morpion

TERMINALE NSI

Dans ce projet nous allons tenter de créer un jeu du morpion ( article sur Wikipédia sur le jeu du morpion si nécessaire) à l'aide de la bibliothèque Pygame.

1) prise en main de Pygame

Quelques mots sur Pygame :

Pygame est une bibliothèque libre multiplate-forme qui facilite le développement de jeux vidéo temps réel avec le langage de programmation Python. Elle permet de programmer la partie multimédia (graphismes, son et entrées au clavier, à la souris ou au joystick), sans se heurter aux difficultés des langages de bas niveau. Pygame est distribuée selon les termes de la licence GNU LGPL. (d'après Wikipédia)

Avant de pouvoir s'attaquer à la création du morpion proprement dit, il est nécessaire de travailler sur les bases de l'utilisation de Pygame :

projet 2.1

Saisissez, analysez et testez ce code :

import pygame

surf = pygame.display.set_mode((800,600))
pygame.quit()

Quelques explications sur le code ci-dessus :

Vous avez peut-être remarqué qu'une fenêtre s'ouvre et se referme quasi immédiatement après. Pourquoi ?

L'interpréteur Python exécute les instructions ligne après ligne, une fois la dernière ligne exécutée, le programme est terminé et la fenêtre se ferme.

Il faut donc empêcher la fenêtre de se refermer, il faut donc empêcher le programme de se terminer. Pour cela nous allons employer une boucle. On appelle souvent cette boucle une "boucle de jeu"

projet 2.2

Saisissez, analysez et testez ce code :

import pygame

surf = pygame.display.set_mode((800,600))
run = True
while run :
    for event in pygame.event.get():
        if event.type == pygame.QUIT:
            run = False
pygame.quit()

Nous avons bien notre boucle ("while run" avec au départ run = True).

Cette boucle ne peut pas continuer indéfiniment, il faut laisser à l'utilisateur la possibilité de sortir du programme. Pour cela nous utilisons le gestionnaire d'événements de Pygame :

Pygame "surveille" tous les événements qui pourraient survenir (principalement une action de l'utilisateur sur la souris ou sur le clavier). "pygame.event.get()" renvoie un tableau avec tous les événements en cours, la boucle "for" permet de parcourir tous ces événements. On retrouve ces événements dans l'objet "event". Un des événements possibles est "le clic de souris sur la croix en haut à gauche de la fenêtre" traduit par "pygame.QUIT". Si l'utilisateur clique sur "la croix en haut à gauche de la fenêtre", on "entre" dans le "if" et la variable "run" devient False : la "boucle de jeu" se termine, la ligne "pygame.quit()" est exécutée, et le programme se termine.

Il faut bien comprendre que la liste des événements en cours est réactualisée en permanence grâce à la "boucle de jeu" : les instructions contenues dans la boucle sont exécutées des dizaines de fois par seconde, on a donc "pygame.event.get()" qui est exécutée plusieurs dizaines de fois par seconde, la liste des événements est donc mise à jour plusieurs dizaines de fois par seconde ! On peut donc dire que les événements (clavier et souris) sont "surveillés" en "permanence" (même si on devrait plutôt dire que les événements sont "controlés" plusieurs dizaines de fois par seconde).

Pygame permet de dessiner des formes diverses :

projet 2.3

Saisissez, analysez et testez ce code

import pygame

surf = pygame.display.set_mode((800,600))
run = True
while run :
  for event in pygame.event.get():
    if event.type == pygame.QUIT:
      run = False
  pygame.draw.line(surf,(255,255,255),(10,20),(150,200),2)
  pygame.display.flip()
pygame.quit()

La ligne "pygame.draw.line(...)" permet d'afficher une ligne, la méthode "line" prend en paramètres :

ATTENTION : le point de coordonnées (0,0) est en haut et à gauche de la fenêtre

La ligne "pygame.display.flip()" indique à Pygame qu'il faut afficher tout ce qui doit être affiché (cette ligne est nécessaire à partir du moment où vous cherchez à dessiner quelque chose)

Il est aussi possible de dessiner des cercles :

projet 2.4

Saisissez, analysez et testez ce code

import pygame

surf = pygame.display.set_mode((800,600))
run = True
while run :
  for event in pygame.event.get():
    if event.type == pygame.QUIT:
      run = False
  pygame.draw.circle(surf, (255,0,0), (400, 300), 30, 2)
  pygame.display.flip()
pygame.quit()

La ligne "pygame.draw.circle(...)" permet d'afficher un cercle, la méthode "circle" prend en paramètres :

Il est possible de dessiner d'autres formes : rectangle, polygone, ellipse... Pour en savoir plus, n'hésitez pas à consulter la documentation de Pygame

Il est possible de créer des animations dans Pygame :

Nous allons déplacer notre cercle en modifiant ces coordonnées à chaque tour de boucle :

projet 2.5

Saisissez, analysez et testez ce code

import pygame

surf = pygame.display.set_mode((800,600))
run = True
posX = 50
while run :
  for event in pygame.event.get():
    if event.type == pygame.QUIT:
      run = False
  pygame.draw.circle(surf, (255,0,0), (posX, 300), 30, 2)
  posX = posX + 1
  pygame.display.flip()
pygame.quit()

Comme vous pouvez le constater, nous avons un problème : les cercles précédents restent affichés. Il faut donc effacer l'image précédente avant de pouvoir en afficher une nouvelle.

projet 2.6

Saisissez, analysez et testez ce code

import pygame

surf = pygame.display.set_mode((800,600))
run = True
posX = 50
while run :
  for event in pygame.event.get():
    if event.type == pygame.QUIT:
      run = False
  surf.fill((0,0,0))
  pygame.draw.circle(surf, (255,0,0), (posX, 300), 30, 2)
  posX = posX + 1
  pygame.display.flip()
pygame.quit()

la ligne "surf.fill((0,0,0))" permet d'effacer l'écran avant de réafficher le cercle à une position différente. "fill" prend en paramètre un tuple qui permet de définir la couleur de fond de la surface (ici avec (0,0,0) nous avons du noir en arrière-plan).

Il est important de bien comprendre que même si vous n'avez pas d'animation à gérer, il est important d'effacer la surface avant d'afficher une nouvelle image. Nous utiliserons donc systématiquement le 'fill'.

Il est relativement simple d'avoir une balle qui rebondit sur le bord de l'écran :

projet 2.7

Saisissez, analysez et testez ce code

import pygame

surf = pygame.display.set_mode((800,600))
run = True
posX = 50
vx = 1
while run :
  for event in pygame.event.get():
    if event.type == pygame.QUIT:
      run = False
  surf.fill((0,0,0))
  pygame.draw.circle(surf, (255,0,0), (posX, 300), 30, 2)
  if posX>770 or posX<30 :
    vx=-vx
  posX = posX + vx
  pygame.display.flip()
pygame.quit()

Le système essaye d'exécuter le plus grand nombre de fois possible la "boucle de jeu". Sachant que plus votre microprocesseur est rapide et plus le nombre d'exécutions de la "boucle de jeu" par seconde sera grand, vous risquez d'avoir un jeu qui ne tournera pas du tout de la même façon sur 2 machines différentes. Pour éviter cet inconvénient, il est possible de limiter le nombre d'exécutions de la "boucle de jeu" par seconde :

projet 2.8

Saisissez, analysez et testez ce code

import pygame

surf = pygame.display.set_mode((800,600))
run = True
posX = 50
vx = 1
clock=pygame.time.Clock()
while run :
  for event in pygame.event.get():
    if event.type == pygame.QUIT:
      run = False
  clock.tick(60)
  surf.fill((0,0,0))
  pygame.draw.circle(surf, (255,0,0), (posX, 300), 30, 2)
  if posX>770 or posX<30 :
    vx=-vx
  posX = posX + vx
  pygame.display.flip()
pygame.quit()

Nous avons ajouté 2 lignes afin de contrôler le nombre d'exécutions de la "boucle de jeu" par seconde :

Ce système de limitation est surtout important si vous avez à gérer des animations.

Pygame permet d'afficher des images relativement simplement :

Commencez par télécharger cette image. Placez-là dans votre répertoire courant (là où vous avez placé vos programmes Python Pygame)

projet 2.9

Saisissez, analysez et testez ce code

import pygame

surf = pygame.display.set_mode((800,600))
run = True
img = pygame.image.load("pyg.png")
while run :
  for event in pygame.event.get():
    if event.type == pygame.QUIT:
      run = False
  surf.fill((0,0,0))
  surf.blit(img,(200,200))
  pygame.display.flip()
pygame.quit()

L'affichage de l'image se fait en 2 étapes :

Comme déjà dit plus haut, il est possible de gérer les événements "clavier" et "souris" (utilisation du clavier et de la souris par l'utilisateur). Nous allons ici uniquement nous intéresser aux événements "souris". Si vous avez besoin d'utiliser les événements "clavier" n'hésitez pas à consulter la documentation de pygame.

Il existe un événement "pygame.MOUSEBUTTONDOWN" qui correspond à un clic de souris. La méthode "get_pressed" renvoie un tuple constitué de 3 éléments. En l'absence de clic de souris, ce tuple est (0,0,0). En cas de clic sur le bouton gauche de la souris le tuple est (1,0,0). En cas de clic sur le bouton central le tuple est (0,1,0). En cas de clic sur le bouton droit le tuple est (0,0,1)

projet 2.10

Saisissez, analysez et testez ce code. Cliquez avec votre souris (clic gauche et clic droit) dans la fenêtre pygame, observez attentivement la console

import pygame

surf = pygame.display.set_mode((800,600))
run = True
while run :
  for event in pygame.event.get():
    if event.type == pygame.QUIT:
      run = False
    if event.type == pygame.MOUSEBUTTONDOWN :
      if pygame.mouse.get_pressed() == (1,0,0) :
        print ("clic bouton gauche")
      if pygame.mouse.get_pressed() == (0,0,1) :
        print ("clic bouton droit")
  surf.fill((0,0,0))
  pygame.display.flip()
pygame.quit()

Il est aussi possible de récupérer les coordonnées du pointeur de la souris au moment du clic à l'aide de la méthode "mouse.get_pos". Cette méthode renvoie un tuple (x,y) => coordonnées du pointeur de la souris au moment du clic

projet 2.11

Saisissez, analysez et testez ce code. Cliquez avec votre souris (clic gauche) dans la fenêtre pygame, observez attentivement la console

import pygame

surf = pygame.display.set_mode((800,600))
run = True
while run :
  for event in pygame.event.get():
    if event.type == pygame.QUIT:
      run = False
    if event.type == pygame.MOUSEBUTTONDOWN :
      if pygame.mouse.get_pressed() == (1,0,0) :
        pos = pygame.mouse.get_pos()
        print(pos)
  surf.fill((0,0,0))
  pygame.display.flip()
pygame.quit()

Il est aussi possible de gérer des événements de type "clavier" :

projet 2.12

Saisissez, analysez et testez ce code, observez la console lorsque vous appuyez sur les touches "Entrée", "Espace" et "A" (vous pouvez aussi constater qu'il ne se passe rien quand )

import pygame

surf = pygame.display.set_mode((800,600))
run = True
while run :
  for event in pygame.event.get():
    if event.type == pygame.QUIT:
      run = False
    if event.type == pygame.KEYDOWN :
      if event.key == pygame.K_SPACE :
        print ("vous avez appuyé sur la touche espace")
      elif event.key == pygame.K_a :
        print ("vous avez appuyé sur la touche A")
      elif event.key == pygame.K_RETURN :
        print ("vous avez appuyé sur la touche Entrée")
      else :
        print ("vous avez appuyé sur une touche")
  surf.fill((0,0,0))
  pygame.display.flip()
pygame.quit()

Vous trouverez la liste complète des touches dans la documentation officielle de pygame.

2) jeu du morpion

Vous en savez suffisamment sur la bibliothèque pygame pour pouvoir vous lancer dans la conception d'un jeu du morpion.

Ce jeu se joue à 2 joueurs humains (la création d'une intelligence artificielle n'est pas au programme ! Sauf si vous êtes motivé !). Voici une vidéo qui vous montre ce que vous devez obtenir (démonstration de 3 parties) :

vidéo

Les joueurs cliquent avec le bouton gauche de la souris pour ajouter les symboles (X ou O) dans les cases. Une fois la partie gagnée par un des deux joueurs, les 3 symboles alignés deviennent rouges. Une fois la partie gagnée, il est impossible d'ajouter de nouveaux symboles (X et O). Un appui sur la touche "Entrée" doit permettre de reprendre le jeu à zéro.