Враги в играх на Python с Arcade

Стена с плакатом врага в стиле игры

Враги — ключевой элемент многих игр: они создают препятствия, вызывают реакцию у игрока и формируют ощущение достижения. Библиотека Arcade для Python позволяет быстро прототипировать и реализовать поведение врагов с минимальными затратами времени.

Быстрый обзор и цели статьи

Цель этой статьи — дать практическое руководство по созданию врагов разной сложности в Arcade. Вы научитесь:

сделать простого игрока и статичного врага;
реализовать врага, преследующего игрока;
добавить вражеские пули и систему здоровья (HP);
проверить и отладить поведение врага;
применить лучшие практики и готовые чеклисты.

Код в примерах доступен для использования и адаптации; оформляйте его в отдельных файлах по мере экспериментов.

Создание простой игры

Перед началом убедитесь, что у вас установлен pip и Python. Установите Arcade одной командой:

pip install arcade

Ниже минимальный рабочий пример окна и игрока, который может двигаться влево и вправо. Код — чистый Python с использованием примитивных кругов для наглядности.

import arcade

# Размер окна
SCREEN_WIDTH = 800
SCREEN_HEIGHT = 600

# Атрибуты игрока
PLAYER_RADIUS = 25
PLAYER_SPEED = 5

class GameWindow(arcade.Window):
    def __init__(self, width, height):
        super().__init__(width, height)
        arcade.set_background_color(arcade.color.WHITE)
        self.player_x = width // 2
        self.player_y = PLAYER_RADIUS + 10

    def on_draw(self):
        arcade.start_render()
        arcade.draw_circle_filled(self.player_x, self.player_y, PLAYER_RADIUS, arcade.color.BLUE)

    def on_key_press(self, key, modifiers):
        if key == arcade.key.LEFT:
            self.player_x -= PLAYER_SPEED
        elif key == arcade.key.RIGHT:
            self.player_x += PLAYER_SPEED

    def update(self, delta_time):
        # Ограничение выхода за пределы экрана
        self.player_x = max(PLAYER_RADIUS, min(self.player_x, SCREEN_WIDTH - PLAYER_RADIUS))

def main():
    window = GameWindow(SCREEN_WIDTH, SCREEN_HEIGHT)
    arcade.run()

if __name__ == '__main__':
    main()

Примечание: в реальном проекте лучше использовать arcade.Sprite и встроенную систему столкновений, но для понимания логики простые примитивы подходят лучше.

Создание простого врага

Самый простой враг — ещё один круг на экране. При столкновении с игроком можно выводить сообщение или инициировать окончание уровня.

# Добавляем в класс GameWindow

# Атрибуты врага
ENEMY_RADIUS = 20

class GameWindow(arcade.Window):
    # ... предыдущие методы ...

    def __init__(self, width, height):
        super().__init__(width, height)
        arcade.set_background_color(arcade.color.WHITE)
        self.player_x = width // 2
        self.player_y = PLAYER_RADIUS + 10
        self.enemy_x = width // 2
        self.enemy_y = height - ENEMY_RADIUS - 10
        self.enemy_radius = ENEMY_RADIUS

    def on_draw(self):
        arcade.start_render()
        arcade.draw_circle_filled(self.player_x, self.player_y, PLAYER_RADIUS, arcade.color.BLUE)
        if self.enemy_radius > 0:
            arcade.draw_circle_filled(self.enemy_x, self.enemy_y, self.enemy_radius, arcade.color.RED)

    def update(self, delta_time):
        if self.is_collision(self.player_x, self.player_y, self.enemy_x, self.enemy_y, PLAYER_RADIUS, self.enemy_radius):
            print('Game Over!')

    def is_collision(self, x1, y1, x2, y2, radius1, radius2):
        distance_squared = (x1 - x2)  2 + (y1 - y2)  2
        radius_sum_squared = (radius1 + radius2) ** 2
        return distance_squared <= radius_sum_squared

Этот подход прост и понятен, но для большинства проектов стоит перейти на спрайты и группы спрайтов — они дают аппаратные преимущества и встроенные методы для столкновений.

Враг, который преследует игрока

Чтобы враг двигался к игроку, обновляйте его позицию в методе update на основе положения игрока. Ниже — простая логика движения только по горизонтали.

# Добавляем преследование в метод update

class GameWindow(arcade.Window):
    # ...
    def update(self, delta_time):
        if self.player_x < self.enemy_x:
            self.enemy_x -= PLAYER_SPEED
        elif self.player_x > self.enemy_x:
            self.enemy_x += PLAYER_SPEED

        # Проверка столкновения
        if self.is_collision(self.player_x, self.player_y, self.enemy_x, self.enemy_y, PLAYER_RADIUS, self.enemy_radius):
            print('Game Over!')

Профиль поведения можно усложнять: плавное приближение, ограничение скорости врага, задержки реакции или использование векторного направления.

Враг преследует игрока в окне Arcade

Добавление вражеских пуль

Чтобы враг стрелял, создайте класс Bullet и список активных снарядов. Время между выстрелами контролируется счётчиком.

class Bullet:
    def __init__(self, x, y, radius, speed):
        self.x = x
        self.y = y
        self.radius = radius
        self.speed = speed

    def update(self):
        self.y -= self.speed

class GameWindow(arcade.Window):
    def __init__(self, width, height):
        super().__init__(width, height)
        arcade.set_background_color(arcade.color.WHITE)
        self.player_x = width // 2
        self.player_y = PLAYER_RADIUS + 10
        self.enemy_x = width // 2
        self.enemy_y = height - ENEMY_RADIUS - 10

        self.bullets = []
        self.bullet_radius = 5
        self.bullet_speed = 3
        self.bullet_cooldown = 60  # кадров между выстрелами
        self.bullet_timer = 0

    def on_draw(self):
        arcade.start_render()
        arcade.draw_circle_filled(self.player_x, self.player_y, PLAYER_RADIUS, arcade.color.BLUE)
        if self.enemy_radius > 0:
            arcade.draw_circle_filled(self.enemy_x, self.enemy_y, self.enemy_radius, arcade.color.RED)
        for bullet in self.bullets:
            arcade.draw_circle_filled(bullet.x, bullet.y, bullet.radius, arcade.color.BLACK)

    def update(self, delta_time):
        self.bullet_timer += 1
        if self.bullet_timer >= self.bullet_cooldown:
            self.bullets.append(Bullet(self.enemy_x, self.enemy_y - self.enemy_radius, self.bullet_radius, self.bullet_speed))
            self.bullet_timer = 0

        # Обновление пуль и проверка столкновения с игроком
        for bullet in list(self.bullets):
            bullet.update()
            if self.is_collision(self.player_x, self.player_y, bullet.x, bullet.y, PLAYER_RADIUS, bullet.radius):
                print('Попадание по игроку!')
                self.bullets.remove(bullet)
            elif bullet.y < -10:
                # Удаляем пули за пределами экрана
                self.bullets.remove(bullet)

Враг стреляет в направлении игрока

Добавление очков здоровья у врагов

HP (health points) делает врага устойчивым к нескольким попаданиям и вводит дополнительные игровые решения.

# Константы
ENEMY_HEALTH = 100

class GameWindow(arcade.Window):
    def __init__(self, width, height):
        super().__init__(width, height)
        arcade.set_background_color(arcade.color.WHITE)
        self.player_x = width // 2
        self.player_y = PLAYER_RADIUS + 10
        self.enemy_x = width // 2
        self.enemy_y = height - ENEMY_RADIUS - 10
        self.enemy_health = ENEMY_HEALTH

    def on_draw(self):
        arcade.start_render()
        arcade.draw_circle_filled(self.player_x, self.player_y, PLAYER_RADIUS, arcade.color.BLUE)
        if self.enemy_health > 0:
            arcade.draw_circle_filled(self.enemy_x, self.enemy_y, ENEMY_RADIUS, arcade.color.RED)
            # Отрисовка простой полосы здоровья
            health_width = 60
            health_ratio = max(0, self.enemy_health / ENEMY_HEALTH)
            arcade.draw_rectangle_filled(self.enemy_x, self.enemy_y + ENEMY_RADIUS + 8, health_width * health_ratio, 6, arcade.color.GREEN)

    def update(self, delta_time):
        # Если игрок сталкивается с врагом, наносим урон врагу
        if self.is_collision(self.player_x, self.player_y, self.enemy_x, self.enemy_y, PLAYER_RADIUS, ENEMY_RADIUS):
            self.enemy_health -= 10
            print('Здоровье врага:', self.enemy_health)
            if self.enemy_health <= 0:
                print('Враг повержен')

Эту логику можно расширять: визуальные эффекты при получении урона, иммунизированные фазы, регенерация и т.д.

Лучшие практики при создании врагов

Разнообразие атрибутов

Создавайте типы врагов с разными скоростями, размерами, здоровьем и силой атаки. Это позволяет формировать уровни разной сложности и вариативность игровой механики.

Уникальное поведение

У каждого типа должен быть свой паттерн поведения: некоторые враги движутся линейно, другие — по шаблону, третьи — адаптивно реагируют на действия игрока. Для сложного поведения используйте стейт-машины или поведенческие деревья.

Использование спрайтов

Перейдите на arcade.Sprite и SpriteList при масштабировании проекта: они оптимизированы по производительности и интегрируют методы столкновений.

Отслеживание состояния

Держите в объекте врага минимальный набор полей: позиция, скорость, HP, состояние (патруль/преследование/атака), таймеры для задержек.

Когда такие подходы не подходят (контрпример)

Если у вас 1000+ активных врагов на экране, примитивные круги и Python-циклы могут не тянуть — нужна оптимизация через спрайты, групповую обработку и, возможно, C-расширения.
Если требуется сложный ИИ (поиск пути, навигационные сетки), простая логика перемещения по направлению к игроку будет недостаточна.

Альтернативные подходы

Использовать arcade.PhysicsEngineSimple/Platformer для управления столкновениями и гравитацией.
Хранить поведение врагов в отдельном слое данных (компонентный подход) для облегчения тестирования.
Прототипировать логику в визуальных инструментах (Tiled) и загружать уровни с уже заданными паттернами.

Проверки, тесты и критерии приёмки

Критерии приёмки для базового уровня с врагами:

Игрок может двигаться и не выходит за границы экрана.
Враг отображается и корректно реагирует на столкновение с игроком.
Вражеские пули появляются с заданной периодичностью, двигаются и удаляются вне экрана.
HP врага уменьшается при попаданиях и отображается корректно.

Тестовые случаи:

Игрок при контакте с врагом вызывает вывод ‘Game Over!’.
Враг преследует игрока по горизонтали при его перемещении.
При длительном времени пули не накапливаются бесконечно (удаление при выходе за пределы).
HP достигает нуля — враг исчезает.

Роль‑ориентированные чеклисты

Разработчик:

Код разделён по файлам: main, enemy, bullets, ui.
Используются спрайты и группы для большого числа врагов.
Есть простой API для создания новых типов врагов.

Дизайнер уровней:

Для каждого врага задана документация по параметрам (скорость, HP, поведение).
Балансировка сложности проверена на 3 типичных уровнях.

Тестировщик:

Есть набор автоматических тестов на столкновения и поведение пуль.
Подготовлены ручные сценарии воспроизведения багов (lag, overlap, multiple hits).

Мини‑методология для внедрения врагов в проект

Прототип: используйте круги для быстрой проверки механики. 2. Миграция: замените круги на arcade.Sprite и SpriteList. 3. Оптимизация: профилируйте обновления, сокращайте переборы списков. 4. Баланс: настраивайте HP, силу и частоту выстрелов в зависимости от уровня.

Простая модель принятия решений (Mermaid)

flowchart TD
  A[Игрок обнаружил врага?] -->|Да| B{Дистанция < атака}
  B -->|Да| C[Атаковать]
  B -->|Нет| D{Дистанция < преследование}
  D -->|Да| E[Преследовать]
  D -->|Нет| F[Патрулировать]
  A -->|Нет| F

Советы по совместимости и миграции

Тестируйте проект на версии Python, которую вы используете в продакшне (рекомендуется Python 3.8 или новее).
Проверяйте совместимость версии Arcade в среде разработки и на целевых платформах.
При переходе на спрайты убедитесь, что все размеры и anchor точки корректно настроены.

Риски и простые митигаторы

Производительность при большом числе объектов — используйте SpriteList и ограничивайте частоту обновлений.
Сложный ИИ — вводите поведение постепенно и покрывайте модульными тестами.
Неправильные столкновения из‑за некорректных радиусов — логируйте и визуализируйте bounding box для дебага.

Краткое резюме

Враги делают игру интереснее и глубже. Начните с простых кругов или спрайтов, добавьте поведение преследования, пули и систему HP. Переходите на спрайты и оптимизации по мере роста проекта. Используйте чеклисты для разработки, дизайна и тестирования, чтобы поддерживать качество и воспроизводимость.

Важно: адаптируйте скорость, здоровье и частоту атак под целевую аудиторию — для казуальной игры параметры и механики будут отличаться от хардкорного шутера.

Полезные заметки

Fact box с ключевыми константами, использованными в примерах:
- SCREEN_WIDTH = 800, SCREEN_HEIGHT = 600
- PLAYER_RADIUS = 25, PLAYER_SPEED = 5
- ENEMY_RADIUS = 20, ENEMY_HEALTH = 100
- Bullet: radius = 5, speed = 3, cooldown = 60 кадров
Небольшой чек для быстрого дебага: при проблемах с коллизией временно рисуйте линии между центрами и выводите расстояние в лог.

Спасибо за чтение — используйте примеры как отправную точку и расширяйте их под вашу игру.