---

ВВЕДЕНИЕ

Индустрия компьютерных игр является одной из наиболее динамично развивающихся отраслей современной экономики. Создание игровых приложений требует комплексного применения знаний из области программирования, дизайна, математики и физики. Данный проект направлен на разработку двумерной платформенной игры с использованием языка программирования Python и библиотеки Pygame.

Актуальность работы обусловлена несколькими факторами. Во-первых, Python входит в число наиболее востребованных языков программирования и активно применяется в образовательных целях благодаря лаконичному синтаксису и обширной стандартной библиотеке. Во-вторых, разработка игрового приложения позволяет на практике освоить ключевые концепции программирования: объектно-ориентированный подход, работу с графикой, обработку событий и управление состоянием приложения. В-третьих, создание полноценного программного продукта развивает навыки проектной деятельности и системного мышления.

Цель проекта: разработать двумерную платформенную игру на языке Python с реализацией физики движения, системы анимации, загрузки уровней и адаптацией под мобильные устройства.

Задачи проекта:
- изучить архитектуру игровых приложений и возможности библиотеки Pygame;
- спроектировать и реализовать классы игровых объектов с использованием парадигмы объектно-ориентированного программирования;
- разработать систему физики: гравитацию, прыжки и детекцию столкновений;
- создать анимацию персонажа на основе переключения спрайтов;
- реализовать загрузку игровых уровней из внешних текстовых файлов;
- адаптировать приложение для запуска на мобильных устройствах под управлением Android.

---

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

1. Архитектура программного решения

Разработанное приложение построено на основе объектно-ориентированной парадигмы, что обеспечивает модульность, расширяемость и удобство сопровождения кода. Каждый игровой объект инкапсулирует собственные данные и методы обработки, что позволяет изменять логику отдельных компонентов без воздействия на систему в целом.

Класс `Player` реализует игрового персонажа и содержит атрибуты, описывающие его состояние: координаты, вектор скорости, флаг контакта с поверхностью, направление взгляда, количество доступных прыжков. Методы класса обеспечивают отрисовку спрайта, расчёт движения с учётом гравитации, обработку прыжков и проверку столкновений с элементами уровня.

Класс `Solid` представляет статические твёрдые объекты — стены и платформы. Экземпляры данного класса формируют геометрию уровня и участвуют в расчёте физических взаимодействий. Класс `Spike` реализует опасные зоны; при пересечении хитбокса персонажа с хитбоксом шипа вызывается процедура респавна — возврата персонажа на стартовую позицию.

Система построения уровня основана на чтении текстового файла с картой, где каждый символ соответствует определённому игровому объекту. Использование псевдографических символов Unicode позволяет визуально редактировать карты в любом текстовом редакторе без специализированных инструментов. При инициализации приложения символы транслируются в экземпляры соответствующих классов с расчётом их позиций на основе размера ячейки сетки.

2. Физический движок и система столкновений

Физическая модель игры построена на дискретном интегрировании уравнений движения. На каждой итерации игрового цикла к вертикальной составляющей скорости прибавляется константа гравитации, что создаёт эффект ускоренного падения. Горизонтальная скорость определяется пользовательским вводом и ограничена постоянным значением.

Система обнаружения столкновений (collision detection) реализована с разделением осей: сначала выполняется перемещение и проверка по вертикали, затем по горизонтали. Такой подход, известный как метод разделяемых осей (Separating Axis Theorem, упрощённая версия), предотвращает эффект «застревания» персонажа в углах и обеспечивает корректное скольжение вдоль стен.

При обнаружении пересечения прямоугольников (AABB — Axis-Aligned Bounding Box) выполняется коррекция позиции: координата персонажа устанавливается на границу препятствия, а соответствующая составляющая скорости обнуляется. Контакт с поверхностью сверху фиксирует флаг `standing`, что разрешает выполнение прыжка и сбрасывает счётчик двойных прыжков.

Механика двойного прыжка реализована через отслеживание переходов состояния: при отрыве от земли счётчик уменьшается с двух до одного, позволяя совершить дополнительный прыжок в воздухе; при приземлении счётчик восстанавливается.

3. Система анимации и визуализация

Анимация персонажа построена на технике спрайтовой листовки (sprite animation). Для каждого состояния персонажа — покоя (`idle`), ходьбы (`walk`), прыжка (`jump`) и падения (`fall`) — подготовлен набор кадров. Переключение кадров осуществляется по таймеру с заданной частотой, создавая иллюзию плавного движения.

Для состояний `idle` и `walk` используется циклическая анимация из двух кадров каждая. Для `jump` и `fall` применяется статичный спрайт, так как в воздухе отсутствует необходимость в покадровой смене изображения. Выбор текущего набора спрайтов определяется анализом вектора скорости: знак вертикальной компоненты различает подъём и спуск, нулевое значение совместно с ненулевой горизонтальной скоростью соответствует ходьбе, полный останов — покою.

Поддержка двух направлений (вправо и влево) реализована через горизонтальное отражение исходных изображений с использованием функций трансформации библиотеки Pygame. Текущее направление сохраняется в атрибуте объекта и используется при выборе спрайта даже при отсутствии движения.

4. Управление и пользовательский интерфейс

Версия для персонального компьютера использует клавиатурный ввод: клавиши A и D отвечают за горизонтальное перемещение, пробел — за прыжок, R — за принудительный перезапуск уровня. Состояние клавиш отслеживается через систему событий Pygame, что обеспечивает мгновенную реакцию на нажатия.

Для мобильной платформы разработан сенсорный интерфейс. Экранное пространство разделено на игровую зону и панель управления. На панели расположены три кнопки: влево, прыжок, вправо. Обработка касаний реализована через события мыши (`MOUSEBUTTONDOWN`, `MOUSEBUTTONUP`), что обеспечивает совместимость с приложением Pydroid 3, интерпретирующим сенсорный ввод как события указателя.

Все графические элементы мобильной версии масштабированы с коэффициентом 1.5 относительно оригинальных размеров для комфортного восприятия на экранах с высокой плотностью пикселей. Размеры кнопок подобраны из расчёта эргономики — минимальная область касания составляет 270×180 пикселей, что исключает случайные нажатия.

5. Тестирование и отладка

В процессе разработки проводилось пошаговое тестирование отдельных компонентов. На этапе реализации физики проверялась корректность расчёта траекторий и обработки столкновений на тестовых уровнях с различной конфигурацией платформ. Система анимации верифицировалась визуально — контролировалась плавность смены кадров и отсутствие артефактов.

Особое внимание уделено кроссплатформенной совместимости. Мобильная версия тестировалась на устройстве под управлением Android 12 с использованием среды Pydroid 3. Выявлены и устранены проблемы производительности: снижена частота кадров до 30 FPS, оптимизированы циклы отрисовки, применены методы `convert()` и `convert_alpha()` для ускорения работы с поверхностями.

---

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе выполнения проекта разработано полнофункциональное игровое приложение, соответствующее поставленным требованиям. Реализованы система управления персонажем с поддержкой двойных прыжков, физический движок с гравитацией и детекцией столкновений, модуль анимации на основе спрайтов, подсистема загрузки уровней из внешних файлов, а также адаптированная версия для мобильных устройств.

Практическая значимость работы заключается в получении опыта полного цикла разработки программного продукта: от проектирования архитектуры до тестирования и оптимизации. Освоены ключевые технологии: язык Python, библиотека Pygame, принципы объектно-ориентированного проектирования, методы работы с графикой и обработки пользовательского ввода.

Проект может быть развит в направлениях: добавление звукового сопровождения, реализация системы частиц для визуальных эффектов, создание редактора уровней с графическим интерфейсом, интеграция таблиц рекордов и системы достижений.