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Wir haben unser Spiel fast fertig! Jetzt müssen wir aber noch irgendwie ermitteln können, ob ein Zusammenstoss stattgefunden hat.

Aktueller Stand: Zwei Turtle mit Snake-Steuerung

import gturtle
 
# Konfigurationsvariabeln
speed = 15
messabstand = 10
 
# Helfervariabeln für uns Menschen
KEY_D = 68
KEY_A = 65
KEY_S = 83
KEY_W = 87
 
KEY_LEFT = 37
KEY_RIGHT = 39
KEY_UP = 38
KEY_DOWN = 40
KEY_SPACE = 32
 
KEY_ESC = 27
 
# Steuert beide Turtle bei keypressed-Event
def steuern(key):
    global RUNNING
    key = key.keyCode
    
    if (key == KEY_ESC):
        RUNNING = False
        
    elif (key == KEY_RIGHT):
        eva.setHeading(90)
    elif (key == KEY_UP):
        eva.setHeading(0)
    elif (key == KEY_LEFT):
        eva.setHeading(270)
    elif (key == KEY_DOWN):
        eva.setHeading(180)
 
    elif (key == KEY_D):
        joe.setHeading(90)
    elif (key == KEY_W):
        joe.setHeading(0)
    elif (key == KEY_S):
        joe.setHeading(180)
    elif (key == KEY_A):
        joe.setHeading(270)
    
    else:
        print("Unbekannte Taste")
 
# Fenster mit Eventhandler
tf = gturtle.TurtleFrame(keyPressed = steuern)
 
# Erste Spiel-Turtle
eva = gturtle.Turtle(tf)
eva.setColor("green")
eva.setPenColor("green")
eva.setPenWidth(speed)
eva.setPos(115,-50)
 
# Zweite Spiel-Turtle
joe = gturtle.Turtle(tf)
joe.setColor("red")
joe.setPenColor("red")
joe.setPenWidth(speed)
joe.setPos(-135, -50)
 
# Laufzeit-Variabeln, die uns das Leben erleichtern
RUNNING = True
 
# Der Eventloop. Läuft solange RUNNING == True.
while RUNNING:
    eva.forward(speed)
    joe.forward(speed)

Kollisionserkennung

Wir brauchen die Bibliothek gturtle auf eine Art, die nicht vorgesehen ist. Darum gibt es auch keine fertige Lösung um festzustellen, wenn eine Turtle in ein Hindernis prallt. Wir müssen also selbst etwas erfinden!

Übung 1: Kurze Diskussion

Besprechen Sie im Team folgende Frage

Wie könnten Sie einem Computer so einfach wie möglich erklären, was als eine Kollision gilt? Als Beispiel ein Bildausschnitt.

20230919125800.png

Wieso eine detector-Turtle und wohin damit?

Turtle haben die Möglichkeit mit turtle.getPixelColor() die aktuelle Farbe an ihrem Ort zu messen - aber wenn sie selbst sichtbar sind, wird ihre eigene Farbe gemessen! Das heisst, wir müssen uns etwas einfallen lassen…

Die detector-Turtle ist eine unsichtbare Turtle, die wir benutzen, um die Farbe direkt vor der Nase einer unserer Spiel-Turtle zu überprüfen. Ist es dort weiss, darf sie fahren. Ist es dort nicht weiss, ist das ein Crash!

Kreieren Sie also nach eva und joe eine Turtle namens detector. Wir verstecken sie aber noch nicht, weil jetzt müssen wir sie positionieren… Und dazu ist es gut, sie auch zu sehen.

# Unsichtbare Detector-Turtle
detector = gturtle.Turtle(tf)
#detector.hideTurtle()
detector.setColor("black")
hintergrundfarbe = detector.getPixelColor() # Die Farbe am Ort der Detector-Turtle. Jetzt am Anfang ist das sicher die Hintergrundfarbe

Die Positionierung der detector-Turtle, die Farbmessung und die Crash-Logik machen wir in einer Funktion detectCrash(turtle), die für beide Turtle funktionieren soll.

  • Wenn kein Crash detektiert wird, soll die Funktion den Wert False zurückgeben.
  • Wenn ein Crash detektiert wird, soll die Funktion den Wert True zurückgeben.
def detectCrash(turtle):
	crash = False
 
	# Ab hier setzen wir die Position der detector-Turtle
	x = turtle.getX() # Die x-Position der aktuellen Spiel-Turtle
	y = turtle.getY() # Die y-Position der aktuellen Spiel-Turtle
	
	
	detector.setPos(x, y) # Wir setzen die Detector-Turtle auf die Position der aktuellen Spiel-Turtle
 
	# Jetzt können wir die Farbmessung vornehmen
	farbmessung = detector.getPixelColor() # Die Farbe am Ort der Detector-Turtle
	print(farbmessung)
	return crash

Jetzt ändern wir die Logik in der while-Schlaufe am Ende. In Pseudocode ausgedrückt:

Wenn detectCrash(eva) eine Kollision feststellt:
	Stoppe das Spiel
	Zeige an, dass Eva einen Crash hatte
Andernfalls:
	Lass Eva vorwärtsfahren

In Python:

while RUNNING:  
	if detectCrash(eva):
		RUNNING = False
		print("Eva crashed!")
		eva.label("CRASH!")
	else:
		eva.forward(speed)
	
	joe.forward(speed)

Jetzt wollen wir doch mal mit eva testen, ob das funktioniert. Beachten Sie die Ausgabe von farbmessung - was fällt Ihnen auf?

Color(r:0.00%, g:100.00%, b:0.00%)
Color(r:0.00%, g:100.00%, b:0.00%)
Color(r:0.00%, g:100.00%, b:0.00%)
Color(r:0.00%, g:100.00%, b:0.00%)
Color(r:0.00%, g:100.00%, b:0.00%)
Color(r:0.00%, g:100.00%, b:0.00%)

Sie erhalten immer die Farbe von eva - grün!

Das passiert, weil Sie die gleiche Position wie eva haben, und quasi die Farbe von evas Rücken sehen. Wir müssen also die Detector-Turtle vor der Farbmessung verschieben, um die Farbe vor evas Nase zu erhalten!

Der zusammengesetzte Code bis jetzt

import gturtle
 
# Konfigurationsvariabeln
speed = 15
messabstand = 10
 
# Helfervariabeln für uns Menschen
KEY_D = 68
KEY_A = 65
KEY_S = 83
KEY_W = 87
 
KEY_LEFT = 37
KEY_RIGHT = 39
KEY_UP = 38
KEY_DOWN = 40
KEY_SPACE = 32
 
KEY_ESC = 27
 
# Steuert beide Turtle bei keypressed-Event
def steuern(key):
    global RUNNING
    key = key.keyCode
    
    if (key == KEY_ESC):
        RUNNING = False
        
    elif (key == KEY_RIGHT):
        eva.setHeading(90)
    elif (key == KEY_UP):
        eva.setHeading(0)
    elif (key == KEY_LEFT):
        eva.setHeading(270)
    elif (key == KEY_DOWN):
        eva.setHeading(180)
 
    elif (key == KEY_D):
        joe.setHeading(90)
    elif (key == KEY_W):
        joe.setHeading(0)
    elif (key == KEY_S):
        joe.setHeading(180)
    elif (key == KEY_A):
        joe.setHeading(270)
    
    else:
        print("Unbekannte Taste")
 
def detectCrash(turtle):
    crash = False
 
    # Ab hier setzen wir die Position der detector-Turtle
    x = turtle.getX() # Die x-Position der aktuellen Spiel-Turtle
    y = turtle.getY() # Die y-Position der aktuellen Spiel-Turtle
    
    # Hier verändern wir x und y
 
    detector.setPos(x, y) # Wir setzen die Detector-Turtle auf die Position der aktuellen Spiel-Turtle
 
    # Jetzt können wir die Farbmessung vornehmen
    farbmessung = detector.getPixelColor() # Die Farbe am Ort der Detector-Turtle
    print(farbmessung)
    return crash
 
# Fenster mit Eventhandler
tf = gturtle.TurtleFrame(keyPressed = steuern)
 
# Erste Spiel-Turtle
eva = gturtle.Turtle(tf)
eva.setColor("green")
eva.setPenColor("green")
eva.setPenWidth(speed)
eva.setPos(115,-50)
 
# Zweite Spiel-Turtle
joe = gturtle.Turtle(tf)
joe.setColor("red")
joe.setPenColor("red")
joe.setPenWidth(speed)
joe.setPos(-135, -50)
 
# Unsichtbare Detector-Turtle
detector = gturtle.Turtle(tf)
#detector.hideTurtle()
detector.setColor("black")
hintergrundfarbe = detector.getPixelColor() # Die Farbe am Ort der Detector-Turtle. Jetzt am Anfang ist das sicher die Hintergrundfarbe
 
# Laufzeit-Variabeln, die uns das Leben erleichtern
RUNNING = True
 
# Der Eventloop. Läuft solange RUNNING == True.
while RUNNING:  
    if detectCrash(eva):
        RUNNING = False
        print("eva crashed!")
        eva.label("CRASH!")
    else:
        eva.forward(speed)
    
    joe.forward(speed)

Übung 2: Positionieren der Detector-Turtle

Wo soll also unser Messpunkt sein?

  1. Diskutieren Sie in Teams, wie sich der Messpunkt verändern muss, wenn evanach oben, unten, links oder rechts fährt.
    20230919161025.png
  2. Machen Sie einen spezifischen Vorschlag, wie Sie das mit den Variabeln x und y ausrechnen könnten. Ob eva nach oben, unten, links, oder rechts fährt, können Sie mit turtle.heading() ermitteln.
if turtle.heading() == 0: # eva fährt nach oben
	# Positionieren der detector-Turtle
elif turtle.heading() == 90: # eva fährt nach rechts
	# Positionieren der detector-Turtle
...
  1. Versuchen Sie in der Funktion detectCrash vor detector.setPos(x, y) die Variabeln x und y so zu verändern, dass die detector-Turtle direkt vor die Nase von eva platziert wird und die uns die Farbe Weiss liefert, wenn vor ihr nichts ist.
Color(r:100.00%, g:100.00%, b:100.00%)
Color(r:100.00%, g:100.00%, b:100.00%)
Color(r:100.00%, g:100.00%, b:100.00%)
Color(r:100.00%, g:100.00%, b:100.00%)
  1. Schreiben Sie den Messabstand, den Sie gefunden haben, in die Konfigurationsvariabel messabstand.

Lösung Positionierung

# Ab hier setzen wir die Position der detector-Turtle
x = turtle.getX()
y = turtle.getY()
 
if turtle.heading() == 0:
		y = y + messabstand
elif turtle.heading() == 90:
		x = x + messabstand
elif turtle.heading() == 180:
		y = y - messabstand
elif turtle.heading() == 270:
		x = x - messabstand
detector.setPos(x, y)

Farbmessungen

Jetzt, wo wir die detector-Turtle richtig positioniert haben, müssen wir sie nur noch verstecken und die gemessene Farbe mit der Hintergrundfarbe vergleichen.

Die Hintergrundfarbe wird gleich nach der Kreation von der detector-Turtle gemessen und in die Variabel hintergrundfarbe gespeichert. Auch die aktuelle Farbmessung in der Funktion detectCrash(turtle) steht schon da: farbmessung = detector.getPixelColor().

Übung 3: Logik der Farbvergleichs

Logik des Farbvergleichs

Überlegen Sie sich mithilfe der Variabeln farbmessung und hintergrundfarbe, wann crash = True sein soll. Schreiben Sie Ihre Idee als if-Statement in die Funktion detectCrash(turtle).

Lösung Farbvergleich

# Jetzt können wir die Farbmessung vornehmen
farbmessung = detector.getPixelColor() # Die Farbe am Ort der Detector-Turtle
if farbmessung != hintergrundsfarbe:
		crash = True
return crash

Auch für Joe

Jetzt müssen Sie einzig noch die Logik in der while-Schlaufe auf joe ausweiten.

Das fertige Spiel

import gturtle
 
# Konfigurationsvariabeln
speed = 15
messabstand = 10
 
# Helfervariabeln für uns Menschen
KEY_D = 68
KEY_A = 65
KEY_S = 83
KEY_W = 87
KEY_LEFT = 37
KEY_RIGHT = 39
KEY_UP = 38
KEY_DOWN = 40
KEY_SPACE = 32
KEY_ESC = 27
 
# Steuert beide Turtle bei keypressed-Event
def onKeyPressed(key):
    key = key.keyCode
    
    if (key == KEY_ESC):
        RUNNING = False
        
    elif (key == KEY_RIGHT):
        eva.setHeading(90)
    elif (key == KEY_UP):
        eva.setHeading(0)
    elif (key == KEY_LEFT):
        eva.setHeading(270)
    elif (key == KEY_DOWN):
        eva.setHeading(180)
 
    if (key == KEY_D):
        joe.setHeading(90)
    elif (key == KEY_W):
        joe.setHeading(0)
    elif (key == KEY_S):
        joe.setHeading(180)
    elif (key == KEY_A):
        joe.setHeading(270)
 
def detectCrash(turtle):
    crash = False
 
    # Ab hier setzen wir die Position der detector-Turtle
    x = turtle.getX()
    y = turtle.getY()
 
    if turtle.heading() == 0:
        y = y + messabstand
    elif turtle.heading() == 90:
        x = x + messabstand
    elif turtle.heading() == 180:
        y = y - messabstand
    elif turtle.heading() == 270:
        x = x - messabstand
    detector.setPos(x, y)
 
    # Jetzt können wir die Farbmessung vornehmen
    farbmessung = detector.getPixelColor() # Die Farbe am Ort der Detector-Turtle
    if farbmessung == hintergrundsfarbe:
	    crash = False
    else:
	    crash = True
    return crash
    
tf = gturtle.TurtleFrame(keyPressed = onKeyPressed)
 
# Erste Spiel-Turtle
eva = gturtle.Turtle(tf)
eva.setColor("green")
eva.setPenColor("green")
eva.setPenWidth(speed)
eva.setPos(115,-50)
 
# Zweite Spiel-Turtle
joe = gturtle.Turtle(tf)
joe.setColor("red")
joe.setPenColor("red")
joe.setPenWidth(speed)
joe.setPos(-135, -50)
 
# Unsichtbare Detector-Turtle
detector = gturtle.Turtle(tf)
detector.hideTurtle()
hintergrundsfarbe = detector.getPixelColor()
 
 
# Laufzeit-Variabeln, die uns das Leben erleichtern
RUNNING = True
 
# Der Eventloop. Läuft solange RUNNING == True.
while RUNNING:
    if detectCrash(eva):
        print("eva crashed!")
        eva.label("CRASH!")
        RUNNING = False
    else:
        eva.forward(speed)
    
    if detectCrash(joe):
        print("Joe crashed!")
        joe.label("CRASH!")
        RUNNING = False
    else:
        joe.forward(speed)
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