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一小時學會用Opencv做貪吃蛇游戲（Python版）

2022-03-07 07:43:24 其他

使用Mediapipe

在這里插入圖片描述
參考資料21 hand landmarks

水平鏡像處理

import cvzone
import cv2
import numpy as np
from cvzone.HandTrackingModule import HandDetector

cap = cv2.VideoCapture(0)   # 0代表自己電腦的攝像頭
cap.set(3, 1280)        # 寬
cap.set(4, 720)         # 高

detector = HandDetector(detectionCon=0.8, maxHands=2)

# 處理每一幀影像
while True:
    success, img = cap.read()
    # 翻轉影像，使自身和攝像頭中的自己呈鏡像關系
    img = cv2.flip(img, 1)      # 將手水平翻轉
    hands, img = detector.findHands(img)
    cv2.imshow("Image", img)
    cv2.waitKey(1)

在這里插入圖片描述

修改代碼

import cvzone
import cv2
import numpy as np
from cvzone.HandTrackingModule import HandDetector

cap = cv2.VideoCapture(0)   # 0代表自己電腦的攝像頭
cap.set(3, 1280)        # 寬
cap.set(4, 720)         # 高

detector = HandDetector(detectionCon=0.8, maxHands=1)

# 處理每一幀影像
while True:
    success, img = cap.read()
    # 翻轉影像，使自身和攝像頭中的自己呈鏡像關系
    img = cv2.flip(img, 1)      # 將手水平翻轉
    hands, img = detector.findHands(img, flipType=False)    # 左手是左手，右手是右手，映射正確
    cv2.imshow("Image", img)
    cv2.waitKey(1)

問題修復完畢
在這里插入圖片描述

觀察手的資訊

import cvzone
import cv2
import numpy as np
from cvzone.HandTrackingModule import HandDetector

cap = cv2.VideoCapture(0)   # 0代表自己電腦的攝像頭
cap.set(3, 1280)        # 寬
cap.set(4, 720)         # 高

detector = HandDetector(detectionCon=0.8, maxHands=1)

# 處理每一幀影像
while True:
    success, img = cap.read()
    # 翻轉影像，使自身和攝像頭中的自己呈鏡像關系
    img = cv2.flip(img, 1)      # 將手水平翻轉
    hands, img = detector.findHands(img, flipType=False)    # 左手是左手，右手是右手，映射正確

    print(hands)

    cv2.imshow("Image", img)
    cv2.waitKey(1)

輸出結果

[{‘lmList’: [[1088, 633, 0], [1012, 655, -24], [940, 629, -32], [894, 596, -35], [875, 562, -36], [949, 504, -17], [891, 441, -16], [862, 419, -16], [838, 403, -16], [995, 480, -3], [943, 418, 8], [924, 426, 17], [920, 440, 22], [1044, 480, 8], [998, 455, 17], [987, 489, 21], [993, 513, 23], [1085, 492, 19], [1048, 477, 27], [1036, 505, 35], [1041, 528, 40]], ‘bbox’: (838, 403, 250, 252), ‘center’: (963, 529), ‘type’: ‘Left’}]

做個小蛇

import math

import cvzone
import cv2
import numpy as np
from cvzone.HandTrackingModule import HandDetector

cap = cv2.VideoCapture(0)   # 0代表自己電腦的攝像頭
cap.set(3, 1280)        # 寬
cap.set(4, 720)         # 高

detector = HandDetector(detectionCon=0.8, maxHands=1)


class SnakeGameClass:
    def __init__(self):             # 構造方法
        self.points = []            # 蛇身上所有的點
        self.lengths = []           # 每個點之間的長度
        self.currentLength = 0      # 蛇的總長
        self.allowedLength = 150    # 蛇允許的總長度
        self.previousHead = 0, 0    # 第二個頭結點

    def update(self, imgMain, currentHead):     # 實體方法

        px, py = self.previousHead
        cx, cy = currentHead

        self.points.append([cx, cy])             # 添加蛇的點串列節點
        distance = math.hypot(cx - px, cy - py)  # 兩點之間的距離
        self.lengths.append(distance)            # 添加蛇的距離串列內容
        self.currentLength += distance
        self.previousHead = cx, cy

        # Draw Snake
        for i, point in enumerate(self.points):
            if i != 0:
                cv2.line(imgMain, self.points[i - 1], self.points[i], (0, 0, 255), 20)
        # 對串列最后一個點也就是蛇頭畫為紫色點
        cv2.circle(imgMain, self.points[-1], 20, (200, 0, 200), cv2.FILLED)
        return imgMain

game = SnakeGameClass()

# 處理每一幀影像
while True:     # 不斷迭代更新
    success, img = cap.read()
    # 翻轉影像，使自身和攝像頭中的自己呈鏡像關系
    img = cv2.flip(img, 1)      # 將手水平翻轉
    hands, img = detector.findHands(img, flipType=False)    # 左手是左手，右手是右手，映射正確

    if hands:
        lmList = hands[0]['lmList']     # hands是由N個字典組成的串列
        pointIndex = lmList[8][0:2]     # 只要食指指尖的x和y坐標
        img = game.update(img, pointIndex)

    cv2.imshow("Image", img)
    cv2.waitKey(1)

添加甜甜圈

import math
import random

import cvzone
import cv2
import numpy as np
from cvzone.HandTrackingModule import HandDetector

cap = cv2.VideoCapture(0)   # 0代表自己電腦的攝像頭
cap.set(3, 1280)        # 寬
cap.set(4, 720)         # 高

detector = HandDetector(detectionCon=0.8, maxHands=1)


class SnakeGameClass:
    def __init__(self, pathFood):             # 構造方法
        self.points = []            # 蛇身上所有的點
        self.lengths = []           # 每個點之間的長度
        self.currentLength = 0      # 蛇的總長
        self.allowedLength = 150    # 蛇允許的總長度
        self.previousHead = 0, 0    # 第二個頭結點

        self.imgFood = cv2.imread(pathFood, cv2.IMREAD_UNCHANGED)
        self.hFood, self.wFood, _ = self.imgFood.shape
        self.foodPoint = 0, 0
        self.randomFoodLocation()

    def randomFoodLocation(self):
        self.foodPoint = random.randint(100, 1000), random.randint(100, 600)


    def update(self, imgMain, currentHead):     # 實體方法

        px, py = self.previousHead
        cx, cy = currentHead

        self.points.append([cx, cy])             # 添加蛇的點串列節點
        distance = math.hypot(cx - px, cy - py)  # 兩點之間的距離
        self.lengths.append(distance)            # 添加蛇的距離串列內容
        self.currentLength += distance
        self.previousHead = cx, cy

        # Length Reduction
        if self.currentLength > self.allowedLength:
            for i, length in enumerate(self.lengths):
                self.currentLength -= length
                self.lengths.pop(i)
                self.points.pop(i)
                if self.currentLength < self.allowedLength:
                    break


        # Draw Snake
        if self.points:
            for i, point in enumerate(self.points):
                 if i != 0:
                    cv2.line(imgMain, self.points[i - 1], self.points[i], (0, 0, 255), 20)
            # 對串列最后一個點也就是蛇頭畫為紫色點
            cv2.circle(imgMain, self.points[-1], 20, (200, 0, 200), cv2.FILLED)

        # Draw Food
        rx, ry = self.foodPoint
        imgMain = cvzone.overlayPNG(imgMain, self.imgFood,
                                    (rx - self.wFood // 2, ry - self.hFood // 2))


        return imgMain

game = SnakeGameClass("donut.png")

# 處理每一幀影像
while True:     # 不斷迭代更新
    success, img = cap.read()
    # 翻轉影像，使自身和攝像頭中的自己呈鏡像關系
    img = cv2.flip(img, 1)      # 將手水平翻轉
    hands, img = detector.findHands(img, flipType=False)    # 左手是左手，右手是右手，映射正確

    if hands:
        lmList = hands[0]['lmList']     # hands是由N個字典組成的串列
        pointIndex = lmList[8][0:2]     # 只要食指指尖的x和y坐標
        img = game.update(img, pointIndex)

    cv2.imshow("Image", img)
    cv2.waitKey(1)

donut.png
在這里插入圖片描述

部分代碼解釋說明

imgMain = cvzone.overlayPNG(imgMain, self.imgFood,
                                    (rx - self.wFood // 2, ry - self.hFood // 2))

為什么不是

imgMain = cvzone.overlayPNG(imgMain, self.imgFood, (rx , ry))

那是因為，隨機生成一個點后，有坐標（x，y）
在這里插入圖片描述

增加分數機制

import math
import random

import cvzone
import cv2
import numpy as np
from cvzone.HandTrackingModule import HandDetector

cap = cv2.VideoCapture(0)   # 0代表自己電腦的攝像頭
cap.set(3, 1280)        # 寬
cap.set(4, 720)         # 高

detector = HandDetector(detectionCon=0.8, maxHands=1)


class SnakeGameClass:
    def __init__(self, pathFood):             # 構造方法
        self.points = []            # 蛇身上所有的點
        self.lengths = []           # 每個點之間的長度
        self.currentLength = 0      # 蛇的總長
        self.allowedLength = 150    # 蛇允許的總長度
        self.previousHead = 0, 0    # 第二個頭結點

        self.imgFood = cv2.imread(pathFood, cv2.IMREAD_UNCHANGED)
        self.hFood, self.wFood, _ = self.imgFood.shape
        self.foodPoint = 0, 0
        self.randomFoodLocation()

        self.score = 0

    def randomFoodLocation(self):
        self.foodPoint = random.randint(100, 1000), random.randint(100, 600)


    def update(self, imgMain, currentHead):     # 實體方法

        px, py = self.previousHead
        cx, cy = currentHead

        self.points.append([cx, cy])             # 添加蛇的點串列節點
        distance = math.hypot(cx - px, cy - py)  # 兩點之間的距離
        self.lengths.append(distance)            # 添加蛇的距離串列內容
        self.currentLength += distance
        self.previousHead = cx, cy

        # Length Reduction
        if self.currentLength > self.allowedLength:
            for i, length in enumerate(self.lengths):
                self.currentLength -= length
                self.lengths.pop(i)
                self.points.pop(i)
                if self.currentLength < self.allowedLength:
                    break

        # Check if snake ate the food
        rx, ry = self.foodPoint
        if rx - self.wFood // 2 < cx < rx + self.wFood // 2 and \
                ry - self.hFood // 2 < cy < ry + self.hFood // 2:
            self.randomFoodLocation()
            self.allowedLength += 50
            self.score += 1
            print(self.score)


        # Draw Snake
        if self.points:
            for i, point in enumerate(self.points):
                 if i != 0:
                    cv2.line(imgMain, self.points[i - 1], self.points[i], (0, 0, 255), 20)
            # 對串列最后一個點也就是蛇頭畫為紫色點
            cv2.circle(imgMain, self.points[-1], 20, (200, 0, 200), cv2.FILLED)

        # Draw Food

        imgMain = cvzone.overlayPNG(imgMain, self.imgFood,
                                    (rx - self.wFood // 2, ry - self.hFood // 2))


        return imgMain

game = SnakeGameClass("donut.png")

# 處理每一幀影像
while True:     # 不斷迭代更新
    success, img = cap.read()
    # 翻轉影像，使自身和攝像頭中的自己呈鏡像關系
    img = cv2.flip(img, 1)      # 將手水平翻轉
    hands, img = detector.findHands(img, flipType=False)    # 左手是左手，右手是右手，映射正確

    if hands:
        lmList = hands[0]['lmList']     # hands是由N個字典組成的串列
        pointIndex = lmList[8][0:2]     # 只要食指指尖的x和y坐標
        img = game.update(img, pointIndex)

    cv2.imshow("Image", img)
    cv2.waitKey(1)

完整代碼（后期需要不斷優化完善，持續更新中）

import math
import random

import cvzone
import cv2
import numpy as np
from cvzone.HandTrackingModule import HandDetector

cap = cv2.VideoCapture(0)   # 0代表自己電腦的攝像頭
cap.set(3, 1280)        # 寬
cap.set(4, 720)         # 高

detector = HandDetector(detectionCon=0.8, maxHands=1)


class SnakeGameClass:
    def __init__(self, pathFood):             # 構造方法
        self.points = []            # 蛇身上所有的點
        self.lengths = []           # 每個點之間的長度
        self.currentLength = 0      # 蛇的總長
        self.allowedLength = 150    # 蛇允許的總長度
        self.previousHead = 0, 0    # 第二個頭結點

        self.imgFood = cv2.imread(pathFood, cv2.IMREAD_UNCHANGED)
        self.hFood, self.wFood, _ = self.imgFood.shape
        self.foodPoint = 0, 0
        self.randomFoodLocation()

        self.score = 0
        self.gameOver = False

    def randomFoodLocation(self):
        self.foodPoint = random.randint(100, 1000), random.randint(100, 600)


    def update(self, imgMain, currentHead):     # 實體方法

        if self.gameOver:
            cvzone.putTextRect(imgMain, "Game Over", [300, 400],
                               scale=7, thickness=5, offset=20)
            cvzone.putTextRect(imgMain, f'Your Score:{self.score}', [300, 550],
                               scale=7, thickness=5, offset=20)
        else:
            px, py = self.previousHead
            cx, cy = currentHead

            self.points.append([cx, cy])             # 添加蛇的點串列節點
            distance = math.hypot(cx - px, cy - py)  # 兩點之間的距離
            self.lengths.append(distance)            # 添加蛇的距離串列內容
            self.currentLength += distance
            self.previousHead = cx, cy

            # Length Reduction
            if self.currentLength > self.allowedLength:
                for i, length in enumerate(self.lengths):
                    self.currentLength -= length
                    self.lengths.pop(i)
                    self.points.pop(i)
                    if self.currentLength < self.allowedLength:
                        break

            # Check if snake ate the food
            rx, ry = self.foodPoint
            if rx - self.wFood // 2 < cx < rx + self.wFood // 2 and \
                    ry - self.hFood // 2 < cy < ry + self.hFood // 2:
                self.randomFoodLocation()
                self.allowedLength += 50
                self.score += 1
                print(self.score)


            # Draw Snake
            if self.points:
                for i, point in enumerate(self.points):
                     if i != 0:
                        cv2.line(imgMain, self.points[i - 1], self.points[i], (0, 0, 255), 20)
                # 對串列最后一個點也就是蛇頭畫為紫色點
                cv2.circle(imgMain, self.points[-1], 20, (200, 0, 200), cv2.FILLED)

            # Draw Food

            imgMain = cvzone.overlayPNG(imgMain, self.imgFood,
                                        (rx - self.wFood // 2, ry - self.hFood // 2))

            cvzone.putTextRect(imgMain, f'Your Score:{self.score}', [50, 80],
                               scale=3, thickness=5, offset=10)

            # Check for Collision
            pts = np.array(self.points[:-2], np.int32)
            pts = pts.reshape((-1, 1, 2))  # 重塑為一個行數未知但只有一列且每個元素有2個子元素的矩陣
            cv2.polylines(imgMain, [pts], False, (0, 200, 0), 3)
            # 第三個引數是False，我們得到的是不閉合的線
            minDist = cv2.pointPolygonTest(pts, (cx, cy), True)
            # 引數True表示輸出該像素點到輪廓最近距離

            if -1 <= minDist <= 1:
                print("Hit")
                self.gameOver = True
                self.points = []  # 蛇身上所有的點
                self.lengths = []  # 每個點之間的長度
                self.currentLength = 0  # 蛇的總長
                self.allowedLength = 150  # 蛇允許的總長度
                self.previousHead = 0, 0  # 第二個頭結點
                self.randomFoodLocation()


        return imgMain

game = SnakeGameClass("donut.png")

# 處理每一幀影像
while True:     # 不斷迭代更新
    success, img = cap.read()
    # 翻轉影像，使自身和攝像頭中的自己呈鏡像關系
    img = cv2.flip(img, 1)      # 將手水平翻轉
    hands, img = detector.findHands(img, flipType=False)    # 左手是左手，右手是右手，映射正確

    if hands:
        lmList = hands[0]['lmList']     # hands是由N個字典組成的串列
        pointIndex = lmList[8][0:2]     # 只要食指指尖的x和y坐標
        img = game.update(img, pointIndex)

    cv2.imshow("Image", img)
    key = cv2.waitKey(1)
    if key == ord('r'):
        game.gameOver = False

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