Пишем «Змейку» под Android на Python и Kivy

В этой статье мы напишем классическую «Змейку» на Python с помощью инструмента для создания GUI Kivy.

Знакомимся с Kivy

Kivy — это популярный инструмент для создания пользовательских интерфейсов, который отлично подходит для разработки приложений и несложных игр. Одним из основных достоинств Kivy является портируемость — возможность безболезненного переноса ваших проектов с одной платформы на другую. Наша «Змейка» будет работать на платформе Android.

Kivy эффективно использует Cython — язык программирования, сочетающий в себе оптимизированность C++ и синтаксис Python — что положительно сказывается на производительности. Также Kivy активно использует GPU для графических процессов, освобождая CPU для других вычислений.

Рекомендуемые ресурсы для начала работы с Kivy:

Устанавливаем Kivy

Зависимости

Прим. перев. Код проверен на Ubuntu 16.04, Cython 0.25, Pygame 1.9.4.dev0, Buildozer 0.33, Kyvi 1.10.

Для правильной работы Kivy нам требуется три основных пакета: Cython, pygame и python-dev. Если вы используете Ubuntu, вам также может понадобиться библиотека gstreamer, которая используется для поддержки некоторых видеовозможностей фреймворка.

Устанавливаем Cython:

sudo pip install cython

Устанавливаем зависимости pygame:

sudo apt-get build-dep python-pygame
sudo apt-get install python-dev build-essential

Устанавливаем pygame:

sudo pip install hg+http://bitbucket.org/pygame/pygame

Устанавливаем gstreamer:

sudo apt-get install gstreamer1.0-libav

Добавляем репозиторий Kivy:

sudo add-apt-repository ppa:kivy-team/kivy
sudo apt-get update

Устанавливаем:

sudo apt-get install python-kivy

Buildozer

Этот пакет нам понадобится для упрощения процесса установки нашего Android-приложения:

sudo pip install buildozer

Нам также понадобится Java JDK. И если вы используете 64-битную систему, вам понадобятся 32-битные версии зависимостей.

Устанавливаем Java JDK:

sudo apt-get install openjdk-7-jdk

Устанавливаем 32-битные зависимости:

sudo dpkg --add-architecture i386
sudo apt-get update
sudo apt-get install libncurses5:i386 libstdc++6:i386 zlib1g:i386

Оно работает?

Прежде чем начать писать нашу «Змейку», давайте проверим, правильно ли у нас все установилось. Иначе в дальнейшем может обнаружиться, что проект не компилируется из-за какого-нибудь недостающего пакета.

Для проверки напишем старый добрый «Hello, world!».

Приступим к созданию проекта. Нужно перейти в рабочую папку и выполнить команду:

buildozer init

Теперь откроем файл с расширением .spec в любом текстовом редакторе и изменим следующие строки:

  • имя нашего приложения title = Hello World;
  • название пакета package.name = helloworldapp;
  • домен пакета (нужен для android/ios сборки) package.domain = org.helloworldapp;
  • закомментируйте эти строки, если они ещё не закомментированы:
# version.regex = __version__ = ['"](.*)['"]
# version.filename = %(source.dir)s/main.py
  • строка version = 1.0.0 должна быть раскомментированной.

Создайте файл main.py и добавьте в него следующий код:

import kivy
kivy.require('1.8.0') # Ваша версия может отличаться

from kivy.app import App
from kivy.uix.button import Button

class DummyApp(App):
    def build(self):
        return Button(text="Hello World")

if __name__ == '__main__':
    DummyApp().run()

Теперь все готово к сборке. Вернемся к терминалу.

buildozer android debug # Эта команда создает apk файл в папке ./bin

buildozer android debug deploy # Если вы хотите установить apk непосредственно на ваше устройство

Примечание В случае возникновения каких-либо ошибок установите значение log_level = 2 в файле buildozer.spec. Это даст более развернутое описание ошибки. Теперь мы точно готовы приступить к написанию «Змейки».

Прим. перев. Обратите внимание, что в проекте используется один файл и в статье разбираются лишь куски кода из этого файла. Весь исходный код вы можете просмотреть, перейдя по ссылке на страницу проекта в gitHub.

Цели

В этой части урока мы напишем игровой движок нашей «Змейки». И под созданием игрового движка подразумевается:

1. Написание классов, которые станут скелетом нашего приложения.
2. Предоставление им правильных методов и свойств, чтобы мы могли управлять ими по своему усмотрению.
3. Соединение всего в основном цикле приложения.

Классы

Теперь давайте разберем нашу игру на составные элементы: змея и игровое поле. Змея состоит из двух основных элементов: головы и хвоста. И надо не забыть, что змее нужно что-то есть.

Таким образом нам потребуется организовать следующую иерархию виджетов:

Игровое поле (Playground)
    Фрукты (Fruit)
    Змея (Snake)
        Голова (SnakeHead)
        Хвост (SnakeTail)

Мы объявим наши классы в файлах main.py и snake.kv, чтобы отделить дизайн от логики:

main.py

import kivy
kivy.require('1.8.0') 

# Импортируем элементы Kivy, которые будем использовать в классах
from kivy.app import App
from kivy.uix.widget import Widget
from kivy.properties import ObjectProperty


class Playground(Widget):
    # Привязываем переменным элементы из .kv
    fruit = ObjectProperty(None)
    snake = ObjectProperty(None)


class Fruit(Widget):
    pass


class Snake(Widget):
    head = ObjectProperty(None)
    tail = ObjectProperty(None)


class SnakeHead(Widget):
    pass


class SnakeTail(Widget):
    pass


class SnakeApp(App):

    def build(self):
        game = Playground()
        return game

if __name__ == '__main__':
    SnakeApp().run()

snake.kv

#:kivy 1.8.0

<Playground>
    snake: snake_id
    fruit: fruit_id

    Snake:
        id: snake_id

    Fruit:
        id: fruit_id

<Snake>
    head: snake_head_id
    tail: snake_tail_id

    SnakeHead:
        id: snake_head_id

    SnakeTail:
        id: snake_tail_id

Свойства

Теперь, когда мы реализовали классы, можно задуматься о содержимом.

Playground — это корневой виджет. Мы разделим его на сетку. Эта матрица поможет позиционировать и перемещать объекты по полю. Представление каждого дочернего виджета будет занимать одну клетку. Также нужно реализовать возможность сохранения счета и изменения частоты появления фруктов.

И последнее, но не менее важное: нужно реализовать управление вводом, но сделаем мы это в следующем разделе.

class Playground(Widget):
    fruit = ObjectProperty(None)
    snake = ObjectProperty(None)

    # Задаем размер сетки
    col_number = 16
    row_number = 9

    # Игровые переменные
    score = NumericProperty(0)
    turn_counter = NumericProperty(0)
    fruit_rythme = NumericProperty(0)

    # Одработка входных данных
    touch_start_pos = ListProperty()
    action_triggered = BooleanProperty(False)

Змея

Объект змеи не должен содержать ничего, кроме двух ее деталей: головы и хвоста.

Для головы мы должны знать текущее положение и направление движения для правильного графического представления: если змея движется направо — рисуем треугольник повернутый вправо, если змея движется влево — рисуем треугольник повернутый влево.

Позиция и направление будут соответствовать определенным инструкциям рисования. Для рисования треугольника нам нужно шесть точек (две координаты на одну вершину). Эти координаты будут не ячейками сетки, а определенными пикселями на холсте

Наконец, нам надо хранить информацию об объекте, нарисованном на холсте, чтобы удалить его позже (например, для перезапуска игры). Мы добавим логическую переменную, указывающую, должен ли объект быть нарисован на холсте:

class SnakeHead(Widget):
    # Направление головы и ее позиция
    direction = OptionProperty(
        "Right", options=["Up", "Down", "Left", "Right"])
    x_position = NumericProperty(0)
    y_position = NumericProperty(0)
    position = ReferenceListProperty(x_position, y_position)

    # Представление на холсте
    points = ListProperty([0]*6) 
    object_on_board = ObjectProperty(None)
    state = BooleanProperty(False)

Теперь хвост. Он состоит из блоков (изначально трех), занимающих одну ячейку. Когда «Змейка» будет двигаться, мы будем убирать самый последний блок хвоста и добавлять новый на предыдущую позицию головы:

class SnakeTail(Widget):
    # Длинна хвоста. Измеряется в количестве блоков
    size = NumericProperty(3)

    # Позицию каждого блока хвоста мы будем хранить здесь
    blocks_positions = ListProperty()

    # Обьекты (виджеты) хвоста будут находиться в этой переменной
    tail_blocks_objects = ListProperty()

Фрукт

Поведение фрукта похоже на поведение змеиной головы. Нам понадобится отслеживать его позицию, состояние и интервал появления:

class Fruit(Widget):
    # Эти значения будем использовать для определения частоты появления fruit_rhythme
    duration = NumericProperty(10) # Продолжительность существования
    interval = NumericProperty(3) # Продолжительность отсутствия

    # Представление на поле
    object_on_board = ObjectProperty(None)
    state = BooleanProperty(False)

В классе SnakeApp будет происходить запуск нашего приложения:

class SnakeApp(App):
    game_engine = ObjectProperty(None)

    def build(self):
        self.game_engine = Playground()
        return self.game_engine

Кое-что еще: нужно задать размеры виджетов. Каждый элемент будет занимать одну ячейку поля. Значит:

  • высота виджета = высота поля / количество строк сетки;
  • ширина виджета = ширина поля / количество колонок сетки.

Также нам нужно добавить виджет отображающий текущий счет.

Теперь snake.kv выглядит так:

#:kivy 1.8.0

<Playground>
    snake: snake_id
    fruit: fruit_id

    Snake:
        id: snake_id
        width: root.width/root.col_number
        height: root.height/root.row_number

    Fruit:
        id: fruit_id
        width: root.width/root.col_number
        height: root.height/root.row_number

    Label:
        font_size: 70
        center_x: root.x + root.width/root.col_number*2
        top: root.top - root.height/root.row_number
        text: str(root.score)

<Snake>
    head: snake_head_id
    tail: snake_tail_id

    SnakeHead:
        id: snake_head_id
        width: root.width
        height: root.height

    SnakeTail:
        id: snake_tail_id
        width: root.width
        height: root.height

Методы

Начнем с класса змеи. Мы хотим устанавливать ее в начальное положение и получать информацию о том, где она находится и как взаимодействует с объектами поля:

class Snake(Widget):
...
    def move(self):
        """
        Движение змеи будет происходить в 3 этапа:
            - сохранить текущее положение головы.
            - передвинуть голову на одну позицию вперед.
            - переместить последний блок хвоста на предыдущие координаты головы .
        """
        next_tail_pos = list(self.head.position)
        self.head.move()
        self.tail.add_block(next_tail_pos)

    def remove(self):
        """
        Здесь мы опишем, удаление элементов хвоста и головы
        """
        self.head.remove()
        self.tail.remove()

    def set_position(self, position):
        self.head.position = position

    def get_position(self):
        """
        Положение змеи равно положению ее головы на поле.
        """
        return self.head.position

    def get_full_position(self):
        """
        Но иногда нам нужно будет узнавать, какое пространство занимает змея.
        """
        return self.head.position + self.tail.blocks_positions

    def set_direction(self, direction):
        self.head.direction = direction

    def get_direction(self):
        return self.head.direction 

Мы назвали ряд методов. Теперь давайте их реализуем. Начнем с remove() и add_block():

class SnakeTail(Widget):
...

    def remove(self):
        # Сбрасываем счетчик длины
        self.size = 3

        # Удаляем каждый блок хвоста
        for block in self.tail_blocks_objects:
            self.canvas.remove(block)

        # Обнуляем списки с координатами блоков
        # и их представления на холсте
        self.blocks_positions = []
        self.tail_blocks_objects = []

    def add_block(self, pos):
        """
        Здесь действуем в 3 этапа : 
            - Передаем позицию нового блока как аргумент и добавляем блок в список объектов. 
            - Проверяем равенство длины хвоста и количества блоков и изменяем, если требуется.
            - Рисуем блоки на холсте, до тех пор, пока количество нарисованных блоков не станет равно длине хвоста.
        """
        # Добавляем координаты блоков в список
        self.blocks_positions.append(pos)

        # Делаем проверку соответствия количеству блоков змеи на холсте и переменной отражающей длину
        if len(self.blocks_positions) > self.size:
            self.blocks_positions.pop(0)

        with self.canvas:
            # Рисуем блоки используя координаты из списка
            for block_pos in self.blocks_positions:
                x = (block_pos[0] - 1) * self.width
                y = (block_pos[1] - 1) * self.height
                coord = (x, y)
                block = Rectangle(pos=coord, size=(self.width, self.height))

                # Добавляем новый блок к списку объектов
                self.tail_blocks_objects.append(block)

                # Делаем проверку длины и удаляем лишние блоки с холста, если необходимо
                if len(self.tail_blocks_objects) > self.size:
                    last_block = self.tail_blocks_objects.pop(0)
                    self.canvas.remove(last_block)

Теперь работаем с головой. Она будет иметь две функции: move() и remove():

class SnakeHead(Widget):
    # Представление головы на "сетке"
    direction = OptionProperty(
        "Right", options=["Up", "Down", "Left", "Right"])
    x_position = NumericProperty(0)
    y_position = NumericProperty(0)
    position = ReferenceListProperty(x_position, y_position)

    # Представление головы на поле
    points = ListProperty([0] * 6)
    object_on_board = ObjectProperty(None)
    state = BooleanProperty(False)

    def is_on_board(self):
        return self.state

    def remove(self):
        if self.is_on_board():
            self.canvas.remove(self.object_on_board)
            self.object_on_board = ObjectProperty(None)
            self.state = False

    def show(self):
        """
        Размещаем голову на холсте.
        """
        with self.canvas:
            if not self.is_on_board():
                self.object_on_board = Triangle(points=self.points)
                self.state = True  
            else:
                # Если объект должен быть на поле - удаляем старую голову
                # и рисуем новую
                self.canvas.remove(self.object_on_board)
                self.object_on_board = Triangle(points=self.points)

    def move(self):
        """
        Не самое элегантное решение, но это работает. 
        Здесь мы описываем изображение треугольника для каждого положения головы.
        """
        if self.direction == "Right":
            # Обновляем позицию
            self.position[0] += 1

            # Вычисляем положения точек
            x0 = self.position[0] * self.width
            y0 = (self.position[1] - 0.5) * self.height
            x1 = x0 - self.width
            y1 = y0 + self.height / 2
            x2 = x0 - self.width
            y2 = y0 - self.height / 2
        elif self.direction == "Left":
            self.position[0] -= 1
            x0 = (self.position[0] - 1) * self.width
            y0 = (self.position[1] - 0.5) * self.height
            x1 = x0 + self.width
            y1 = y0 - self.height / 2
            x2 = x0 + self.width
            y2 = y0 + self.height / 2
        elif self.direction == "Up":
            self.position[1] += 1
            x0 = (self.position[0] - 0.5) * self.width
            y0 = self.position[1] * self.height
            x1 = x0 - self.width / 2
            y1 = y0 - self.height
            x2 = x0 + self.width / 2
            y2 = y0 - self.height
        elif self.direction == "Down":
            self.position[1] -= 1
            x0 = (self.position[0] - 0.5) * self.width
            y0 = (self.position[1] - 1) * self.height
            x1 = x0 + self.width / 2
            y1 = y0 + self.height
            x2 = x0 - self.width / 2
            y2 = y0 + self.height

        # Записываем положения точек
        self.points = [x0, y0, x1, y1, x2, y2]

        # Рисуем голову
        self.show()

А что там с фруктами? Мы должны уметь помещать их в заданные координаты и удалять, когда нам это понадобится:

class Fruit(Widget):
...

    def is_on_board(self):
        return self.state

    def remove(self, *args):
        # Удаляем объект с поля и указываем, что он сейчас стерт
        if self.is_on_board():
            self.canvas.remove(self.object_on_board)
            self.object_on_board = ObjectProperty(None)
            self.state = False

    def pop(self, pos):
        self.pos = pos  # объявляем, что фрукт находится на поле

        # Рисуем фрукт
        with self.canvas:
            x = (pos[0] - 1) * self.size[0]
            y = (pos[1] - 1) * self.size[1]
            coord = (x, y)

            # Сохраняем представление и обновляем состояние объекта
            self.object_on_board = Ellipse(pos=coord, size=self.size)
            self.state = True

Почти готово, не сдавайтесь! Теперь нужно организовать весь игровой процесс, который будет происходить в классе Playground. Рассмотрим логику игры: она начинается с того, что змея помещается в случайные координаты. Игра обновляется при каждом перемещении змеи. Во время обновлений мы проверяем направление змеи и ее положение. Если змея сталкивается сама с собой или выходит за пределы поля – мы засчитываем поражение и игра начинается сначала.

Как будет осуществляться управление? Когда игрок касается экрана, мы сохраняем координаты касания. Когда палец будет перемещаться, мы будем сравнивать новое положение с исходным. Если позиция будет изменена на 10 % от размера экрана, мы будем определять это как инструкцию и обрабатывать ее:

class Playground(Widget):
   ...

    def start(self):
        # Добавляем змею на поле
        self.new_snake()

        # Начинаем основной цикл обновления игры
        self.update()

    def reset(self):
        # Сбрасываем игровые переменные
        self.turn_counter = 0
        self.score = 0

        # Удаляем образы змеи и фрукта с поля
        self.snake.remove()
        self.fruit.remove()

    def new_snake(self):
        # Генерируем случайные координаты
        start_coord = (
            randint(2, self.col_number - 2), randint(2, self.row_number - 2))

        # Устанавливаем для змеи новые координаты
        self.snake.set_position(start_coord)

        # Генерируем случайное направление
        rand_index = randint(0, 3)
        start_direction = ["Up", "Down", "Left", "Right"][rand_index]

        # Задаем змее случайное направление
        self.snake.set_direction(start_direction)

    def pop_fruit(self, *args):
        # Генерируем случайные координаты для фрукта
        random_coord = [
            randint(1, self.col_number), randint(1, self.row_number)]

        # получаем координаты всех клеток занимаемых змеей
        snake_space = self.snake.get_full_position()

        # Если координаты фрукта совпадают с координатами клеток змеи - генерируем 
        # новые координаты 
        while random_coord in snake_space:
            random_coord = [
                randint(1, self.col_number), randint(1, self.row_number)]

        # Помещаем образ фрукта на поле
        self.fruit.pop(random_coord)

    def is_defeated(self):
        """
        Проверяем, является ли позиция змеи проигрышной.
        """
        snake_position = self.snake.get_position()

        # Если змея кусает свой хвост - поражение
        if snake_position in self.snake.tail.blocks_positions:
            return True

        # Если вышла за пределы поля - поражение
        if snake_position[0] > self.col_number \
                or snake_position[0] < 1 \
                or snake_position[1] > self.row_number \
                or snake_position[1] < 1:
            return True

        return False

    def update(self, *args):
        """
        Используется для смены игровых ходов.
        """
        # Перемещаем змею на следующую позицию
        self.snake.move()

        # Проверяем на поражение
        # Если поражение - сбрасываем игру
        if self.is_defeated():
            self.reset()
            self.start()
            return

        # Проверяем, находится ли фрукт на поле
        if self.fruit.is_on_board():
            # Если змея съела фрукт - увеличиваем счет и длину змеи
            if self.snake.get_position() == self.fruit.pos:
                self.fruit.remove()
                self.score += 1
                self.snake.tail.size += 1

        # Увеличиваем счетчик ходов
        self.turn_counter += 1

    def on_touch_down(self, touch):
        self.touch_start_pos = touch.spos

    def on_touch_move(self, touch):
        # Вычисляем изменение позиции пальца
        delta = Vector(*touch.spos) - Vector(*self.touch_start_pos)


        # Проверяем, изменение > 10% от размера экрана:
        if not self.action_triggered \
                and (abs(delta[0]) > 0.1 or abs(delta[1]) > 0.1):
            # Если да, задаем змее подходящее направление
            if abs(delta[0]) > abs(delta[1]):
                if delta[0] > 0:
                    self.snake.set_direction("Right")
                else:
                    self.snake.set_direction("Left")
            else:
                if delta[1] > 0:
                    self.snake.set_direction("Up")
                else:
                    self.snake.set_direction("Down")
            # Здесь мы регистрируем, что действие закончено, для того, чтобы оно не             # происходило более одного раза за ход
            self.action_triggered = True

    def on_touch_up(self, touch):
        # Указываем, что мы готовы принять новые инструкции
        self.action_triggered = False

Основной цикл

Здесь происходят процессы, устанавливающие положение фрукта, управляющие движением змеи и определяющие проигрыш:

   def update(self, *args):
        """
        Используется для смены игровых ходов.
        """
        # Регистрация последовательности появления фруктов в планировщике событий
        if self.turn_counter == 0:
            self.fruit_rythme = self.fruit.interval + self.fruit.duration
            Clock.schedule_interval(
                self.fruit.remove, self.fruit_rythme)
        elif self.turn_counter == self.fruit.interval:
            self.pop_fruit()
            Clock.schedule_interval(
                self.pop_fruit, self.fruit_rythme)
...
        # Каждое обновление будет происходить ежесекундно (1'')
        Clock.schedule_once(self.update, 1)

Нужно добавить обработчик для события сброса игры:

    def reset(self):
...
        Clock.unschedule(self.pop_fruit)
        Clock.unschedule(self.fruit.remove)
        Clock.unschedule(self.update)

Теперь мы можем протестировать игру.

Одна важная деталь. Чтобы приложение запустилось с правильным разрешением экрана, нужно сделать так:

class SnakeApp(App):
    game_engine = ObjectProperty(None)

    def on_start(self):
        self.game_engine.start()
...

И вуаля! Теперь вы можете запустить приложение. Остается только упаковать его с помощью buildozer и загрузить на устройство.

Создаем экраны

В приложении будет два экрана: приветствия и игровой. Также будет всплывающее меню настроек. Сначала мы сделаем макеты наших виджетов в .kv-файле, а потом напишем соответствующие классы Python.

Внешняя оболочка

PlaygroundScreen содержит только игровое поле:

<PlaygroundScreen>:
    game_engine: playground_widget_id

    Playground:
        id: playground_widget_id

Основной экран будет состоять из трех встроенных виджетов: название приложения, кнопки запуска игры и кнопки вызывающая меню настроек:

<WelcomeScreen>
    AnchorLayout:
        anchor_x: "center"

        BoxLayout:
            orientation: "vertical"
            size_hint: (0.5, 1)
            spacing: 10

            Label:
                size_hint_y: .4
                text: "Ouroboros"
                valign: "bottom"
                bold: True
                font_size: 50
                padding: 0, 0

            AnchorLayout:
                anchor_x: "center"
                size_hint_y: .6

                BoxLayout:
                    size_hint: .5, .5
                    orientation: "vertical"
                    spacing: 10

                    Button:
                        halign: "center"
                        valign: "middle"
                        text: "Play"

                    Button:
                        halign: "center"
                        valign: "middle"
                        text: "Options"

Всплывающее окно будет занимать ¾ экрана приветствия. Оно будет содержать виджеты, необходимые для установки параметров, и кнопку «Сохранить».

Подготовим макет:

<OptionsPopup>
    title: "Options"
    size_hint: .75, .75

    BoxLayout:
        orientation: "vertical"
        spacing: 20

        GridLayout:
            size_hint_y: .8
            cols: 2

        AnchorLayout:
            anchor_x: "center"
            size_hint: 1, .25

            Button:
                size_hint_x: 0.5
                text: "Save changes"
                on_press: root.dismiss()

Классы

На экране приветствия требуется только метод show_popup(), который будет вызываться при нажатии кнопки настроек на главном экране. Нам не нужно определять что-либо еще для кнопки включения игры, потому что она будет использовать способность своего родителя обращаться к диспетчеру экрана:

class WelcomeScreen(Screen):
    options_popup = ObjectProperty(None)

    def show_popup(self):
        # Создаем экземпляр всплывающего окна и отображаем на экране
        self.options_popup = OptionsPopup()
        self.options_popup.open()

Теперь нужно сделать так, чтоб экран приветствия показывался при запуске игры, а игра начиналась только тогда, когда будет показано игровое поле:

class PlaygroundScreen(Screen):
    game_engine = ObjectProperty(None)

    def on_enter(self):
        # Показываем экран и начинаем игру
        self.game_engine.start()

Также нам нужно подготовить класс окна настроек, иначе привязка будет работать не правильно:

class OptionsPopup(Popup):
    pass

Теперь добавим ScreenManager в приложение и зарегистрируем два экрана:

class SnakeApp(App):
    screen_manager = ObjectProperty(None)

    def build(self):
        # Объявление SkreenManager как свойства класса
        SnakeApp.screen_manager = ScreenManager()

        # Создание экземплров экранов
        ws = WelcomeScreen(name="welcome_screen")
        ps = PlaygroundScreen(name="playground_screen")

        # Регистрация экранов в SkreenManager
        self.screen_manager.add_widget(ws)
        self.screen_manager.add_widget(ps)

        return self.screen_manager

Теперь нужно сказать кнопкам, что делать, когда на них нажимают:

<WelcomeScreen>
...
                    Button:
...
                        on_press: root.manager.current = "playground_screen"

                    Button:
...
                        on_press: root.show_popup()

<OptionsPopup>
...
            Button:
...
                on_press: root.dismiss()

После проигрыша нужно возвращаться обратно на экран приветствия:

class Playground(Widget):
...
    def update(self, *args):
...
        # Проверяем проигрыш
        # Если это произошло,
        # показываем экран приветствия
        if self.is_defeated():
            self.reset()
            SnakeApp.screen_manager.current = "welcome_screen"
            return
…

Добавляем настройки

У нас будет всего два параметра:

  1. Включение/отключение границ. Если границы включены, при выхождении змеи за пределы экрана засчитывается проигрыш. Если границы выключены, змея будет появляться на другой стороне, если выходит за пределы.
  2. Скорость змеи.

Добавляем необходимые виджеты во всплывающее окно:

<OptionsPopup>
    border_option_widget: border_option_widget_id
    speed_option_widget: speed_option_widget_id
    
    title: "Options"
    size_hint: .75, .75

    BoxLayout:
        orientation: "vertical"
        spacing: 20

        GridLayout:
            size_hint_y: .8
            cols: 2

            Label:
                text: "Borders"  
                halign: "center"

            Switch:
                id: border_option_widget_id

            Label: 
                text: "Game speed"
                halign: "center"

            Slider:
                id: speed_option_widget_id
                max: 10
                min: 1
                step: 1
                value: 1

Теперь подготовим классы, чтобы они могли изменяться вместе с настройками. Если границы включены, будем рисовать очертание игрового поля. Также добавим возможность изменения частоты обновления:

class Playground(Widget):
...
    # Пользовательские настройки
    start_speed = NumericProperty(1)
    border_option = BooleanProperty(False)
...
    #Игровые переменные
...
    start_time_coeff = NumericProperty(1)
    running_time_coeff = NumericProperty(1)
...
    def start(self):
        # Если границы включены, рисуем прямоугольник вокруг поля
        if self.border_option:
            with self.canvas.before:
                Line(width=3.,
                     rectangle=(self.x, self.y, self.width, self.height))

        # Вычисляем коэффициент изменения частоты обновления игры
        # (по умолчанию 1.1, максимальный 2)
        self.start_time_coeff += (self.start_speed / 10)
        self.running_time_coeff = self.start_time_coeff
...
    def reset(self):
        # Сбрасываем игровые переменные
...
        self.running_time_coeff = self.start_time_coeff
...
    def is_defeated(self):
...
        # Если змея вышла за границы, которые были включены -- поражение
        if self.border_option:
            if snake_position[0] > self.col_number \
                    or snake_position[0] < 1 \
                    or snake_position[1] > self.row_number \
                    or snake_position[1] < 1:
                return True

        return False

    def handle_outbound(self):
        """
        Используется для перемещения змеи на противоположную сторону
        (только если границы выключены)
        """
        position = self.snake.get_position()
        direction = self.snake.get_direction()

        if position[0] == 1 and direction == "Left":
            self.snake.tail.add_block(list(position))
            self.snake.set_position([self.col_number + 1, position[1]])
        elif position[0] == self.col_number and direction == "Right":
            self.snake.tail.add_block(list(position))
            self.snake.set_position([0, position[1]])
        elif position[1] == 1 and direction == "Down":
            self.snake.tail.add_block(list(position))
            self.snake.set_position([position[0], self.row_number + 1])
        elif position[1] == self.row_number and direction == "Up":
            self.snake.tail.add_block(list(position))
            self.snake.set_position([position[0], 0])

    def update(self, *args):
...
        # Изменяем частоту появления фрукта
        if self.turn_counter == 0:
...
            Clock.schedule_interval(
                self.fruit.remove, self.fruit_rythme / self.running_time_coeff)
        elif self.turn_counter == self.fruit.interval:
...
            Clock.schedule_interval(
                self.pop_fruit, self.fruit_rythme / self.running_time_coeff)

        # Проверяем, пересечение змеей границ
        # если пересекает -- переносим на противоположную сторону
        if not self.border_option:
            self.handle_outbound()
...
        # Проверяем готовность фрукта
        if self.fruit.is_on_board():
            if self.snake.get_position() == self.fruit.pos:
...
                self.running_time_coeff *= 1.05
...
        Clock.schedule_once(self.update, 1 / self.running_time_coeff)

Изменим всплывающее окно так, чтобы оно могло передавать значения:

class OptionsPopup(Popup):
    border_option_widget = ObjectProperty(None)
    speed_option_widget = ObjectProperty(None)

    def on_dismiss(self):
        Playground.start_speed = self.speed_option_widget.value
        Playground.border_option = self.border_option_widget.active

Готово. Теперь можно упаковать проект и играть:

buildozer android debug # Создает apk-файл в папке ./bin
 
buildozer android debug deploy # Установка на Android-устройство

Перевод статьи «Make a Snake game for Android written in Python»