Arquivo com o esqueleto do tutorial

Hello World!

Bem-vinda ao Tutorial do Flappy Bird das Pyladies! Estamos felizes em vê-la aqui :) Este tutorial é uma pequena viagem pelo mundo da programação. Vamos entender um pouco como os programas que governam nossos computadores funcionam usando um método muito direto: criando nosso primeiro programa de computador!

Como todas as coisas desconhecidas, isto vai ser uma aventura - mas não se preocupe! Já que você teve coragem para estar aqui, você vai ficar bem :)

Flappy Bird

Neste tutorial, vamos criar um joguinho estilo Flappy Bird e aprender o suficiente de programação para que você tenha independência para modificar o jogo e consiga criar outros joguinhos diferentes do zero. A notícia boa é que com apenas alguns poucos conceitos, podemos criar uma infinidade de novos jogos, programas de computador, websites etc. Conhecer os blocos básicos da programação nos leva bem longe. É lógico que nem sempre é fácil: programação é um desafio constante e mesmo programadores e programadoras experientes de vez em quando encontram dificuldades inesperadas, ou pegam becos sem saída, abordagens mal planejadas, etc. Esses obstáculos fazem parte da diversão e são como um quebra-cabeça: se for muito fácil e previsível, logo perdemos o interesse.

Nosso tutorial segue um caminho um pouco diferente de outros tutoriais de programação. Isso porque não vamos montar nosso Flappy Bird da base até o topo. A abordagem é inversa: começamos com um módulo que possui uma versão completa do jogo e vamos abrir, desmontar, entender e, aos poucos, substituir cada pedaço por código que nós mesmas criamos. No fim do tutorial, sobrará apenas o nosso código e este módulo auxiliar poderá ser descartado.

No meio do caminho, vamos brincar com os parâmetros do jogo, inventar novas regras, mudar as cores e fazer todo tipo de coisa estranha. Esperamos que, ao terminar o tutorial, todas tenham o conhecimento necessário para começar um novo projeto do zero e a se desafiar. Será que você consegue fazer um jogo como o Pong do zero? Quais regras do Flappy Bird você alteraria? Pensa em outros efeitos visuais? Você tem uma idéia para criar um jogo que ninguém fez? E que tal um web site? Um aplicativo de celular? Um algoritmo de aprendizado de máquina? Enfim, o objetivo do tutorial é abrir a caixa de Pandora, o resto é com você!

Ambiente de programação

Programação é uma mistura de criatividade com técnica. Pense como faz um artista ou artesão: criatividade é muito importante, mas a técnica é necessária para usar os instrumentos corretamente e obter o efeito desejado.

O instrumento básico de um programador é o editor de código. É onde escrevemos e lemos o código dos nossos programas. Cada linguagem de programação exige algumas ferramentas adicionais. No caso do Python, precisamos de um interpretador de Python instalado na máquina. Este é um programa que lê código Python e executa as instruções encontradas. Por fim, dependendo do projeto, precisamos de instalar alguns módulos ou programas adicionais. No nosso caso, vamos instalar o Pyxel, que é uma espécie de extensão do Python (em linguagem de programador, uma "biblioteca") que permite a criação de joguinhos retrô, estilo 8-bit. (Alguém aqui já jogou Atari, ou isso é velho demais?)

Vamos à lista de recursos que devemos preparar antes de começar:

• Python 3.7+: O interpretador do Python. Precisamos instalar a versão 3.7 ou superior.
• Visual Studio Code: O editor de código. É uma escolha pessoal, mas se você não conhece nenhum editor de código, o Visual Studio Code (ou VSCode, para os íntimos), é um ótimo ponto de partida: grátis, leve, simples de usar e cheio de recursos.
• Pyxel: Biblioteca para criar joguinhos 8-bit em Python.
• Módulo auxiliar flappy.py: Módulo auxiliar que usaremos nesse tutorial. Possui a implementação completa do jogo que vamos substituir pela nossa ao longo do tutorial.
• Arquivo de imagens data.pyxres: Arquivo com as imagens em pixel art utilizadas no jogo. Possui o desenho de um passarinho, canos, nuvens, terreno etc. Podemos editar este arquivo pixel a pixel utilizando o editor de imagens que vem incluído no Pyxel.

Se você ainda não possui estes recursos instalados, siga um dos tutoriais abaixo, a depender do sistema operacional no seu computador:

• Eu uso o Windows.
• Eu uso o Linux.
• Eu sou chique e uso o MacOS.

Tutorial, Parte 1: Iniciando o jogo

Agora que temos tudo preparado, vamos começar com o nosso tutorial. O primeiro passo é criar uma pasta onde vamos guardar nosso projeto e abrir o Visual Studio Code nesta pasta. Nosso projeto começa vazio e precisamos criar um arquivo contendo o código fonte e copiar alguns arquivos auxiliares.

O primeiro passo é ir para a pasta do projeto e copiar os arquivos flappy.py e data.pyxres para a pasta do projeto. Ao lado destes dois arquivos, crie um arquivo vazio chamado jogo.py usando a função Arquivo > Novo Arquivo (ou Ctrl+N) no VSCode. Vamos abrir este arquivo e começar a trabalhar.

Executando o jogo

Abra o arquivo jogo.py e copie e cole as duas linhas abaixo:

import flappy

flappy.comecar()

A primeira linha diz para o Python importar o módulo auxiliar flappy, que irá nos ajudar ao longo deste tutorial. Já a segunda linha, flappy.comecar() manda o Python executar a função comecar definida dentro deste módulo. Em programação, uma função é uma espécie de maquininha: quando pedimos para executá-la, o computador realiza uma série de instruções ao final pode retornar um resultado ou realizar um conjunto de ações. Neste caso, a função comecar simplesmente executa o jogo.

A primeira parte deste comando, flappy.comecar representa o nome completo da função dentro do programa. Algo como sobrenome.nome da função, já que todas funções que começam com o mesmo prefixo flappy fazem parte do mesmo módulo. Já os parênteses após o nome da função dizem para o Python que queremos executá-la sem passar nenhum parâmetro adicional (os parâmetros adicionais, se existissem, ficariam entre os parênteses).

Com estas duas linhas, criamos o jogo completo. Simples, né?

Claro que não! Um programa de computador tipicamente funciona em camadas. Criamos funções que executam operações simples, depois juntamos estas funções para criar operações um pouco mais complexas, que juntamos em outras funções ainda mais elaboradas e assim por diante. No caso do nosso jogo, a flappy.comecar esconde uma enorme complexidade: esta função executa outras funções que, entre outras coisas, desenham o estado do jogo na tela, atualizam a posição dos elementos, verificam colisões, etc. A função de desenhar pode chamar outras funções responsáveis por operações mais simples como, por exemplo, desenhar somente o passarinho, ou desenhar os canos. Estas, por sua vez, podem chamar funções ainda mais fundamentais que manipulam pixels específicos na tela e interagem com o sistema operacional, placa de vídeo e outros detalhes de baixo nível.

Nós não vamos descer o buraco até o nível mais fundamental dos bits: se puxarmos o fio de qualquer programa de computador trivial, iríamos nos deparar com um conjunto imenso de milhões de linhas de código feitas por milhares de programadoras e programadores do mundo inteiro ao longo de décadas e que lidam com detalhes altamente técnicos do funcionamento da memória, processador e outros dispositivos. É muita coisa para qualquer um acompanhar! Mas vamos descer o suficiente para que as novas habilidades sejam úteis: que você consiga criar novos jogos, pensar em novos projetos e personalizar o Flappy Bird para ele funcionar exatamente do jeito que você deseja!

Podemos executar o nosso programa jogo.py diretamente no VSCode. Basta abrir um terminal clicando no menu Terminal > Novo Terminal (ou Ctrl+Shift+') e digitar a seguinte instrução: python jogo.py. Você deve ver uma janela parecida com esta:

Aproveita a chance e tenta quebrar o seu recorde do Flappy Bird ;-)

Variáveis

A função flappy.comecar analisa seu código procurando por várias dicas de personalização. Podemos redefinir funções para controlar aspectos específicos do jogo (por exemplo, como desenhamos o passarinho), mas o jeito mais simples de interagir é modificando variáveis de configuração.

Em Python, podemos criar uma variável simplesmente usando a notação <nome-da-variável> = <valor>. Assim, é possível escrever variáveis entre as linhas import flappy e flappy.comecar() e, caso o nome da variável seja reconhecido pelo módulo flappy, seu valor irá influenciar a execução do jogo.

Modifique o arquivo jogo.py para ficar mais ou menos como abaixo:

import flappy

largura_tela = 150
altura_tela = 255
gravidade = 1.0
pulo = 8.0

flappy.comecar()

Os números mostrados são os valores padrão de cada uma destas variáveis. Modifique estes números para ver o que acontece. Você verá o tamanho da tela se alterar e a gravidade funcionando de modos estranhos. As variáveis que terminam com .0 aceitam valores quebrados como, por exemplo, gravidade = 0.75 e até valores negativos. Importante: os valores da tela devem estar entre 0 e 255.

Você também pode criar a variável que quiser no programa, (ex.: numero_preferido = 42), mas, a não ser que a variável tenha um nome reconhecido pelo módulo flappy, ela ainda não terá efeito algum. Existem algumas pequenas limitações a respeito do nome. Nomes válidos de variáveis podem conter letras, números e o "underscore" _. Um nome também não pode começar com um número ou conter espaços ou hífens em qualquer posição.

Dica: o lado direito de uma definição de variável pode ser uma expressão matemática como, por exemplo, pulo = 16 / 2. O Python reconhece as 4 operações fundamentais e outras operações um pouco mais avançadas como exponenciação, resto da divisão, entre outras.

Tutorial, Parte 2: Desenhando na tela

Ao calibrar os valores das variáveis, podemos controlar apenas alguns aspectos básicos do jogo. Agora é hora de abrir o brinquedo, ver o que tem dentro e mexer nas engrenagens. Vamos começar com a primeira função importante, que é desenhar os elementos do jogo na tela: o céu, nuvens, o passarinho, os canos, etc.

Para fazermos isto, é necessário aprender como se cria novas funções. Com isso, vamos trocar a função responsável por pintar a tela pela nossa própria versão personalizada. Vimos que para chamar uma função, basta escrever o nome da mesma e abrir e fechar um parênteses no final (como em flappy.comecar()).

O módulo flappy entende que se você criar uma função chamada desenhar, ele irá utilizá-la ao invés de usar a versão padrão desta função. Podemos testar essa idéia definindo a variável desenhar = None no nosso código. O valor especial None (que "nulo/nada" em português) representa situações onde queremos anunciar que uma determinada variável ainda não possui um valor bem definido, ou que está em um estado inválido ou inconsistente. No nosso caso, se falarmos que a função desenhar é nula, estamos pedindo para o módulo flappy não fazer nada quando esta função for chamada. Coloque a linha desenhar = None antes de iniciar o jogo e você verá que a tela permanece preta!

Talvez este último experimento não tenha sido muito útil, mas no espírito de desmontar o brinquedo e depois colocar as peças