Окно и система координат

Прежде чем рисовать героев, нужно открыть окно и понять, в какой системе координат мы вообще находимся. Спойлер: ось Y направлена вниз, и это меняет всё.

Суть: окно Pygame — это сетка пикселей, где (0,0) в левом верхнем углу, X растёт вправо, а Y растёт ВНИЗ. Любая позиция объекта — это пара чисел (x, y) в этой сетке.

Окно игры — это просто прямоугольник из пикселей. Чтобы что-то на нём разместить, нужен адрес каждой точки. В математике в школе ось Y направлена вверх. В компьютерной графике — наоборот, вниз. Это не ошибка и не каприз: так исторически устроены экраны, которые «рисуются» сверху вниз, строчка за строчкой. Привыкнуть нужно один раз, и дальше это станет автоматическим.

Точка (0, 0) — это левый верхний угол окна. Если окно 800 на 600 пикселей, то правый нижний угол — это (799, 599). Хочешь подвинуть объект вправо — увеличиваешь x. Хочешь вниз — увеличиваешь y. Хочешь вверх (например, прыжок) — УМЕНЬШАЕШЬ y. Именно отсюда позже возьмётся «минус» в коде прыжка, и теперь ты не удивишься.

Почему это важно знать до всего остального? Потому что 90% багов новичка в графике — это «герой улетел не туда». Почти всегда причина — перепутанная ось Y или забытый угол отсчёта.

Как работает под капотом

Экран — это двумерный массив пикселей. Pygame хранит «поверхность» (Surface) как сетку, и когда ты говоришь «нарисуй прямоугольник в (100, 50)», движок закрашивает пиксели начиная с этого адреса. Вот карта координат окна:

   (0,0)                X растёт -->            (799,0)
     +----------------------------------------------+
     |  . (100,50)                                  |
  Y  |                                              |
  |  |                  . (400,300)  <- центр       |
  v  |                                              |
 рас |                                              |
 тёт |                                  . (700,500) |
     +----------------------------------------------+
   (0,599)                                    (799,599)

Чтобы найти центр окна, делим размеры пополам: при окне 800x600 центр — это (400, 300). Это пригодится постоянно: спавн героя по центру, размещение текста, расчёт расстояний.

Создание окна на pygame выглядит так (читаем, не запускаем):

import pygame
pygame.init()
WIDTH, HEIGHT = 800, 600
screen = pygame.display.set_mode((WIDTH, HEIGHT))
pygame.display.set_caption("Моя первая игра")  # заголовок окна

center_x = WIDTH // 2   # 400
center_y = HEIGHT // 2  # 300
print("Центр окна:", center_x, center_y)

А вот чистая математика координат, которую можно запустить прямо здесь. Посчитаем центр и проверим, попадает ли точка в границы окна — это пригодится, чтобы герой не «убегал» за край:

WIDTH, HEIGHT = 800, 600

def inside_window(x, y):
    return 0 <= x < WIDTH and 0 <= y < HEIGHT

center = (WIDTH // 2, HEIGHT // 2)
print("Центр окна:", center)
print("(400, 300) внутри?", inside_window(400, 300))
print("(850, 300) внутри?", inside_window(850, 300))  # вышли за правый край
print("(100, -5) внутри?", inside_window(100, -5))    # вышли вверх

Перевод между «школьными» и «экранными» координатами

Иногда удобнее думать в привычной математической системе, где Y растёт вверх, например при расчёте траектории снаряда. В этом случае держи логику в «школьных» координатах, а при отрисовке переводи: экранный_y равен высоте_окна минус математический_y. Этот единственный пересчёт на границе отрисовки избавляет от путаницы внутри расчётов. Такой приём — отделить «мир» от «экрана» — используют даже в больших движках, и называется он преобразованием координат.

Полезно сразу привыкнуть мыслить не пикселями, а долями окна. Если разместить кнопку в точке (WIDTH * 0.5, HEIGHT * 0.8), она останется внизу по центру при любом размере окна. А вот жёсткое (400, 480) сломается, стоит сменить разрешение. Этот принцип — относительное позиционирование — особенно важен, когда твою игру запустят на экранах разного размера. Привыкай считать всё от WIDTH и HEIGHT, и твой интерфейс будет «резиновым» бесплатно.

Частые ошибки

Думать, что Y растёт вверх — и удивляться, почему «вверх» уводит объект вниз.
Забыть, что отсчёт с нуля — у окна 800px последний пиксель имеет индекс 799, а не 800.
Хардкодить 400 и 300 вместо WIDTH//2 — поменяешь размер окна, и всё развалится.

Best practices

Заводи константы WIDTH и HEIGHT в начале файла и считай всё относительно них.
Запоминай правило: меньше Y — выше на экране, больше Y — ниже.
Давай окну осмысленный заголовок через set_caption — мелочь, а выглядит профессионально.

Итог: окно — это сетка пикселей с началом в левом верхнем углу и осью Y, направленной вниз. Теперь у нас есть «адреса» для всего, что мы будем рисовать.