引言

我的兒子納特患有自閉症。他喜歡看熟悉的地方、事物和人物的照片。我們買了一臺數碼相機，這樣我們就可以隨心所欲地拍攝儘可能多的普通事物，而不必擔心膠片和沖洗的成本和麻煩。納特的品味很難預測，所以我們可能會拍攝一些肯定會讓他滿意的主題，結果卻發現他對此毫無興趣。我們希望在拍照時能夠撒一張大網，以確保捕捉到能引起他興趣的影像。

有了相機之後，我們拍了幾百張照片，並教納特如何使用一款名為 ThumbsPlus 的現成影像檢視器在電腦上瀏覽它們。然而，看著納特翻閱照片，我注意到一件事：一旦他熟悉了照片的順序，他就會點選照片，就好像他點選的位置很重要一樣。影像檢視器並不在意：在圖片上的任何點選都會顯示下一張圖片。但如果納特知道下一張圖片是當前圖片左側的一個東西，他就會點選圖片的左側。如果他知道下一張圖片是透過圖片右側的一扇門，他就會點選那扇門。他玩過許多兒童冒險遊戲，例如《睡衣山姆》，並且知道這種導航方式。即使在一個不使用這種導航風格的程式中，他也開始使用它，就好像它確實使用了。

所以我想到，為什麼不製作一個按照他的方式工作的影像檢視器呢？為什麼不編寫一個程式，讓我可以從我們的生活中構建圖片環境，並讓納特以他想要的方式在其中導航呢？

Natsworld 中超過 1500 張影像之一。使用者介面只是一組方向游標（靠近中心） 放大

選擇 Python

我以前用 Python 做過小型指令碼專案，喜歡它快速上手的特點。它將為我提供一個可塑的環境，讓我可以嘗試各種功能，看看納特會覺得什麼有趣。儘管這是一個供我兒子在家使用的專案，但它與更大、看似更嚴肅的專案有著共同的問題：需求不明確、客戶不可預測、開發人員資源有限。在選擇開發工具時，對我來說最重要的考慮是我的生產力。由於這是“下班後”的工作，我的時間和精力會很緊張，我希望能夠專注於使用者體驗，而不是構建環境、記憶體管理等等。

我尋找現有的軟體，並在 pygame (www.pygame.org) 上找到了許多有趣的例子。Pygame 提供了我進行影像處理和顯示管理所需的所有功能，而且那裡有一些現有的專案提供了有用的例子。Pyzzle 幾乎提供了我需要的東西，但內部組織不如我希望的那樣好，無法快速嘗試新功能。

實施

我使用現有的例子來指導我使用 pygame，為我的程式建立了一個新的框架。我的程式，我簡單地命名為“納特的世界”，將提供一個可供探索的虛擬世界。它將按照納特預期的方式工作，提供一個類似於 Myst 等遊戲的簡單探索環境；點選螢幕左側會讓你向左轉，點選中央會讓你向前移動，等等。

最簡單地說，整個環境只是一組節點，每個節點都有一張要顯示的影像，以及一個可以導航到的其他連線節點的列表。世界中的一個物理位置由許多節點表示，每個方向一個。這些節點統稱為一個“地點”。隨著時間的推移，這個模型被擴充套件以向環境中新增功能，但這個簡單的模型讓我開始了工作。Python 為我構建我的 Node 類提供了一個乾淨的面向物件基礎，而 pygame 則提供了顯示影像、建立游標和收集輸入的原語。

最大的挑戰之一是決定如何組織世界描述的方式。一方面，我可以為世界的結構建立一個描述性語言，並編寫一個直譯器來讀取描述並構建遊戲執行的記憶體中結構。這將是一項相當大的工作，並且需要我將世界中可能出現的所有結構形式化。這也意味著在我擁有納特實際可以使用的東西之前，會有更長的延遲。另一方面，我可以直接使用 Python 語句來構造這些結構。這將是乏味且容易出錯的。

作為一個方便的折中方案，我使用 Python 語句來構建世界，但大量使用了實用函式和類來為常見結構提供快捷方式。例如，我的所有影像都儲存在按日期命名的目錄中，我不得不為每個節點輸入一個影像檔名。ImgShortcut 類使這變得簡單。定義__call__方法讓我可以玩轉 Python 語法以達到我想要的效果。

class ImgShortcut:
    def __init__(self, fmt):
        self.fmt = fmt

    def __call__(self, arg):
        return self.fmt % (arg)

nov4 =  ImgShortcut(r'C:\img\vol3\20011104\dscf%04d.jpg')
nov10 = ImgShortcut(r'C:\img\vol3\20011110\dscf%04d.jpg')

>>> print nov4(17)
c:\img\vol3\20011104\dscf0017.jpg

再舉一個例子，世界上的許多地點都共享相同的四節點結構：一個用於北方檢視，一個用於西方檢視，等等。使用 Python 的關鍵字引數語法，我能夠編寫一個函式來構建這種常見的地點型別。

def nesw(name, **data):
    """
    Make four nodes for n, e, w, s from a location.
    Keys:
        images: ni, ei, wi, si.
        destinations: n, e, w, s.
    """
    # (code omitted)

第一個引數是新節點的基本名稱（節點名稱是透過附加“:n”、“:w”等來建立的）。其餘引數由關鍵字指定：ni 是北方節點的影像名稱，n 是北方節點；wi 是西方節點的影像，w 是西方節點，等等。現在我可以用一個簡單的簡寫語法建立一個地點。

nesw('front43',
    ni = nov4(17),
    ei = nov4(18),   e = 'allerton_hawthorne:e',
    si = nov10(381), s = 'hall:s',
    wi = nov4(16),   w = 'markliesl:w'
)

由於關鍵字語法，我可以省略不適用於特定地點的引數。現在我有一個幾乎是宣告性的語法，方便建立常見結構，而無需為一種新的小語言編寫直譯器。如果我遇到需要完整 Python 的特殊情況，它也可用。

世界及其支援程式並行發展。每當我想到新的地點結構時，我都會編寫新的實用函式，如 `nesw()`，以便輕鬆建立它們。我可以看著納特玩遊戲，瞭解他想要它做什麼，並迅速新增功能。Python 的許多功能（解釋型程式碼、面向物件、垃圾回收、列表和字典）都支援這種快速迭代。

Node 類得到了擴充套件和子類化，以建立新的節點型別。例如，我添加了一個 MenuNode 子類來處理螢幕上的目的地選單。這允許點選汽車，然後選擇您想開往哪裡。節點之間的過渡也增加了，使效果更令人愉悅。點選立體聲會彈出一個歌曲選單供播放（當然是透過 pygame）。

結果

目前，原始碼總大小約為 1400 行程式碼，加上描述世界的 1300 行程式碼，目前共有超過 1500 個節點。

當我向朋友展示《納特的世界》時，他們總是談論如果我能為其他人也製作出類似的東西會有多棒。我曾考慮過編寫一個 WorldBuilder 應用程式。它將允許非技術人員使用 GUI 瀏覽影像，並將它們連線到一個節點世界中。這將是一個不錯的專案，如果我能用它來擴充套件《納特的世界》就更好了。我不知道我是否有時間和精力在業餘時間構建這樣的東西，但如果我真的做了，我知道 Python 將是這項工作的工具。

關於作者

內德·巴切爾德是來自馬薩諸塞州布魯克萊恩的軟體工程師。他的妻子和三個兒子都喜歡玩《納特的世界》。他的網站是 https://www.nedbatchelder.com。