介紹

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，這樣我們就可以拍攝儘可能多的日常事物照片，而無需擔心膠捲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個肯定會讓他高興的主題，但卻發現他對它們根本沒有興趣。我們希望在拍照時能夠廣泛撒網，以確保捕捉到他會感興趣的影像。

一旦有了相機，我們就拍攝了數百張照片，並教納特如何在電腦上使用名為 ThumbsPlus 的現成影像檢視器瀏覽它們。然而，在觀看納特翻閱照片時，我注意到了一些事情：一旦他熟悉了照片的順序，他就會點選照片，好像點選的位置很重要。影像檢視器並不在意：點選圖片上的任何位置都會顯示下一張圖片。但是，如果納特知道下一張照片是當前照片左側的事物，他就會點選影像的左側。如果他知道下一張照片是透過圖片右側的門，他就會點選門。他玩過許多兒童冒險遊戲，例如 Pajama Sam，並且瞭解這種導航方式。即使在不使用該導航方式的程式中，他也開始像它使用了該導航方式一樣使用它。

所以我想，為什麼不做一款以他喜歡的方式工作的影像檢視器呢？為什麼不編寫一個程式，讓我能夠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？

納特世界中的 1500 多張影像之一。使用者介面只是一組方向游標（靠近中心） 放大

選擇 Python

我以前使用 Python 進行小型指令碼專案，並且喜歡它快速啟動的感覺。它將為我提供一個可塑的環境，用於試驗功能，以檢視納特會發現什麼有趣。雖然這是一個僅供我兒子使用的家庭專案，但它與更大、本應更嚴肅的專案存在相同的問題：需求不明確、客戶不可預測以及開發人員資源有限。在選擇開發工具時，我最關心的是我的生產力。由於這是“下班後”的工作，我的時間和注意力會分散，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。

我尋找了現有的軟體，並在 pygame (www.pygame.org) 上找到了許多有趣的示例。Pygame 提供了我需要的用於影像操作和顯示管理的所有功能，並且那裡有一些現有的專案提供了有用的示例。Pyzzle 幾乎提供了我需要的東西，但在內部組織方面不如我希望的那麼好，無法快速試驗新功能。

實施

我使用現有示例來指導我對 pygame 的使用，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”，將提供一個虛擬的世界供探索。它的工作方式將符合納特的期望，提供一個類似於《神秘島》等遊戲的簡單探索環境；點選螢幕左側會向左轉，點選中心會向前移動，依此類推。

最簡單地說，整個環境只是一組節點，每個節點都有一個要顯示的影像，以及一個要導航到的其他連線節點的列表。世界上的一個物理位置由多個節點表示，每個節點對應一個面朝的方向。這些節點合在一起稱為“地點”。隨著時間的推移，此模型被擴充套件以向環境中新增功能，但此簡單模型使我得以啟動。Python 為我構建 Node 類提供了清晰的面向物件基礎，而 pygame 提供了顯示影像、建立游標和收集輸入的基元。

最大的挑戰之一是在組織世界描述的方式之間做出決定。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將執行的記憶體結構。這將是一項相當大的工作，並且需要我正式化世界中可能出現的所有結構。這也意味著在我獲得納特可以實際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 語句來直接構建結構。這將是繁瑣且容易出錯的。

作為一個方便的中間地帶，我使用 Python 語句來構建世界，但大量使用了實用函式和類，為常見結構提供了快捷方式。例如，我的影像都儲存在按日期命名的目錄中，並且我必須為每個節點輸入一個影像檔名。ImgShortcut 類使這變得簡單。定義__call__方法允許我使用 Python 的語法來獲得我想要的效果

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

另一個示例是，世界上的許多地點共享相同的四節點結構：一個用於北檢視，一個用於西檢視，依此類推。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 是北節點的影像名稱，n 是北方的節點；wi 是西節點的影像，w 是西方的節點，依此類推。現在，我可以使用簡單的速記語法來建立一個地點

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

由於使用了關鍵字語法，我可以省略不適用於特定地點的引數。現在我有一種幾乎是宣告性的語法，它對於建立常見結構很方便，而無需為新的迷你語言編寫直譯器。而且，如果我遇到需要完整 Python 的不尋常情況，我可以隨時使用它。

世界和支援它的程式並行增長。當我想到新的地點結構的想法時，我會編寫新的實用函式（如 nesw()）來輕鬆建立它們。我可以觀看納特玩遊戲，看看他希望它做什麼，並快速新增功能。Python 的許多功能（解釋程式碼、面向物件、垃圾回收、列表和字典）都支援這種快速週轉。

Node 類被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，然後選擇您想開車去哪裡。添加了節點之間的過渡，以使效果更加令人愉悅。點選立體聲音響會產生一個要播放的歌曲選單（當然，透過 pygame）。

結果

此時，原始碼的總大小約為 1400 行程式碼，加上 1300 行描述世界的程式碼，目前有 1500 多個節點。

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提供類似的東西會多麼棒。我考慮過編寫一個 WorldBuilder 應用程式。它將允許非技術人員使用 GUI 來瀏覽影像，並將它們連線到節點世界中。這將是一個很好的構建專案，也是一個更好的擁有專案，因為我自己可以使用它來擴充套件納特的世界。我不知道我是否會有時間和精力在業餘時間構建這樣的東西，但如果我這樣做，我知道 Python 將是勝任這項工作的工具。

關於作者

Ned Batchelder 是馬薩諸塞州布魯克林的軟體工程師。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。