介绍

我的儿子纳特患有自闭症。他喜欢看熟悉的地方、事物和人物的照片。我们买了一台数码相机，这样我们就可以拍摄尽可能多的日常事物照片，而无需担心胶卷和冲洗的成本和麻烦。纳特的品味很难预测，所以我们可能会拍摄一个肯定会让他高兴的主题，但却发现他对它们根本没有兴趣。我们希望在拍照时能够广泛撒网，以确保捕捉到他会感兴趣的图像。

一旦有了相机，我们就拍摄了数百张照片，并教纳特如何在电脑上使用名为 ThumbsPlus 的现成图像查看器浏览它们。然而，在观看纳特翻阅照片时，我注意到了一些事情：一旦他熟悉了照片的顺序，他就会点击照片，好像点击的位置很重要。图像查看器并不在意：点击图片上的任何位置都会显示下一张图片。但是，如果纳特知道下一张照片是当前照片左侧的事物，他就会点击图像的左侧。如果他知道下一张照片是通过图片右侧的门，他就会点击门。他玩过许多儿童冒险游戏，例如 Pajama Sam，并且了解这种导航方式。即使在不使用该导航方式的程序中，他也开始像它使用了该导航方式一样使用它。

所以我想，为什么不做一款以他喜欢的方式工作的图像查看器呢？为什么不编写一个程序，让我能够从我们的生活中构建图片环境，并让纳特以他想要的方式在其中导航呢？

纳特世界中的 1500 多张图像之一。用户界面只是一组方向光标（靠近中心） 放大

选择 Python

我以前使用 Python 进行小型脚本项目，并且喜欢它快速启动的感觉。它将为我提供一个可塑的环境，用于试验功能，以查看纳特会发现什么有趣。虽然这是一个仅供我儿子使用的家庭项目，但它与更大、本应更严肃的项目存在相同的问题：需求不明确、客户不可预测以及开发人员资源有限。在选择开发工具时，我最关心的是我的生产力。由于这是“下班后”的工作，我的时间和注意力会分散，我希望能够专注于用户体验，而不是构建环境、内存管理等。

我寻找了现有的软件，并在 pygame (www.pygame.org) 上找到了许多有趣的示例。Pygame 提供了我需要的用于图像操作和显示管理的所有功能，并且那里有一些现有的项目提供了有用的示例。Pyzzle 几乎提供了我需要的东西，但在内部组织方面不如我希望的那么好，无法快速试验新功能。

实施

我使用现有示例来指导我对 pygame 的使用，为我的程序创建了一个新的框架。我的程序，我简单地命名为“纳特的世界”，将提供一个虚拟的世界供探索。它的工作方式将符合纳特的期望，提供一个类似于《神秘岛》等游戏的简单探索环境；点击屏幕左侧会向左转，点击中心会向前移动，依此类推。

最简单地说，整个环境只是一组节点，每个节点都有一个要显示的图像，以及一个要导航到的其他连接节点的列表。世界上的一个物理位置由多个节点表示，每个节点对应一个面朝的方向。这些节点合在一起称为“地点”。随着时间的推移，此模型被扩展以向环境中添加功能，但此简单模型使我得以启动。Python 为我构建 Node 类提供了清晰的面向对象基础，而 pygame 提供了显示图像、创建光标和收集输入的基元。

最大的挑战之一是在组织世界描述的方式之间做出决定。一方面，我可以为世界的结构创建一个描述性语言，并编写一个解释器来读取描述并构建游戏将运行的内存结构。这将是一项相当大的工作，并且需要我正式化世界中可能出现的所有结构。这也意味着在我获得纳特可以实际使用的东西之前会有更长的延迟。另一方面，我可以直接使用 Python 语句来直接构建结构。这将是繁琐且容易出错的。

作为一个方便的中间地带，我使用 Python 语句来构建世界，但大量使用了实用函数和类，为常见结构提供了快捷方式。例如，我的图像都存储在按日期命名的目录中，并且我必须为每个节点输入一个图像文件名。ImgShortcut 类使这变得简单。定义__call__方法允许我使用 Python 的语法来获得我想要的效果

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

另一个示例是，世界上的许多地点共享相同的四节点结构：一个用于北视图，一个用于西视图，依此类推。使用 Python 的关键字参数语法，我能够编写一个函数来构建这种常见的地点类型

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)

第一个参数是新节点的基本名称（节点名称是通过附加“:n”、“:w”等来创建的）。其余参数由关键字指定：ni 是北节点的图像名称，n 是北方的节点；wi 是西节点的图像，w 是西方的节点，依此类推。现在，我可以使用简单的速记语法来创建一个地点

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

由于使用了关键字语法，我可以省略不适用于特定地点的参数。现在我有一种几乎是声明性的语法，它对于创建常见结构很方便，而无需为新的迷你语言编写解释器。而且，如果我遇到需要完整 Python 的不寻常情况，我可以随时使用它。

世界和支持它的程序并行增长。当我想到新的地点结构的想法时，我会编写新的实用函数（如 nesw()）来轻松创建它们。我可以观看纳特玩游戏，看看他希望它做什么，并快速添加功能。Python 的许多功能（解释代码、面向对象、垃圾回收、列表和字典）都支持这种快速周转。

Node 类被扩展和子类化以创建新的节点类型。例如，我添加了一个 MenuNode 子类来处理屏幕上的目的地菜单。这允许点击汽车，然后选择您想开车去哪里。添加了节点之间的过渡，以使效果更加令人愉悦。点击立体声音响会产生一个要播放的歌曲菜单（当然，通过 pygame）。

结果

此时，源代码的总大小约为 1400 行代码，加上 1300 行描述世界的代码，目前有 1500 多个节点。

当我向朋友展示纳特的世界时，他们总是谈论如果我能为其他人提供类似的东西会多么棒。我考虑过编写一个 WorldBuilder 应用程序。它将允许非技术人员使用 GUI 来浏览图像，并将它们连接到节点世界中。这将是一个很好的构建项目，也是一个更好的拥有项目，因为我自己可以使用它来扩展纳特的世界。我不知道我是否会有时间和精力在业余时间构建这样的东西，但如果我这样做，我知道 Python 将是胜任这项工作的工具。

关于作者

Ned Batchelder 是马萨诸塞州布鲁克林的软件工程师。他的妻子和三个儿子都喜欢玩纳特的世界。他的网站是 https://www.nedbatchelder.com。