Allophysique

IHM python Cours

Interface Homme-Machine en Python avec Pygame

Durée : 1 heure
Objectif : Comprendre les bases des interfaces graphiques et du paradigme événementiel pour préparer la création d’un jeu type escape game/RPG

Introduction aux Interfaces Homme-Machine (lecture 10 min)

Qu’est-ce qu’une Interface Homme-Machine (IHM) ?

Une Interface Homme-Machine est le moyen de communication entre un utilisateur et un programme informatique. C’est tout ce qui permet à l’utilisateur d’interagir avec le logiciel et de recevoir des informations en retour.

Exemples du quotidien :

  • Les applications sur smartphone (boutons, gestes tactiles)
  • Les sites web (menus, formulaires, boutons)
  • Les jeux vidéo (interfaces de jeu, menus)
  • Les logiciels de bureautique (barres d’outils, fenêtres)

Les deux grands types d’interfaces

CLI - Command Line Interface (Interface en ligne de commande)

  • L’utilisateur tape des commandes textuelles
  • Le programme répond avec du texte
  • Exemple : le terminal, les programmes Python simples avec input()
# Exemple CLI classique
nom = input("Quel est votre nom ? ")
print(f"Bonjour {nom} !")

Avantages : Simple à programmer, précis, rapide pour les utilisateurs expérimentés
Inconvénients : Peu intuitif, courbe d’apprentissage élevée

GUI - Graphical User Interface (Interface graphique)

  • L’utilisateur interagit avec des éléments visuels (boutons, images, icônes)
  • Le programme répond visuellement
  • Exemple : les jeux vidéo, les applications modernes

Avantages : Intuitif, accessible, visuellement attractif
Inconvénients : Plus complexe à programmer

Le paradigme événementiel (lecture 15 min)

Du séquentiel à l’événementiel

Programmation séquentielle (ce que vous connaissez)

Le programme s’exécute ligne par ligne, de haut en bas, de manière prévisible.

# Exemple séquentiel
print("Début du programme")
x = 5
y = 10
resultat = x + y
print(f"Résultat : {resultat}")
print("Fin du programme")

Le programme se termine après la dernière ligne.

Programmation événementielle (nouveau paradigme)

Le programme reste en attente et réagit aux actions de l’utilisateur.

# Pseudo-code événementiel
while programme_actif:
    evenement = attendre_action_utilisateur()
    
    if evenement == "clic_souris":
        traiter_clic()
    elif evenement == "touche_clavier":
        traiter_touche()
    elif evenement == "fermeture_fenetre":
        programme_actif = False

Le programme ne se termine que lorsque l’utilisateur décide de le fermer.

Les événements

Un événement est une action effectuée par l’utilisateur (ou par le système) que le programme peut détecter et traiter.

Types d’événements courants :

  • MOUSEBUTTONDOWN : L’utilisateur clique avec la souris
  • MOUSEBUTTONUP : L’utilisateur relâche le bouton de la souris
  • MOUSEMOTION : L’utilisateur déplace la souris
  • KEYDOWN : L’utilisateur appuie sur une touche du clavier
  • KEYUP : L’utilisateur relâche une touche
  • QUIT : L’utilisateur ferme la fenêtre

Schéma de la boucle événementielle

┌─────────────────────────────────┐
│   Initialisation du programme   │
└────────────┬────────────────────┘
             │
             ▼
┌────────────────────────────────┐
│    BOUCLE PRINCIPALE (infinie) │◄───┐
├────────────────────────────────┤    │
│  1. Récupérer les événements   │    │
│  2. Traiter chaque événement   │    │
│  3. Mettre à jour la logique   │    │
│  4. Dessiner à l'écran         │    │
│  5. Rafraîchir l'affichage     │────┘
└────────────┬───────────────────┘
             │
             ▼ (si événement QUIT)
┌────────────────────────────────┐
│      Fermeture propre          │
└────────────────────────────────┘

Introduction à Pygame (lecture 20 min)

Pourquoi Pygame ?

Pygame est une bibliothèque Python spécialement conçue pour créer des jeux 2D et des applications graphiques interactives.

Avantages :

  • Facile à apprendre pour les débutants
  • Gestion simplifiée des graphismes, sons et événements
  • Grande communauté et nombreux tutoriels
  • Idéal pour des jeux 2D, prototypes et projets éducatifs

Installation :

pip install pygame

Structure minimale d’un programme Pygame

Voici le squelette de base que vous utiliserez pour tous vos projets Pygame :

import pygame

# ============================================
# INITIALISATION
# ============================================
pygame.init()

# Création de la fenêtre
LARGEUR = 600
HAUTEUR = 600
screen = pygame.display.set_mode((LARGEUR, HAUTEUR))
pygame.display.set_caption("Mon premier programme Pygame")

# Horloge pour contrôler les FPS (images par seconde)
clock = pygame.time.Clock()

# Variable de contrôle de la boucle
running = True

# ============================================
# BOUCLE PRINCIPALE
# ============================================
while running:
    # 1. GESTION DES ÉVÉNEMENTS
    for event in pygame.event.get():
        if event.type == pygame.QUIT:
            running = False
    
    # 2. LOGIQUE DU JEU: 
    # (mise à jour des positions, calculs, etc.)
    
    # 3. AFFICHAGE: 
    screen.fill((0, 0, 0))  # Efface l'écran avec du noir
    
    # Dessiner vos éléments ici
    
    pygame.display.flip()  # Met à jour l'affichage
    
    # 4. CONTRÔLE DU FRAMERATE
    clock.tick(60)  # 60 images par seconde

# ============================================
# FERMETURE PROPRE
# ============================================
pygame.quit()

Explication détaillée des éléments clés

Initialisation de Pygame

pygame.init()

Cette ligne initialise tous les modules de Pygame. Elle doit toujours être appelée au début.

Création de la fenêtre

screen = pygame.display.set_mode((LARGEUR, HAUTEUR))

Crée une fenêtre de dimensions LARGEUR × HAUTEUR pixels. L’objet screen représente la surface d’affichage principale.

exemple: pygame.display.set_mode((600, 600))

exemple: pygame.display.set_mode((600, 600))

L’horloge

clock = pygame.time.Clock()
# ... plus tard dans la boucle
clock.tick(60)

L’horloge contrôle la vitesse du jeu. clock.tick(60) limite le programme à 60 images par seconde (FPS), rendant le jeu fluide et cohérent sur différentes machines.

La boucle de jeu

while running:

C’est le cœur du programme. Tant que running est True, le programme continue. Cette boucle s’exécute environ 60 fois par seconde.

Gestion des événements

import pygame

(...)

for event in pygame.event.get():
    if event.type == pygame.QUIT:
        running = False

pygame.event.get() récupère tous les événements qui se sont produits depuis la dernière itération. On parcourt cette liste et on réagit selon le type d’événement.

D’autres evenements utiles:

# retourne True si le bouton souris est appuyé
event.type == pygame.MOUSEBUTTONDOWN

# True si le bouton est relaché
event.type == pygame.MOUSEBUTTONUP

Remplissage de l’écran

screen.fill((0, 0, 0))

Efface l’écran en le remplissant d’une couleur. Les couleurs en Pygame sont des tuples RGB : (Rouge, Vert, Bleu) avec des valeurs de 0 à 255.

Exemples :

  • (0, 0, 0) = noir
  • (255, 255, 255) = blanc
  • (255, 0, 0) = rouge
  • (0, 255, 0) = vert
  • (0, 0, 255) = bleu

Rafraîchissement de l’affichage

pygame.display.flip()

Met à jour tout l’écran avec ce qui a été dessiné. Sans cette ligne, rien ne s’affichera !

Exemple complet n°1: Fenêtre avec changement de couleur au clic

import pygame
import random

pygame.init()
screen = pygame.display.set_mode((800, 600))
pygame.display.set_caption("Changer la couleur au clic")
clock = pygame.time.Clock()

# Couleur de fond initiale
couleur_fond = (50, 50, 100)
running = True

while running:
    for event in pygame.event.get():
        if event.type == pygame.QUIT:
            running = False
        
        # Détecter un clic de souris
        if event.type == pygame.MOUSEBUTTONDOWN:
            # Changer la couleur aléatoirement
            couleur_fond = (random.randint(0, 255),
                           random.randint(0, 255),
                           random.randint(0, 255))
    
    # Remplir l'écran avec la couleur actuelle
    screen.fill(couleur_fond)
    
    pygame.display.flip()
    clock.tick(60)

pygame.quit()

Exercice mental : Que se passe-t-il si vous cliquez plusieurs fois?

Éléments pour votre projet (lecture 10 min)

Pour créer votre escape game/RPG, vous aurez besoin de maîtriser ces éléments :

Afficher une image de fond

# Chargement d'une image
image_fond = pygame.image.load("fond_salle.png")

# Dans la boucle, affichage de l'image
screen.blit(image_fond, (0, 0))  # (0, 0) = position en haut à gauche

Note importante : Le système de coordonnées dans Pygame :

(0, 0) ──────► X (largeur)
  │
  │
  │
  ▼
  Y (hauteur)

Le point (0, 0) est en haut à gauche de l’écran !

Afficher une image à une certaine position

  • placer une figure rectangle

La fonction pygame.draw.rect(screen, color, (x, y, width, height)) dessine un rectangle. (x, y, width, height) est un tuple Python.

x et y sont les coordonnées du coin supérieur gauche. width et height sont la largeur et la hauteur du rectangle:

RED = (255,0,0)
# Dessiner
pygame.draw.rect(screen, RED, (170, 140, 60, 120))

Exemple complet n°2

import pygame
 
RED = (255, 0, 0)
pygame.init()
h,w = 400,400
screen = pygame.display.set_mode((w, h))
stop = False

while not stop:
    for event in pygame.event.get():
        if event.type == pygame.QUIT:
            stop = True

    pygame.draw.rect(screen, RED, (170, 140, 60, 120))
    pygame.display.flip()
 
pygame.quit()
  • placer une image rectangle (porte)

Pour cet exemple, télécharger les images:

# Chargement image
door = pygame.image.load("door1.png")
# Dessiner
screen.blit(door, (170, 140))

Exemple complet n°3

import pygame

pygame.init()
h,w = 400,400
screen = pygame.display.set_mode((w, h))
# Chargement image
door = pygame.image.load("door1.png")
# Dessiner
screen.blit(door, (170, 140))
stop = False

while not stop:
    for event in pygame.event.get():
        if event.type == pygame.QUIT:
            stop = True

    pygame.display.flip()
 
pygame.quit()
quit()

Détecter un clic sur une zone précise

cliquer:

# Dans la boucle d'événements
if event.type == pygame.MOUSEBUTTONDOWN:
    x, y = event.pos  # Position du clic
    
    # Vérifier si le clic est dans une zone rectangulaire
    # Zone de l'objet : x entre 100 et 200, y entre 150 et 250
    if 100 <= x <= 200 and 150 <= y <= 250:
        print("Vous avez cliqué sur l'objet !")

relacher:

# Dans la boucle d'événements
if event.type == pygame.MOUSEBUTTONUP:
    x, y = event.pos  # Position du clic
    
    # Vérifier si le clic est dans une zone rectangulaire
    # Zone de l'objet : x entre 100 et 200, y entre 150 et 250
    if 100 <= x <= 200 and 150 <= y <= 250:
        print("Vous avez relaché le bouton !")

Exemple complet n°4

import pygame
 
RED = (255, 0, 0)
BLUE =(0,0,255)
pygame.init()
h,w = 400,400
screen = pygame.display.set_mode((w, h))
pygame.draw.rect(screen, RED, (170, 140, 60, 120))
stop = False

while not stop:
    for event in pygame.event.get():
        if event.type == pygame.QUIT:
            stop = True
        if event.type == pygame.MOUSEBUTTONDOWN:
            x, y = event.pos
            if 170 <= x <= 230 and 140 <= y <= 260:
                print("Vous avez cliqué sur l'objet !")
        if event.type == pygame.MOUSEBUTTONUP:
            x, y = event.pos
            if 170 <= x <= 230 and 140 <= y <= 260:
                print("Vous avez relaché le bouton !")      
    pygame.display.flip()
 
pygame.quit()

Exercice 1: Créer un programme complet qui permet de changer la couleur de la porte lorsque l’on clique sur celle-ci (et que l’on maintient appuyé), mais qui remet la première couleur lorsque l’on relâche le bouton:

Exercice 2: Créer un programme qui permet de changer la couleur de la porte lorsque l’on clique sur celle-ci. Il faudra à nouveau cliquer sur la porte pour retrouver la couleur d’origine.

Detecter un clic sur un objet

Méthode : Utilisez pygame.Rect pour créer un calque rectangle:

# Définir un rectangle pour l'objet
objet_rect = pygame.Rect(100, 150, 100, 100)  # x, y, largeur, hauteur

# Dans la boucle d'événements
if event.type == pygame.MOUSEBUTTONDOWN:
    if objet_rect.collidepoint(event.pos):
        print("Objet cliqué !")
  • Utiliser ce calque sur une image Il faut appliquer le calque sur l’image, qui aura les mêmes dimensions que celle-ci:
# charger l'image
door = pygame.image.load("datas/images/door1.png")
# creation d'une surface rectangle 
# que l'on nomme rect
# de meme dimension que l'image door
rect = door.get_rect()
# Position de rect dans la fenetre graphique (centré)
rect.center = w//2, h//2
# Dessiner l'objet à la même position que le calque
screen.blit(door, rect)

Ce calque est alors cliquable:

if event.type == pygame.MOUSEBUTTONDOWN:
	if rect.collidepoint(event.pos):
		print("l'objet a ete cliqué")

Exemple complet n°5:

import pygame

pygame.init()
door = pygame.image.load("datas/images/door1.png")

h,w = 400,400
screen = pygame.display.set_mode((w, h))
rect = door.get_rect()
rect.center = w//2, h//2
stop = False
while not stop:
    for event in pygame.event.get():
        if event.type == pygame.QUIT:
            stop = True
         
        elif event.type == pygame.MOUSEBUTTONDOWN:
                if rect.collidepoint(event.pos):
                    print('on tape à la porte')
            
    screen.fill(0) # On efface tout l'écran
    screen.blit(door, rect)
    pygame.display.flip()
 
pygame.quit()

Exercice 1: On dispose de 2 images d’une même porte, aux contours différents. Créer un programme complet qui permet de changer l’image de la porte lorsque l’on clique sur celle-ci (et que l’on maintient appuyé), mais qui remet la première image lorsque l’on relâche le bouton:

Exercice 2: Créer un programme qui permet de changer l’image de la porte lorsque l’on clique sur celle-ci. Il faudra à nouveau cliquer sur la porte pour retrouver l’image d’origine.

Afficher du texte

  • Première étape: utiliser le module font. On créé un objet pygame.font, pour lequel on choisit une police de caractères (par defaut, laisser None) et une taille pour cette police:
my_font = pygame.font.SysFont('Comic Sans MS', 30)
  • il faut créer une surface sur laquelle on écrit, à l’aide de la fonction render:
render(text, antialias, color, background=None) -> Surface

Exemple:

couleur = (255, 255, 255)
texte = "Hello World"
texte_surface = my_font.render(texte, True, couleur)

L'anticrénelage ou anti-aliasing, ou lissage des obliques ou encore lissage de police, est une méthode permettant d’éviter le crénelage.

  • Troisième étape: Afficher et positionner la surface avec la fonction blit:
screen.blit(texte_surface, (0,0))  # Position du texte 
								   # en haut à gauche

au final:

screen.fill(255,255,255)
font = pygame.font.Font(None, 36)  # None = police par défaut, 36 = taille
texte = "Bienvenue dans la salle mystérieuse"
texte_surface = font.render(texte, True, (0,0,0))  # True = antialiasing
screen.blit(texte_surface, (50, 500))  # Position du texte

Exemple complet n°6:

import pygame

pygame.init()
h,w = 400,400
screen = pygame.display.set_mode((w, h))
screen.fill(255,255,255)
font = pygame.font.Font(None, 36) 
texte = "Bienvenue dans la salle mystérieuse"
texte_surface = font.render(texte, True, (0,0,0)) 
screen.blit(texte_surface, (50, 500)) 
stop = False

while not stop:
    for event in pygame.event.get():
        if event.type == pygame.QUIT:
            stop = True
            
    pygame.display.flip()
 
pygame.quit()

Remarques:

  • Chaque fois que le texte change, il faudra créer une nouvelle surface à placer sur l’ancienne.
  • Pour changer de ligne, on ne pourra pas utiliser le symbole “\n”. Il faudra créer une nouvelle surface pour chaque ligne, et la positionner de manière correcte.

Exercice: Ecrire un programme qui affiche les 2 lignes comme ci-dessus.

Detecter l’appui sur une touche du clavier

Pour detecter l’appui sur la touche "h" du clavier, on utilisera la séquence d’instruction suivantes:

        if event.type == pygame.KEYDOWN:
            if pygame.key.name(event.key) == "h": 
                print('HELP')

(à placer dans la zone de gestion des évènements)

3. Testez progressivement

  • D’abord : affichez juste la fenêtre et l’image de fond
  • Ensuite : ajoutez la détection de clic sur une zone
  • Puis : ajoutez l’affichage de texte
  • Enfin : ajoutez les boutons et la logique du jeu

4. Utilisez des commentaires et des constantes

# Constantes
LARGEUR = 800
HAUTEUR = 600
COULEUR_FOND = (0, 0, 0)
FPS = 60

# États du jeu
ETAT_DEBUT = 0
ETAT_JEU = 1
ETAT_VICTOIRE = 2

Structure de base pour votre TP

import pygame

pygame.init()
screen = pygame.display.set_mode((800, 600))
clock = pygame.time.Clock()

# Chargement des ressources
fond = pygame.image.load("salle.png")
font = pygame.font.Font(None, 28)

# Définition des objets interactifs
objets = [
    # À compléter
]

# Variables de jeu
message_actuel = "Explorez la salle..."
inventaire = []

running = True
while running:
    # Gestion des événements
    for event in pygame.event.get():
        if event.type == pygame.QUIT:
            running = False
        
        if event.type == pygame.MOUSEBUTTONDOWN:
            # Vérifier les clics sur les objets
            # Vérifier les clics sur les boutons
            pass
    
    # Affichage
    screen.blit(fond, (0, 0))
    
    # Afficher les boutons
    
    # Afficher le message
    texte = font.render(message_actuel, True, (255, 255, 255))
    screen.blit(texte, (50, 550))
    
    pygame.display.flip()
    clock.tick(60)

pygame.quit()
quit()

Récapitulatif des concepts clés

✅ IHM : Moyen de communication entre l’utilisateur et le programme
✅ Paradigme événementiel : Le programme attend et réagit aux actions
✅ Boucle de jeu : Cœur du programme, s’exécute en continu
✅ Événements : Actions détectables (clics, touches, etc.)
✅ Pygame : Bibliothèque pour créer des jeux 2D en Python
✅ Structure : Init → Boucle (événements → logique → affichage) → Quit

Ressources utiles

Suite

  • Le TP Escape Game: Lien
  • Les dictionnaires python et leur application pour le projet Escape Game: Lien
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