展开菜单
首页 精品内容 本月促销 装机必备 Windows PDF教程 macOS软件 IOS软件 Android AI 专题
全部分类

当前位置:

首页 > 编程开发 > 厉害了,用Python破个世界纪录!

厉害了,用Python破个世界纪录!

大家好,用Python+OpenCV实现了自动扫雷,突破世界记录,我们先来看一下效果吧。中级-0.74秒3BV/S=60.81相信许多人很早就知道有扫雷这么一款经典的游(显卡测试)戏(软件),更是有不少人曾听说过中国雷圣,也是中国扫雷第一、世界综合排名第二的郭蔚嘉的顶顶大名。扫雷作为一款在Windows9x时代就已经诞生的经典游戏,从过去到现在依然都有着它独特的魅力:快节奏高精准的鼠标操作要求、快速的反应能力、刷新纪录的快感,这些都是扫雷给雷友们带来的、只属于扫雷的独一无二的兴奋点。一.准备准备动

厉害了,用Python破个世界纪录!

大家好,

用Python+OpenCV实现了自动扫雷,突破世界记录,我们先来看一下效果吧。

厉害了,用Python破个世界纪录!

中级 - 0.74秒 3BV/S=60.81

相信许多人很早就知道有扫雷这么一款经典的游(显卡测试)戏(软件),更是有不少人曾听说过中国雷圣,也是中国扫雷第一、世界综合排名第二的郭蔚嘉的顶顶大名。扫雷作为一款在Windows9x时代就已经诞生的经典游戏,从过去到现在依然都有着它独特的魅力:快节奏高精准的鼠标操作要求、快速的反应能力、刷新纪录的快感,这些都是扫雷给雷友们带来的、只属于扫雷的独一无二的兴奋点。

一. 准备

准备动手制作一套扫雷自动化软件之前,你需要准备如下一些工具/软件/环境

- 开发环境

  1. Python3 环境 - 推荐3.6或者以上 [更加推荐Anaconda3,以下很多依赖库无需安装]
  2. numpy依赖库 [如有Anaconda则无需安装]
  3. PIL依赖库 [如有Anaconda则无需安装]
  4. opencv-python
  5. win32gui、win32api依赖库
  6. 支持Python的IDE [可选,如果你能忍受用文本编辑器写程序也可以]

- 扫雷软件

· Minesweeper Arbiter(必须使用MS-Arbiter来进行扫雷!)

好啦,那么我们的准备工作已经全部完成了!让我们开始吧~

二.  实现思路

在去做一件事情之前最重要的是什么?是将要做的这件事情在心中搭建一个步骤框架。只有这样,才能保证在去做这件事的过程中,尽可能的做到深思熟虑,使得最终有个好的结果。我们写程序也要尽可能做到在正式开始开发之前,在心中有个大致的思路。

对于本项目而言,大致的开发过程是这样的:

  1. 完成窗体内容截取部分
  2. 完成雷块分割部分
  3. 完成雷块类型识别部分
  4. 完成扫雷算法

好啦,既然我们有了个思路,那就撸起袖子大力干!

1. 窗体截取

其实对于本项目而言,窗体截取是一个逻辑上简单,实现起来却相当麻烦的部分,而且还是必不可少的部分。我们通过Spy++得到了以下两点信息:

class_name = "TMain"
title_name = "Minesweeper Arbiter "
  • ms_arbiter.exe的主窗体类别为"TMain"
  • ms_arbiter.exe的主窗体名称为"Minesweeper Arbiter "

注意到了么?主窗体的名称后面有个空格。正是这个空格让笔者困扰了一会儿,只有加上这个空格,win32gui才能够正常的获取到窗体的句柄。

本项目采用了win32gui来获取窗体的位置信息,具体代码如下:

hwnd = win32gui.FindWindow(class_name, title_name)
if hwnd:
left, top, right, bottom = win32gui.GetWindowRect(hwnd)

通过以上代码,我们得到了窗体相对于整块屏幕的位置。之后我们需要通过PIL来进行扫雷界面的棋盘截取。

我们需要先导入PIL库

from PIL import ImageGrab

然后进行具体的操作。

left += 15
top += 101
right -= 15
bottom -= 43
rect = (left, top, right, bottom)
img = ImageGrab.grab().crop(rect)

聪明的你肯定一眼就发现了那些奇奇怪怪的Magic Numbers,没错,这的确是Magic Numbers,是我们通过一点点细微调节得到的整个棋盘相对于窗体的位置。

注意:这些数据仅在Windows10下测试通过,如果在别的Windows系统下,不保证相对位置的正确性,因为老版本的系统可能有不同宽度的窗体边框。

厉害了,用Python破个世界纪录!橙色的区域是我们所需要的

好啦,棋盘的图像我们有了,下一步就是对各个雷块进行图像分割了~

2. 雷块分割

厉害了,用Python破个世界纪录!

在进行雷块分割之前,我们事先需要了解雷块的尺寸以及它的边框大小。经过笔者的测量,在ms_arbiter下,每一个雷块的尺寸为16px*16px。

知道了雷块的尺寸,我们就可以进行每一个雷块的裁剪了。首先我们需要知道在横和竖两个方向上雷块的数量。

block_width, block_height = 16, 16
blocks_x = int((right - left) / block_width)
blocks_y = int((bottom - top) / block_height)

之后,我们建立一个二维数组用于存储每一个雷块的图像,并且进行图像分割,保存在之前建立的数组中。

def crop_block(hole_img, x, y):
x1, y1 = x * block_width, y * block_height
x2, y2 = x1 + block_width, y1 + block_height
return hole_img.crop((x1, y1, x2, y2))
blocks_img = [[0 for i in range(blocks_y)] for i in range(blocks_x)]
for y in range(blocks_y):
for x in range(blocks_x):
blocks_img[x][y] = crop_block(img, x, y)

将整个图像获取、分割的部分封装成一个库,随时调用就OK啦~在笔者的实现中,我们将这一部分封装成了imageProcess.py,其中函数get_frame()用于完成上述的图像获取、分割过程。

3. 雷块识别

这一部分可能是整个项目里除了扫雷算法本身之外最重要的部分了。笔者在进行雷块检测的时候采用了比较简单的特征,高效并且可以满足要求。

def analyze_block(self, block, location):
block = imageProcess.pil_to_cv(block)
block_color = block[8, 8]
x, y = location[0], location[1]
# -1:Not opened
# -2:Opened but blank
# -3:Un initialized
# Opened
if self.equal(block_color, self.rgb_to_bgr((192, 192, 192))):
if not self.equal(block[8, 1], self.rgb_to_bgr((255, 255, 255))):
self.blocks_num[x][y] = -2
self.is_started = True
else:
self.blocks_num[x][y] = -1
elif self.equal(block_color, self.rgb_to_bgr((0, 0, 255))):
self.blocks_num[x][y] = 1
elif self.equal(block_color, self.rgb_to_bgr((0, 128, 0))):
self.blocks_num[x][y] = 2
elif self.equal(block_color, self.rgb_to_bgr((255, 0, 0))):
self.blocks_num[x][y] = 3
elif self.equal(block_color, self.rgb_to_bgr((0, 0, 128))):
self.blocks_num[x][y] = 4
elif self.equal(block_color, self.rgb_to_bgr((128, 0, 0))):
self.blocks_num[x][y] = 5
elif self.equal(block_color, self.rgb_to_bgr((0, 128, 128))):
self.blocks_num[x][y] = 6
elif self.equal(block_color, self.rgb_to_bgr((0, 0, 0))):
if self.equal(block[6, 6], self.rgb_to_bgr((255, 255, 255))):
# Is mine
self.blocks_num[x][y] = 9
elif self.equal(block[5, 8], self.rgb_to_bgr((255, 0, 0))):
# Is flag
self.blocks_num[x][y] = 0
else:
self.blocks_num[x][y] = 7
elif self.equal(block_color, self.rgb_to_bgr((128, 128, 128))):
self.blocks_num[x][y] = 8
else:
self.blocks_num[x][y] = -3
self.is_mine_form = False
if self.blocks_num[x][y] == -3 or not self.blocks_num[x][y] == -1:
self.is_new_start = False

可以看到,我们采用了读取每个雷块的中心点像素的方式来判断雷块的类别,并且针对插旗、未点开、已点开但是空白等情况进行了进一步判断。具体色值是笔者直接取色得到的,并且屏幕截图的色彩也没有经过压缩,所以通过中心像素结合其他特征点来判断类别已经足够了,并且做到了高效率。

在本项目中,我们实现的时候采用了如下标注方式:

  • 1-8:表示数字1到8
  • 9:表示是地雷
  • 0:表示插旗
  • -1:表示未打开
  • -2:表示打开但是空白
  • -3:表示不是扫雷游戏中的任何方块类型

通过这种简单快速又有效的方式,我们成功实现了高效率的图像识别。

4. 扫雷算法实现

这可能是本篇文章最激动人心的部分了。在这里我们需要先说明一下具体的扫雷算法思路:

  1. 遍历每一个已经有数字的雷块,判断在它周围的九宫格内未被打开的雷块数量是否和本身数字相同,如果相同则表明周围九宫格内全部都是地雷,进行标记。
  2. 再次遍历每一个有数字的雷块,取九宫格范围内所有未被打开的雷块,去除已经被上一次遍历标记为地雷的雷块,记录并且点开。
  3. 如果以上方式无法继续进行,那么说明遇到了死局,选择在当前所有未打开的雷块中随机点击。(当然这个方法不是最优的,有更加优秀的解决方案,但是实现相对麻烦)

基本的扫雷流程就是这样,那么让我们来亲手实现它吧~

首先我们需要一个能够找出一个雷块的九宫格范围的所有方块位置的方法。因为扫雷游戏的特殊性,在棋盘的四边是没有九宫格的边缘部分的,所以我们需要筛选来排除掉可能超过边界的访问。

def generate_kernel(k, k_width, k_height, block_location):
 ls = []
 loc_x, loc_y = block_location[0], block_location[1]
for now_y in range(k_height):
for now_x in range(k_width):
if k[now_y][now_x]:
 rel_x, rel_y = now_x - 1, now_y - 1
 ls.append((loc_y + rel_y, loc_x + rel_x))
return ls
 kernel_width, kernel_height = 3, 3
# Kernel mode:[Row][Col]
 kernel = [[1, 1, 1], [1, 1, 1], [1, 1, 1]]
# Left border
if x == 0:
for i in range(kernel_height):
 kernel[i][0] = 0
# Right border
if x == self.blocks_x - 1:
for i in range(kernel_height):
 kernel[i][kernel_width - 1] = 0
# Top border
if y == 0:
for i in range(kernel_width):
 kernel[0][i] = 0
# Bottom border
if y == self.blocks_y - 1:
for i in range(kernel_width):
 kernel[kernel_height - 1][i] = 0
# Generate the search map
 to_visit = generate_kernel(kernel, kernel_width, kernel_height, location)

我们在这一部分通过检测当前雷块是否在棋盘的各个边缘来进行核的删除(在核中,1为保留,0为舍弃),之后通过generate_kernel函数来进行最终坐标的生成。

def count_unopen_blocks(blocks):
count = 0
for single_block in blocks:
if self.blocks_num[single_block[1]][single_block[0]] == -1:
count += 1
return count
def mark_as_mine(blocks):
for single_block in blocks:
if self.blocks_num[single_block[1]][single_block[0]] == -1:
self.blocks_is_mine[single_block[1]][single_block[0]] = 1
unopen_blocks = count_unopen_blocks(to_visit)
if unopen_blocks == self.blocks_num[x][y]:
 mark_as_mine(to_visit)

在完成核的生成之后,我们有了一个需要去检测的雷块“地址簿”:to_visit。之后,我们通过count_unopen_blocks函数来统计周围九宫格范围的未打开数量,并且和当前雷块的数字进行比对,如果相等则将所有九宫格内雷块通过mark_as_mine函数来标注为地雷。

def mark_to_click_block(blocks):
for single_block in blocks:
# Not Mine
if not self.blocks_is_mine[single_block[1]][single_block[0]] == 1:
# Click-able
if self.blocks_num[single_block[1]][single_block[0]] == -1:
# Source Syntax: [y][x] - Converted
if not (single_block[1], single_block[0]) in self.next_steps:
self.next_steps.append((single_block[1], single_block[0]))
def count_mines(blocks):
count = 0
for single_block in blocks:
if self.blocks_is_mine[single_block[1]][single_block[0]] == 1:
count += 1
return count
mines_count = count_mines(to_visit)
if mines_count == block:
mark_to_click_block(to_visit)

扫雷流程中的第二步我们也采用了和第一步相近的方法来实现。先用和第一步完全一样的方法来生成需要访问的雷块的核,之后生成具体的雷块位置,通过count_mines函数来获取九宫格范围内所有雷块的数量,并且判断当前九宫格内所有雷块是否已经被检测出来。

如果是,则通过mark_to_click_block函数来排除九宫格内已经被标记为地雷的雷块,并且将剩余的安全雷块加入next_steps数组内。

# Analyze the number of blocks
self.iterate_blocks_image(BoomMine.analyze_block)
# Mark all mines
self.iterate_blocks_number(BoomMine.detect_mine)
# Calculate where to click
self.iterate_blocks_number(BoomMine.detect_to_click_block)
if self.is_in_form(mouseOperation.get_mouse_point()):
for to_click in self.next_steps:
 on_screen_location = self.rel_loc_to_real(to_click)
 mouseOperation.mouse_move(on_screen_location[0], on_screen_location[1])
 mouseOperation.mouse_click()

在最终的实现内,笔者将几个过程都封装成为了函数,并且可以通过iterate_blocks_number方法来对所有雷块都使用传入的函数来进行处理,这有点类似Python中Filter的作用。

之后笔者做的工作就是判断当前鼠标位置是否在棋盘之内,如果是,就会自动开始识别并且点击。具体的点击部分,笔者采用了作者为"wp"的一份代码(从互联网搜集而得),里面实现了基于win32api的窗体消息发送工作,进而完成了鼠标移动和点击的操作。具体实现封装在mouseOperation.py中,可以在查看完整代码:

https://github.com/ArtrixTech/BoomMine

厉害了,用Python破个世界纪录!

本站声明:本文内容由网友自发贡献,版权归原作者所有,本站不承担相应法律责任。如您发现有涉嫌抄袭侵权的内容,请联系bd@zhengruan.com
作者最新文章
编程开发 Python
相关文章 更多
精品专题 更多
装机必备

正软商城装机必备专区,精选办公、浏览器、安全防护、影音播放、压缩解压、设计创作和系统工具等电脑常用正版软件,帮助用户快速完成新电脑软件配置。

Windows

正软商城Windows软件专区,汇集适用于Windows电脑的办公、设计、安全防护、影音播放、开发工具和系统优化软件,提供软件介绍、系统要求、正版授权及购买下载服务。

PDF教程

正软商城PDF教程频道提供PDF编辑、转换、合并、拆分、压缩及格式处理方法,同时介绍常用PDF软件和工具的使用技巧。

macOS软件

正软商城macOS软件专区,精选适用于Mac电脑的办公、设计、影音、效率、开发和系统工具,提供软件功能介绍、macOS兼容版本、正版授权及购买下载服务。

IOS软件

正软商城iOS软件专区,精选适用于iPhone和iPad的办公、学习、影音、设计、效率及AI应用,提供功能介绍、适用设备、系统要求和正版获取方式等信息。

AI

正软商城AI软件专区,汇集AI写作、AI绘画、AI视频、AI办公、AI编程、AI翻译、智能客服和数据分析等人工智能工具,提供功能介绍、适用平台、收费方式及正版购买信息。

Mac软件 更多
WPS Office macOS版
WPS Office macOS版

WPS Office是一款面向macOS用户的综合办公套件,将文字处理、电子表格、演示文稿、PDF工具、模板与云协作整合在同一应用中。它兼容常见Microsoft Office格式,支持Intel及Apple芯片Mac,基础功能可免费使用,

Shapr3D macOS版
Shapr3D macOS版

Shapr3D是一款面向工业设计、机械工程、建筑概念和三维打印工作流的CAD软件。Mac版采用Parasolid建模内核,支持草图约束、实体建模、工程图、可视化渲染及常见CAD格式交换,并可通过账户在多台设备之间同步项目。

REAPER macOS版
REAPER macOS版

REAPER是Cockos开发的数字音频工作站,提供多轨音频与MIDI录制、剪辑、处理、混音和母带制作工具。Mac版兼容Intel与Apple芯片,支持AU、VST、VST3、CLAP等插件格式,并提供高度可定制的工作流程。

Ableton Live macOS版
Ableton Live macOS版

Ableton Live 是面向音乐制作人与现场表演者的数字音频工作站,提供编曲视图、独具特色的现场视图、音频录制、MIDI创作、实时变速、乐器及效果器。Mac版原生支持Apple芯片,并可连接音频接口、MIDI控制器和第三方插件。

Adobe After Effects macOS版
Adobe After Effects macOS版

Adobe After Effects 是面向动态图形、影视特效与视频合成的专业创作软件。它提供关键帧动画、遮罩抠像、运动跟踪、三维空间、文字动画和表达式等工具,并可与 Premiere Pro、Photoshop、Illustrator

Adobe Audition macOS版
Adobe Audition macOS版

Adobe Audition 是面向播客、影视后期、音乐制作及内容创作者的专业音频工作站,提供波形精修、多轨录制与混音、频谱编辑、降噪修复、响度匹配和效果处理工具,并可与 Adobe Premiere 协同完成视频声音制作。

Adobe Bridge macOS版
Adobe Bridge macOS版

Adobe Bridge 是面向摄影师、设计师及内容团队的免费数字资产管理工具,可集中预览照片、视频和 Adobe 项目文件,并利用评级、标签、关键词、元数据、筛选与收藏集完成分类检索。它还支持批量重命名、格式导出、相机导入及 Camera

Adobe Illustrator macOS版
Adobe Illustrator macOS版

Adobe Illustrator 是 Adobe 推出的专业矢量图形设计软件,适合在 Mac 上制作标志、图标、插画、包装、信息图及印刷版面。它以路径和锚点构建可无损缩放的图形,并提供钢笔、形状、文字、图像描摹、渐变、画板及生成式功能。

Adobe InDesign macOS版
Adobe InDesign macOS版

Adobe InDesign 是面向印刷品与数字出版物的专业版面设计软件,可在 Mac 上制作书籍、杂志、宣传册、海报、报告及交互式文档。它提供精细的文字样式、网格、母版、长文档管理和印前输出能力。

Adobe Lightroom Classic macOS版
Adobe Lightroom Classic macOS版

Adobe Lightroom Classic 是面向桌面摄影工作流的照片管理与后期处理软件,可将原始照片保存在本地硬盘,通过目录、关键词、评分和收藏夹高效整理图库,并提供 RAW 冲印、蒙版、镜头校正、批量同步及多格式导出等功能。

Adobe Media Encoder macOS版
Adobe Media Encoder macOS版

Adobe Media Encoder 是 Adobe 推出的专业音视频编码与转码工具,可通过队列、预设和监视文件夹批量完成格式转换、代理文件创建及多平台成片输出,并与 Premiere Pro、After Effects 等软件紧密协作。

Adobe Photoshop macOS版
Adobe Photoshop macOS版

Adobe Photoshop 是面向摄影师、设计师和内容创作者的专业图像处理软件,提供图层、蒙版、选区、修复、调色、文字排版、智能对象及生成式编辑等能力。Mac 版支持 Intel 与 Apple Silicon 处理器。

WINDOWS 更多
Adobe Photoshop Windows版
Adobe Photoshop Windows版

Adobe Photoshop 是面向摄影师、设计师和内容创作者的专业图像处理工具,可在 Windows 上完成照片修饰、选区抠图、图层合成、文字排版、绘画及生成式编辑。软件采用订阅授权,由 Creative Cloud 管理安装、更新与许

Adobe InDesign Windows版
Adobe InDesign Windows版

Adobe InDesign 是面向印刷与数字出版的专业页面排版工具,可制作书籍、杂志、宣传册、海报、交互式 PDF 和电子书。它提供精细的文字样式、多页面管理、印前检查及多格式输出能力,并能与 Photoshop、Illustrator

Adobe Illustrator Windows版
Adobe Illustrator Windows版

Adobe Illustrator 是用于绘制矢量图形、插画、图标、徽标和版式的专业设计工具。它以路径和锚点为核心,作品放大后仍能保持清晰,并提供画板、文字、渐变、图像描摹及精确变换等功能,适合品牌视觉、印刷物料、数字界面和商业插画创作。

Adobe Bridge Windows版
Adobe Bridge Windows版

Adobe Bridge 是 Adobe 推出的创意资产管理工具,可集中预览、分类和查找照片、视频、PDF及多种设计文件,并支持元数据、关键词、评级、批量重命名和格式导出。它可与 Photoshop、Illustrator 等应用衔接,

Affinity Photo Windows版
Affinity Photo Windows版

Affinity Photo 是一款面向摄影师、修图师和视觉设计人员的桌面图像编辑工具,提供 RAW 显影、多图层合成、蒙版、实时滤镜、批处理和色彩管理等功能。原独立产品已停止销售,其照片编辑能力已延续至免费的新 Affinity 应用;

Adobe Lightroom Classic Windows版
Adobe Lightroom Classic Windows版

Adobe Lightroom Classic 是面向 Windows 桌面摄影工作流的照片管理与无损编辑工具,可通过目录集中整理大型图库,并完成 RAW 显影、局部蒙版、批量调整、打印和多格式导出。它强调本地文件管理与精细控制,

Figma Windows版
Figma Windows版

Figma 是面向产品设计与开发团队的云端协作平台,可在 Windows 桌面客户端中完成界面绘制、组件管理、交互原型、评论评审和开发交付。文件保存在云端,多名成员能够同步编辑并共享设计系统;官方同时提供免费 Starter 方案及按席位计

Affinity Designer Windows版
Affinity Designer Windows版

Affinity Designer 是面向矢量图形、数字插画和界面设计的专业创作工具,可在矢量、像素与导出工作区之间快速切换。它提供曲线编辑、形状构建、画板、排版、图层和专业色彩管理,并支持常见设计文件的导入及多种印刷、网页格式输出。

Capture One Pro Windows版
Capture One Pro Windows版

Capture One Pro 是面向摄影师和影像团队的专业桌面照片处理工具,提供相机定制色彩配置、RAW转换、图层与蒙版、联机拍摄、目录及会话管理等功能。它适合棚拍、人像、商业产品、婚礼和风光摄影,

Adobe Acrobat Pro Windows版
Adobe Acrobat Pro Windows版

Adobe Acrobat Pro 是面向专业 PDF 工作的综合解决方案,可在 Windows 中创建、编辑、转换、比较、整理和保护文档,并支持表单、电子签名、扫描件文字识别及敏感信息永久遮盖。订阅还包含网页、移动服务和云端协作能力,

Adobe After Effects Windows版
Adobe After Effects Windows版

Adobe After Effects 是面向动态图形、动画与影视视觉特效制作的专业工具,可完成关键帧动画、图层合成、遮罩跟踪、抠像、文字动画和二维三维元素整合。Windows 版通过 Adobe Creative Cloud 安装及更新,

DaVinci Resolve Windows版
DaVinci Resolve Windows版

DaVinci Resolve是Blackmagic Design推出的一体化影视后期工具,将素材管理、非线性剪辑、专业调色、Fusion视觉特效、Fairlight音频处理和成片交付整合在统一工程中。免费版已覆盖多数个人创作需求,