前言

移动应用开发几年前就是热点了，现在是个软件用户就想要移动版。桌面操作系统也受到影响，跨平台的软件成为新常态。甚至通常局限于微软桌面操作系统的游戏开发者也开始找一些Mac和Linux平台上的工作了（比如Steam，目前有Mac游戏近4000个，SteamOS+Linux游戏2000多个）。

这对新手和个人开发者是大利好：跨平台的支持可以增加用户，销售量自然会更好。

但是，写可移植的软件是非常耗费资源的过程，对小公司和个人开发者的影响比大公司更甚。

尤其是许多平台都有不同语言的SDK：iOS用Objective-C和Swift，Android用Java，MS用.Net，更多是C#来开发软件。

使用这些工具可以通过系统功能来制作相应的原生应用，但是跨平台的代码重用变得十分困难。就算你精通所有语言和相关的操作，代码的移植仍然是一件复杂的事情。

一次编写，到处运行

因此，统一多平台支持开发工具呼之欲出。无独有偶，1995年的Sun公司就为解决类似问题发明了Java。其口号为“Write once, run anywhere”（一次编写，到处运行，WORA），虽然Java已经20年了，很多人都在各种纪念。但是其啰嗦的代码仍然没能实现当年的豪言壮语，一些程序员的改编版本更能表达人们的感受——“write once, run away”（一次编写，到处跑偏），有一些放弃Java转向了更好的程序语言，比如Python。

本书主题Kivy是一个图形用户界面（graphical user interface，GUI）工具用来轻松创建跨平台的Python应用。其主要特征如下：

  • 兼容性：Kivy支持多平台，包括Windows，MacOS，Linux，Android和iOS，均出自一个工具
  • 原生界面：Kivy填补了不同输入方式间的缝隙，允许你用相同的代码处理不同的输入方式，包括鼠标和触摸屏
  • 快速图形硬件加速：OpenGL渲染让Kivy可以胜任图形需求高的应用，如视频游戏，还可以通过平滑变换改善用户体验
  • 使用Python开发：Kivy的app是用Python写的，轻松简单，可移植性良好，Python的标准库和PyPI第三方丰富模块都可以使用

Kivy可以看作许多模块的超集：许多知名的模块如Pygame，SDL，GStreamer都是Kivy的组成部分。但是，Kivy的API更加高级、统一，方便使用。

Kivy是开源的，其源代码在GitHub上。你可以fork一下，帮忙打补丁，也可以增加新特性。

本书内容简介

本书分9章。

  • 第1章，时钟app对Kivy应用开发做简要介绍。包括Kivy语言、布局、部件和计时器。本章会做一个时钟app，与手机上的时钟应用类似
  • 第2章，画图app对Kivy框架的部件和功能进一步挖掘。通过制作画图app学习自定义部件，在画布上画任意形状，处理多点触控事件等
  • 第3章，Android录音app是用Kivy开发一个Android应用。通过Pyjnius模块实现Python与Java的交互，调用Android的API来实现Kivy用户界面
  • 第4章，聊天app介绍Kivy的网络应用开发，用Python写一个简单通信协议，利用Twisted框架建立服务器-客户端模型，实现一个Kivy聊天app
  • 第5章，远程桌面app用另一种方式写服务器-客户端应用。这章通过HTTP协议来构建模型。首先建立命令行模式的HTTP服务器，然后再用Kivy实现远程桌面app
  • 第6章，2048 app是实现一个2048游戏。我们将演示Kivy更复杂的功能，用Kivy属性实现数据绑定和触摸手势处理来创建自定义部件
  • 第7章，飞翔的小鸟app是另一个Kivy游戏，实现著名的Flappy Bird游戏。我们会学习纹理坐标的使用，声音效果和碰撞检测等知识
  • 第8章，着色器app介绍Kivy应用中如何GLSL着色器。这一章首先介绍OpenGL原始类型的概念，如索引和顶点，然后写出可以直接在GPU上运行代码，最后实现一个满天星屏保app
  • 第9章，射击app延续上一章的内容，用GLSL着色器做游戏。首先实现一个可重用的粒子系统，然后通过粒子系统构建游戏角色。前面介绍过的许多内容在这个游戏中都会得到体现，如碰撞检测，触摸屏控制，声音效果等

环境设置

下面简要介绍Kivy的安装方法，包括Mac，Linux和Windows系统。

Python

Kivy同时支持Python2和Python3，2020年Python2停止维护，建议使用Python3。

许多平台不需要单独安装Python：比如Mac OS上自带Python2，Windows上和Kivy打包在一起，Linux（尤其是Ubuntu）支持apt-get安装。

安装并运行Kivy

Kviy的最新稳定版本可以在官方网站找到。如下图所示：

kivydownload

下载安装包后，具体平台安装方法可以看图中第三列指令，简要介绍如下：

  • Mac：
    1. 打开命令行窗口
    2. 执行kivy
    3. Python提示符出现后输入import kivy
    4. 如果安装顺利会出现[INFO] Kivy v1.9.0
  • Linux：
    1. 打开命令行窗口
    2. 执行python
    3. Python提示符出现后输入import kivy
    4. 如果安装顺利会出现[INFO] Kivy v1.9.0
  • Windows：
    1. 双击kivy.bat文件
    2. 执行python
    3. Python提示符出现后输入import kivy
    4. 如果安装顺利会出现[INFO] Kivy v1.9.0

运行Kivy应用很简单：

  • Mac上用kivy main.py
  • Linux上用python main.py
  • Windows上用kivy.bat main.py（或者把main.py拖到kivy.bat上运行）

Hello, Kivy

下面我们演示一个Kivy app的hello world版。

代码

程序的入口是main.py，代码如下：

from kivy.app import App


class HelloApp(App):
    pass


if __name__ == "__main__":
    HelloApp().run()

布局

布局文件是应用类名的去掉App的小写部分加.kv，也就是hello.kv，代码如下所示：

Label:
    text: 'Hello, Kivy'

这里只用了一个Kivy标签部件Label，属性是text。布局文件用一种简洁、声明式的语言定义复杂的布局，后面会介绍。

运行程序，看到的界面如下所示：

kivydownload

下面就让我们开始Kivy之旅吧！Enjoy

Tip: 最新源代码请参考作者Mark Vasilkov的github