用Python实现QQ游戏大家来找茬辅助工具

好久没写技术相关的文章，这次写篇有意思的，关于一个有意思的游戏――QQ找茬，关于一种有意思的语言――Python，关于一个有意思的库――Qt。

这是一个用于QQ大家来找茬（美女找茬）的辅助外挂，开发的原因是看到老爸天天在玩这个游戏，分数是惨不忍睹的负4000多。他玩游戏有他的乐趣，并不很在意输赢，我做这个也只是自我娱乐，顺便讨他个好，毕竟我们搞编程的实在难有机会在父辈面前露露手。本来是想写个很简单的东西，但由于过程中老爸的多次嘲讽，逼得我不得不尽力完善，最后形成了一个小小的产品。

接触Python是2010年，相见恨晚，去年拿它写了些小玩意，离职前给前公司留下了一个Python+wxPython的工作工具，还挺受欢迎。换公司后努力学习C++&Qt;，很后悔当初选择了wxPython而不是PyQt，没能一脉相承。使用Qt越久，不得不越来越喜欢，写这个东西正好就用上了。

话不多说，进入正题。这不是一篇完整的代码讲解，只是过程中的一些技术做个分享，包括后来被放弃的一些技术点。当初搜索这些东西也挺费力的，在这做个笔记，后来者也许能搜到收益。
先上个图：

话说这位是游戏中出镜最多的MM，和QQ什么关系啊？
辅助工具在游戏中增加了两个按钮，点击"对比"则自动找"茬"，用蓝色小框标识，点击"擦除"清除标识。

游戏窗口探查
这得用PyWin32库，它是对windows接口的Python封装，VC能做的它基本都行。
下载地址：http://sourceforge.net/projects/pywin32/，但不能直接点Download图标，不然下下来是一个Readme.txt，点"Browse All Files"寻找需要的版本。

    #coding=gbk  import win32gui

    game_hwnd = win32gui.FindWindow("#32770", "大家来找茬") print game_hwnd

QQ找茬是个对话框窗口，Class是"#32770"，这种窗口桌面上有很多，所以还配合了标题"大家来找茬"匹配，又因为是中文，所以第一行指定了使用gbk编码，否则要么找不到，要么运行出错。

游戏图片提取
提取图片采用了截屏的方式，找到窗口后将窗口提到最前，再作窗口截屏。截屏使用了大名鼎鼎的Python Imaging Library (PIL)库。

    import ImageGrab import win32con

    win32gui.ShowWindow(game_hwnd, win32con.SW_RESTORE) # 强行显示界面后才好截图 win32gui.SetForegroundWindow(game_hwnd) # 将游戏窗口提到最前  # 裁剪得到全图 game_rect = win32gui.GetWindowRect(game_hwnd)
    src_image = ImageGrab.grab((game_rect[0] + 9, game_rect[1] + 190, game_rect[2] - 9, game_rect[1] + 190 + 450)) # src_image.show()  # 分别裁剪左右内容图片 left_box = (9, 0, 500, 450)
    right_box = (517, 0, 517 + 500, 450)
    image_left = src_image.crop(left_box)
    image_right = src_image.crop(right_box) # image_left.show() # image_right.show()

上面用到的坐标都为为了演示代码简单填的，实际上使用了变量参数，而且要区分分辨率什么的。
PIL是一个强大的Python图形库（使用文档），待会的对比分析也须要用到。ImageGrab是PIL的一个模块，用于图像的抓取。不带参数的ImageGrab.grab()进行全屏截屏，返回一个Image对象，也可使用一个元组作为参数指定要截取的范围（左上与右下两点的坐标），这两种截屏都是不带鼠标指针的，还有一个ImageGrab.grabclipboard()可从系统剪贴板采集图像。
得到Image图像后可用show()方法，使用系统默认的图像查看工具打开，方便调试，也可以用save(filename)保存成文件，对应的可以Image.open(filename)打开获得。

grab得到了一个包含左右图片的Image对象后，用crop(box)方法可裁剪得到其中指定的区域，分别拿到左右两个游戏图片。

对比获得两图内容不同的区域
很自然想到把两图裁剪成N个小图片分别对比，左右统一区域对应的小图片不相等则为"茬"区，唯一的问题是怎么判断两个图片内容不一致？

一开始以为很会有些麻烦，直到发现了Image.histogram()函数，该函数用于得到图像的颜色直方图。我平常也爱好摄影，知道直方图可以表示一张图片中各种亮度（或颜色）的数量，两张自然图片的直方图基本是不一样的，除非两图对称、颜色一致但排列不一，但就算如此，将两图继续分割下去，其子图的直方图也会不一样。直方图就是一种图形到数值的转换，对比两图的颜色数值就可知是否存在差异。

一张用RBG颜色格式的图像，histogram()函数将返回一个长度为768的数组，第0-255表示红色的0-255，第256-511表色绿色的0-255，第512-767表色蓝色的0-255，数值表示该颜色像素的个数。因此，histogram()列表所有成员之和等于改图像的像素值 x 3。

写了一个函数，用来获得两图比较的数值差：

    ef compare(image_a, image_b): '''返回两图的差异值
      返回两图红绿蓝差值万分比之和''' histogram_a = image_a.histogram()
      histogram_b = image_b.histogram() if len(histogram_a) != 768 or len(histogram_b) != 768: return None 
      red_a = 0 red_b = 0 for i in xrange(0, 256):
        red_a += histogram_a[i + 0] * i
        red_b += histogram_b[i + 0] * i
      diff_red = 0 if red_a + red_b > 0:
        diff_red = abs(red_a - red_b) * 10000 / max(red_a, red_b)

      green_a = 0 green_b = 0 for i in xrange(0, 256):
        green_a += histogram_a[i + 256] * i
        green_b += histogram_b[i + 256] * i
      diff_green = 0 if green_a + green_b > 0:
        diff_green = abs(green_a - green_b) * 10000 / max(green_a, green_b)

      blue_a = 0 blue_b = 0 for i in xrange(0, 256):
        blue_a += histogram_a[i + 512] * i
        blue_b += histogram_b[i + 512] * i
      diff_blue = 0 if blue_a + blue_b > 0:
        diff_blue = abs(blue_a - blue_b) * 10000 / max(blue_a, blue_b)
     return diff_red, diff_green, diff_blue

将函数返回的红绿蓝差值相加，如果超过了预定定的阀值2000，则表示该区域不同。这个计算方式有点"土"，但对这次要解决的问题很有效，就没再继续改进。

    将左右大图裁剪成多个小图分别进行对比 result = [[0 for a in xrange(0, 50)] for b in xrange(0, 45)] for col in xrange(0, 50):
      for row in xrange(0, 45):
        clip_box = (col * 10, row * 10, (col + 1) * 10, (row + 1) * 10)
        clip_image_left = image_left.crop(clip_box)
        clip_image_right = image_right.crop(clip_box)
        clip_diff = self.compare(clip_image_left, clip_image_right)

        if sum(clip_diff) > 2000:
          result[row][col] = 1

大图是500x450，分隔成10x10的小块，定义一个50x45的二位数组存储结果，分别比较后将差值大于阀值的数组区域标记为1.
在游戏上标记两边不同的区域

最初我用了PyWin32的一些函数，获得游戏窗口句柄后直接在上面绘制，但我不太熟悉Windows编程，不知道如何解决游戏自身重绘后将我的标记擦除的问题，然后搬来了Qt。用Qt创建了一个和游戏大小一样透明的QWidget窗口，叠加在游戏窗口上，用遮罩来绘制标记。标记数据已记录在result数组中，在指定的位置绘制一个方格则表示该区域左右不同，要注意两个方格间的边界不要绘制，避免格子太多干扰了游戏。除标记外，还绘制了两个按钮来触发对比与擦除。

    ef paintEvent(self, event): # 重置遮罩图像 self.pixmap.fill()
     # 创建绘制用的QPainter，笔画粗细为2像素 # 事先已经在Qt窗体上铺了一个蓝色的背景图片，因此投过遮罩图案看下去标记线条是蓝色的 p = QPainter(self.pixmap)
      p.setPen(QPen(QBrush(QColor(0, 0, 0)), 2))
     for row in xrange(len(self.result)): for col in xrange(len(self.result[0])): if self.result[row][col] != 0: # 定一个基点，避免算数太难看 base_l_x = self.ANCHOR_LEFT_X + self.CLIP_WIDTH * col
            base_r_x = self.ANCHOR_RIGHT_X + self.CLIP_WIDTH * col
            base_y = self.ANCHOR_Y + self.CLIP_HEIGHT * row
     if row == 0 or self.result[row - 1][col] == 0: # 如果是第一行，或者上面的格子为空，画一条上边 p.drawLine(base_l_x, base_y, base_l_x + self.CLIP_WIDTH, base_y)
              p.drawLine(base_r_x, base_y, base_r_x + self.CLIP_WIDTH, base_y) if row == len(self.result) - 1 or self.result[row + 1][col] == 0: # 如果是最后一行，或者下面的格子为空，画一条下边 p.drawLine(base_l_x, base_y + self.CLIP_HEIGHT, base_l_x + self.CLIP_WIDTH, base_y + self.CLIP_HEIGHT)
              p.drawLine(base_r_x, base_y + self.CLIP_HEIGHT, base_r_x + self.CLIP_WIDTH, base_y + self.CLIP_HEIGHT) if col == 0 or self.result[row][col - 1] == 0: # 如果是第一列，或者左边的格子为空，画一条左边 p.drawLine(base_l_x, base_y, base_l_x, base_y + self.CLIP_HEIGHT)
              p.drawLine(base_r_x, base_y, base_r_x, base_y + self.CLIP_HEIGHT) if col == len(self.result[0]) - 1 or self.result[row][col + 1] == 0: # 如果是第一列，或者右边的格子为空，画一条右边 p.drawLine(base_l_x + self.CLIP_WIDTH, base_y, base_l_x + self.CLIP_WIDTH, base_y + self.CLIP_HEIGHT)
              p.drawLine(base_r_x + self.CLIP_WIDTH, base_y, base_r_x + self.CLIP_WIDTH, base_y + self.CLIP_HEIGHT)
     # 在遮罩上绘制按钮区域，避免按钮被遮罩挡住看不见 p.fillRect(self.btn_compare.geometry(), QBrush(QColor(0, 0, 0)))
      p.fillRect(self.btn_toggle.geometry(), QBrush(QColor(0, 0, 0)))
     # 将遮罩图像作为遮罩 self.setMask(QBitmap(self.pixmap))

这里我没有替换变量，太麻烦了，能看清楚算法就行。
让PyQt程序在任务栏隐藏
为了让PyQt程序不出现在任务栏，构造QWidget设置了这些属性

    self.setWindowFlags(Qt.FramelessWindowHint | Qt.WindowStaysOnTopHint | Qt.Popup | Qt.Tool)

让PyQt程序加入系统托盘、资源文件使用
PyQt添加托盘菜单非常容易，几行代码就可以

    创建托盘 self.icon = QIcon(":\icon.png")
     self.trayIcon = QSystemTrayIcon(self) self.trayIcon.setIcon(self.icon) self.trayIcon.setToolTip(u"QQ找茬助手") self.trayIcon.show()
     # 托盘气泡消息 self.trayIcon.showMessage(u"QQ找茬助手", u"QQ找茬助手已经待命，进入游戏即可激活")
     # 托盘菜单 self.action = QAction(u"退出QQ找茬助手", self, triggered = sys.exit) # 触发点击后调用sys.exit()命令，即退出 self.menu = QMenu(self) self.menu.addAction(self.action) self.trayIcon.setContextMenu(self.menu)

最初我是用的托盘图标是一个.ico文件，执行脚本可以正常显示，但打包成exe后执行在托盘上显示为一个空白图标，用Python的idle工具编译运行也是空白。尝试多次后发现：PyQt的托盘图标不能使用.ico文件，否则会显示空白，换成png格式素材就没问题！
PyQt资源文件打包
Qt使用一个.qrc格式的xml文件管理素材，代码用可用:\xxx\xxx.png的方式引用资源文件中的素材，这在PyQt中同样支持。
这里我创建了一个resources.qrc文件

    <!DOCTYPE RCC> <RCC version="1.0"> <qresource> <file>icon.png</file> </qresource> </RCC>

然后用

    pyrcc4 resources.qrc > resources.py

命令，将资源文件转成一个python模块，在代码中import resources，则可以用这样的方式使用图像素材

    self.icon = QIcon(":\icon.png")

打包成可执行程序
这个工具是给别人用的，肯定不能以py脚本的形式发布，我使用了cx_Freeze来打包为可执行程序。
为此要写一个打包命令脚本convert2exe.py

    #!Python #coding=gbk  # python转exe脚本 # # 安装cx_Freeze # 执行 python convert2exe.py build # 将自动生成build目录, 其下所有文件都必须打包 #  import sys from cx_Freeze import setup, Executable

    base = None if sys.platform == "win32":
      base = "Win32GUI" 
    buildOptions = dict(
      compressed = True)

    setup(
        name = "ZhaoChaAssistant", version = "1.0", description = "ZhaoChaAssistant", options = dict(build_exe = buildOptions), executables = [Executable("zhaochaassistant.py", base = base, icon = "icon.ico")])

最后执行一个命令

    python convert2exe.py build

则会在当前路径下创建个build目录，打包的程序就在其中一个exe.win-amd64-2.7的目录中，运行exe即可执行，与Python无二。可惜这个包太大了一些，整个目录达到了30M。

为了让exe程序也有一个好看的图标，在最后一行中的executables参数中指定了icon = "icon.ico"，这个图标就最好使用多页的.ico格式(16x16,32x32,48x48...)，让程序在各种显示环境下（桌面、文件夹）都有原生的显示。

如果打包的时候必须使用独立的资源，可在buildOptions字典参数中增加一条include_files = ['xxx.dat']配置，这样在打包时会将python脚本目录中的xxx.dat文件拷贝到exe目录中，不写的话就得人工拷贝了。

小技巧：Python获得自己的绝对路径
Python中有个魔术变量可以得到脚本自身的名称，但转换成exe后该变量失效，这时得改用sys.executable获得可执行程序的名称，可用hasattr(sys, "frozen")判断自己是否已被打包，下面是一个方便取绝对路径的函数：
import sys def module_path(): if hasattr(sys, "frozen"): return os.path.dirname(os.path.abspath(unicode(sys.executable, sys.getfilesystemencoding()))) return os.path.dirname(os.path.abspath(unicode(file, sys.getfilesystemencoding())))

结束语

Python可能是程序员最好的玩具，什么都能粘起来，日常写点小工具再合适不过了。
文中的第三方模块都可以Google获得下载地址，有些库没有Win7 64位的原始版本(比如PIL)，但可到
http://www.lfd.uci.edu/~gohlke/pythonlibs/
下载别人编译好的，也很方便。