应用开发

用 Python 创作酷炫的几何图形

时间:2010-12-5 17:23:32  作者:应用开发   来源:人工智能  查看:  评论:0
内容摘要:本文转载自微信公众号「Python中文社区」,作者wedo实验君。转载本文请联系Python中文社区公众号。1. 什么是turtleturtle又称为海龟绘图,是Wally Feurzeig, Sey

本文转载自微信公众号「Python中文社区」,作酷作者wedo实验君。炫的形转载本文请联系Python中文社区公众号。何图

1. 什么是作酷turtle

turtle又称为海龟绘图,是炫的形Wally Feurzeig, Seymour Papert 和 Cynthia Solomon 于 1967 年所创造的 Logo 编程语言的python实现。turtle是何图基于tkinter图形界面设计的。

turtle模拟了人在画布前画画的作酷过程:给你一支笔(Pen), 下笔(pendown),炫的形移动画笔绘制你的何图图形,然后填色等等。作酷turtle提供了几种简单的炫的形命令,通过组合他们的何图顺序,只要够耐心,作酷turtle可以画出令人惊叹的炫的形作品,很适合用来引导小朋友学习编程。何图

先来感受下作品:

2. turtle例子

我们通过一个简单的例子来了解turtle的基本操作

import turtle # screen 画布属性设置 canvas = turtle.Screen() canvas.bgcolor("white") # 画笔设置 pen = turtle.Pen() pen.hideturtle() pen.color(red, yellow) # 开始画第一个部分,云服务器并填充颜色 pen.begin_fill() while True:     pen.forward(200)     pen.left(170)     if abs(pen.pos()) < 1:         break pen.end_fill() # 提笔, 移动位置,画第二个部分 pen.penup() pen.goto(-100, -100) pen.pendown() for i in range(5):     pen.forward(30) #长度300像素     pen.right(144) #转角144度 turtle.done() 

从上面可知turtle有两个部分组成画笔Turtle 和 画布Screen, Turtle在Screen上移动来作画。

需要注意的是,turtle起始的位置是(0, 0),位于画布中心,左边和下边的坐标为负值。

画笔Turtle重要操作:

画笔申明:如果画笔上有很多画笔需要 申明 turtle.Pen(),否则 默认是一个画笔,无需申明,如turtle.forward(50)就是表示画笔向前移动50 画笔颜色:color(red, yellow), 第一个red表示画笔颜色, yellow表示填充颜色 填充的范围:begin_fill()和end_fill()之间的部分 画笔的移动:forward是向前多少距离,left是向左角度, 与之对应的是向后backward 和向右right。goto()是移动到某个坐标值 画笔的当前属性:如位置pos()即海龟当前的坐标 (x,y) ,还有如朝向角度值:heading() 画笔的亿华云计算控制:penup和pendown,默认画笔是在pendown状态下,只要有移动就会在画布上画出图形,如果需要调整位置,在另外一个位置下笔,需要先penup,否则移动画笔时也会有线条出来。这个和现实中画画是一样的。 画笔的可见性:正常情况下画笔时一个箭头的形状,可以通过hideturtle()和showturtle()隐藏和显示画笔

Screen重要操作:

设置背景颜色:bgcolor("white")

3. 其他turtle功能

除了上面例子中涉及到turtle常用功能函数,还有一些重要的功能。

圆形circle() 前面的例子给出的是直线的例子(直线可以构成三角形,多边形等),另外一个重要的图形是圆形turtle.circle(radius, extent=None, steps=None)

我们来看一个太极的例子:

import turtle from turtle import *  #从turtle中导出所有模块 radius = 100     #半径为100 color("black", "black")  #画线颜色黑色,填充颜色黑色 begin_fill()  #开始填充 circle(radius/2, 180)  #逆时针画圈,半径为50,180° circle(radius, 180)  #逆时针画圈,半径为100,180° left(180)  #转向180° circle(-radius/2, 180)  #顺时针画圈,半径50,180° end_fill()  #填充结束 #移动到画太极图黑色的小圈位置,开始画小白圈 left(90)#左转向90°,云南idc服务商海龟头垂直水平线向上 penup()#提笔,不留痕迹 forward(radius*0.35)#向前,半径的0.35=35像素 right(90)#右转向90°,海龟头与右侧水平线同向 pendown()#落笔,开始画线 #开始画太极图黑色部分的小白圈 color("white", "white")#画线颜色为白色,填充颜色为白色 begin_fill()#开始填充 circle(radius*0.15)#逆时针画圈,半径的0.15=15像素(35+15+15+35=100) end_fill() #填充结束 left(90)#左转向90° penup()#提笔,不留痕迹 backward(radius*0.7)#后退往下走,为半径的0.7=70,此时海龟头朝上与水平垂直 pendown()#落笔,开始留下痕迹 left(90)#左转90°,此时海龟头与左侧水平同向 #开始画太极图白色部分里的小黑圈 color("black", "black")#画线颜色为黑色,填充为黑色 begin_fill()#开始填充 circle(radius*0.15)#开始逆时针画圈,半径的0.15=15个像素 end_fill() #填充完毕 right(90)#再右转90°,此时海龟头垂直水平线向上 penup()#提笔,不留痕迹 backward(radius*0.65)#后退为半径的0.65=65个像素,往下到达太极图黑色半圈的底点处 right(90)#右转90°,海龟头与右侧水平线同向 pendown()#落笔,开始留下痕迹 circle(radius, 180)#逆时针画圈,半径100,180°,画太极图的白色部分的大圈 hideturtle()#隐藏笔头hideturtle turtle.done()  radius:半径, radius 为正值则朝逆时针方向绘制圆弧,否则朝顺时针方向 extent:表示是否画部分的圆,如半圆是180,默认是一整个圆 steps:是表示画圆用多少个多边形来画。圆其实是无穷多个多边形来近似得到。不过一般情况下,一定程度的多边形,肉眼就会人为圆的幅度是光滑的

可以看出太极图有2个小半圆和2个大半圆,以及2个更小的整圆构成。

动画控制 turtle绘制图像的过程其实是动态的,每绘制一个部分画面可以理解为一个视频帧,画完视频就结束。所以turtle除了可以绘制图形,还可以用来做动画演示或者交互游戏也是可以。下面以一个例子说明下: import turtle, time  # 初始不更新画面  turtle.tracer(0)  # 地板墙  wall = turtle.Pen()  wall.pencolor(red)  wall.pensize(10)  wall.hideturtle()  wall.penup()  wall.goto(-300, -200)  wall.pendown()  wall.forward(600)  # 小球  R = 15  ball = turtle.Turtle(circle)  ball.shapesize(R / 10)  ball.penup()  pos_x, pos_y = [100, 100]  pos_x, pos_y = ball.pos()  ball.goto(pos_x, pos_y)  wall_x, wall_y = wall.pos()  # 球参数  FPS = 60  # 每秒60帧  G = 0.03  # 模拟重力加速度  DRAG = 0.9956 # 阻力  v_y = 1 # 初始速度  while True:      # 清除印章      ball.clearstamps()      v_y += G  # 模拟重力加速度      if pos_y - R - 10 < wall_y:  # 撞地面          v_y *= -1      pos_x, pos_y = pos_x, pos_y - v_y      ball.goto(pos_x, pos_y)      v_y = v_y * DRAG      # 通过印章显示球      ball.stamp()      # 更新画面信息      turtle.update()      time.sleep(1 / FPS) 

4. 更多的例子

玫瑰曲线 from turtle import * from math import * color("red") def draw(a,end):     t=0     while t<(14*end):         x=a*sin(t*3.14)*cos(t)         y=a*sin(t*3.14)*sin(t)         goto(x,y)         t=t+0.03 draw(100,3.14) done() 

螺旋 import turtle t=turtle.Pen() for x in range(360):     t.forward(x)     t.left(59) done() 

扇子 from turtle import * forward(200) left(90) fillcolor(red) begin_fill() circle(100,180) end_fill() left(90) forward(100) for i in range(17):     left(10)     pencolor(yellow)     forward(100)     backward(100) left(100) pensize(10) pencolor(red) forward(100) hideturtle() done() 

5. 总结

本文分享了python的logo语言turtle库,可以绘制图画和动画。总结如下:

turtle两个重要元素:画布Screen和画笔Turtle 默认当前为一个画笔,turtle.Pen()申明多个画笔 画笔属性:颜色color, 大小pensize,位置pos 画笔填充:begin_fill()和end_fill() 画笔移动:前后forward和backward, 角度left和right 圆形画笔:circle 画笔控制:penup 和pendown 动画控制:update和trace追踪

6. 参考资料

https://docs.python.org/zh-cn/3/library/turtle.html#

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