python基于turtle繪制幾何圖形
1. 什么是turtle
turtle模擬了人在畫(huà)布前畫(huà)畫(huà)的過(guò)程:給你一支筆(Pen), 下筆(pendown),移動(dòng)畫(huà)筆繪制你的圖形,然后填色等等。turtle提供了幾種簡(jiǎn)單的命令,通過(guò)組合他們的順序,只要夠耐心,turtle可以畫(huà)出令人驚嘆的作品,很適合用來(lái)引導(dǎo)小朋友學(xué)習(xí)編程。
先來(lái)感受下作品:
2. turtle例子
我們通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單的例子來(lái)了解turtle的基本操作
import turtle # screen 畫(huà)布屬性設(shè)置 canvas = turtle.Screen() canvas.bgcolor("white") # 畫(huà)筆設(shè)置 pen = turtle.Pen() pen.hideturtle() pen.color('red', 'yellow') # 開(kāi)始畫(huà)第一個(gè)部分,并填充顏色 pen.begin_fill() while True: pen.forward(200) pen.left(170) if abs(pen.pos()) < 1: break pen.end_fill() # 提筆, 移動(dòng)位置,畫(huà)第二個(gè)部分 pen.penup() pen.goto(-100, -100) pen.pendown() for i in range(5): pen.forward(30) #長(zhǎng)度300像素 pen.right(144) #轉(zhuǎn)角144度 turtle.done()
從上面可知turtle有兩個(gè)部分組成畫(huà)筆Turtle 和 畫(huà)布Screen, Turtle在Screen上移動(dòng)來(lái)作畫(huà)。
需要注意的是,turtle起始的位置是(0, 0),位于畫(huà)布中心,左邊和下邊的坐標(biāo)為負(fù)值。
畫(huà)筆Turtle重要操作:
- 畫(huà)筆申明:如果畫(huà)筆上有很多畫(huà)筆需要 申明 turtle.Pen(),否則 默認(rèn)是一個(gè)畫(huà)筆,無(wú)需申明,如turtle.forward(50)就是表示畫(huà)筆向前移動(dòng)50
- 畫(huà)筆顏色:color('red', 'yellow'), 第一個(gè)red表示畫(huà)筆顏色, yellow表示填充顏色
- 填充的范圍:begin_fill()和end_fill()之間的部分
- 畫(huà)筆的移動(dòng):forward是向前多少距離,left是向左角度, 與之對(duì)應(yīng)的是向后backward 和向右right。goto()是移動(dòng)到某個(gè)坐標(biāo)值
- 畫(huà)筆的當(dāng)前屬性:如位置pos()即海龜當(dāng)前的坐標(biāo) (x,y) ,還有如朝向角度值:heading()
- 畫(huà)筆的控制:penup和pendown,默認(rèn)畫(huà)筆是在pendown狀態(tài)下,只要有移動(dòng)就會(huì)在畫(huà)布上畫(huà)出圖形,如果需要調(diào)整位置,在另外一個(gè)位置下筆,需要先penup,否則移動(dòng)畫(huà)筆時(shí)也會(huì)有線條出來(lái)。這個(gè)和現(xiàn)實(shí)中畫(huà)畫(huà)是一樣的。
- 畫(huà)筆的可見(jiàn)性:正常情況下畫(huà)筆時(shí)一個(gè)箭頭的形狀,可以通過(guò)hideturtle()和showturtle()隱藏和顯示畫(huà)筆
Screen重要操作:
- 設(shè)置背景顏色:bgcolor("white")
3. 其他turtle功能
除了上面例子中涉及到turtle常用功能函數(shù),還有一些重要的功能。
- 圓形circle() 前面的例子給出的是直線的例子(直線可以構(gòu)成三角形,多邊形等),另外一個(gè)重要的圖形是圓形turtle.circle(radius, extent=None, steps=None)
我們來(lái)看一個(gè)太極的例子:
import turtle from turtle import * #從turtle中導(dǎo)出所有模塊 radius = 100 #半徑為100 color("black", "black") #畫(huà)線顏色黑色,填充顏色黑色 begin_fill() #開(kāi)始填充 circle(radius/2, 180) #逆時(shí)針畫(huà)圈,半徑為50,180° circle(radius, 180) #逆時(shí)針畫(huà)圈,半徑為100,180° left(180) #轉(zhuǎn)向180° circle(-radius/2, 180) #順時(shí)針畫(huà)圈,半徑50,180° end_fill() #填充結(jié)束 #移動(dòng)到畫(huà)太極圖黑色的小圈位置,開(kāi)始畫(huà)小白圈 left(90)#左轉(zhuǎn)向90°,海龜頭垂直水平線向上 penup()#提筆,不留痕跡 forward(radius*0.35)#向前,半徑的0.35=35像素 right(90)#右轉(zhuǎn)向90°,海龜頭與右側(cè)水平線同向 pendown()#落筆,開(kāi)始畫(huà)線 #開(kāi)始畫(huà)太極圖黑色部分的小白圈 color("white", "white")#畫(huà)線顏色為白色,填充顏色為白色 begin_fill()#開(kāi)始填充 circle(radius*0.15)#逆時(shí)針畫(huà)圈,半徑的0.15=15像素(35+15+15+35=100) end_fill() #填充結(jié)束 left(90)#左轉(zhuǎn)向90° penup()#提筆,不留痕跡 backward(radius*0.7)#后退往下走,為半徑的0.7=70,此時(shí)海龜頭朝上與水平垂直 pendown()#落筆,開(kāi)始留下痕跡 left(90)#左轉(zhuǎn)90°,此時(shí)海龜頭與左側(cè)水平同向 #開(kāi)始畫(huà)太極圖白色部分里的小黑圈 color("black", "black")#畫(huà)線顏色為黑色,填充為黑色 begin_fill()#開(kāi)始填充 circle(radius*0.15)#開(kāi)始逆時(shí)針畫(huà)圈,半徑的0.15=15個(gè)像素 end_fill() #填充完畢 right(90)#再右轉(zhuǎn)90°,此時(shí)海龜頭垂直水平線向上 penup()#提筆,不留痕跡 backward(radius*0.65)#后退為半徑的0.65=65個(gè)像素,往下到達(dá)太極圖黑色半圈的底點(diǎn)處 right(90)#右轉(zhuǎn)90°,海龜頭與右側(cè)水平線同向 pendown()#落筆,開(kāi)始留下痕跡 circle(radius, 180)#逆時(shí)針畫(huà)圈,半徑100,180°,畫(huà)太極圖的白色部分的大圈 hideturtle()#隱藏筆頭hideturtle turtle.done()
- radius:半徑, radius 為正值則朝逆時(shí)針?lè)较蚶L制圓弧,否則朝順時(shí)針?lè)较?/li>
- extent:表示是否畫(huà)部分的圓,如半圓是180,默認(rèn)是一整個(gè)圓
- steps:是表示畫(huà)圓用多少個(gè)多邊形來(lái)畫(huà)。圓其實(shí)是無(wú)窮多個(gè)多邊形來(lái)近似得到。不過(guò)一般情況下,一定程度的多邊形,肉眼就會(huì)人為圓的幅度是光滑的
可以看出太極圖有2個(gè)小半圓和2個(gè)大半圓,以及2個(gè)更小的整圓構(gòu)成。
- 動(dòng)畫(huà)控制 turtle繪制圖像的過(guò)程其實(shí)是動(dòng)態(tài)的,每繪制一個(gè)部分畫(huà)面可以理解為一個(gè)視頻幀,畫(huà)完視頻就結(jié)束。所以turtle除了可以繪制圖形,還可以用來(lái)做動(dòng)畫(huà)演示或者交互游戲也是可以。下面以一個(gè)例子說(shuō)明下:
import turtle, time # 初始不更新畫(huà)面 turtle.tracer(0) # 地板墻 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() # 球參數(shù) FPS = 60 # 每秒60幀 G = 0.03 # 模擬重力加速度 DRAG = 0.9956 # 阻力 v_y = 1 # 初始速度 while True: # 清除印章 ball.clearstamps() v_y += G # 模擬重力加速度 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 # 通過(guò)印章顯示球 ball.stamp() # 更新畫(huà)面信息 turtle.update() time.sleep(1 / FPS)
4. 更多的例子
玫瑰曲線
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. 總結(jié)
本文分享了python的logo語(yǔ)言turtle庫(kù),可以繪制圖畫(huà)和動(dòng)畫(huà)??偨Y(jié)如下:
- turtle兩個(gè)重要元素:畫(huà)布Screen和畫(huà)筆Turtle
- 默認(rèn)當(dāng)前為一個(gè)畫(huà)筆,turtle.Pen()申明多個(gè)畫(huà)筆
- 畫(huà)筆屬性:顏色color, 大小pensize,位置pos
- 畫(huà)筆填充:begin_fill()和end_fill()
- 畫(huà)筆移動(dòng):前后forward和backward, 角度left和right
- 圓形畫(huà)筆:circle
- 畫(huà)筆控制:penup 和pendown
- 動(dòng)畫(huà)控制:update和trace追蹤
6. 參考資料
https://docs.python.org/zh-cn/3/library/turtle.html#
以上就是python基于turtle繪制幾何圖形的詳細(xì)內(nèi)容,更多關(guān)于python turtle繪制幾何圖形的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章!
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