python基于turtle繪制幾何圖形
發(fā)布日期：2022-03-10 15:44 | 文章來(lái)源：腳本之家
1. 什么是turtle
turtle模擬了人在畫布前畫畫的過(guò)程：給你一支筆（Pen）， 下筆（pendown），移動(dòng)畫筆繪制你的圖形，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
importturtle
#screen畫布屬性設(shè)置
canvas=turtle.Screen()
canvas.bgcolor("white")
#畫筆設(shè)置
pen=turtle.Pen()
pen.hideturtle()
pen.color('red','yellow')
#開(kāi)始畫第一個(gè)部分，并填充顏色
pen.begin_fill()
whileTrue:
pen.forward(200)
pen.left(170)
ifabs(pen.pos())<1:
break
pen.end_fill()
#提筆，移動(dòng)位置，畫第二個(gè)部分
pen.penup()
pen.goto(-100,-100)
pen.pendown()
foriinrange(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)部分組成畫筆Turtle 和 畫布Screen, Turtle在Screen上移動(dòng)來(lái)作畫。
需要注意的是，turtle起始的位置是(0, 0),位于畫布中心，左邊和下邊的坐標(biāo)為負(fù)值。
畫筆Turtle重要操作：
- 畫筆申明：如果畫筆上有很多畫筆需要 申明 turtle.Pen()，否則 默認(rèn)是一個(gè)畫筆，無(wú)需申明，如turtle.forward(50)就是表示畫筆向前移動(dòng)50
- 畫筆顏色：color('red', 'yellow')， 第一個(gè)red表示畫筆顏色， 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()
- 畫筆的控制：penup和pendown，默認(rèn)畫筆是在pendown狀態(tài)下，只要有移動(dòng)就會(huì)在畫布上畫出圖形，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)畫筆時(shí)也會(huì)有線條出來(lái)。這個(gè)和現(xiàn)實(shí)中畫畫是一樣的。
- 畫筆的可見(jiàn)性：正常情況下畫筆時(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：
importturtle
fromturtleimport*#從turtle中導(dǎo)出所有模塊
radius=100#半徑為100
color("black","black")#畫線顏色黑色，填充顏色黑色
begin_fill()#開(kāi)始填充
circle(radius/2,180)#逆時(shí)針畫圈，半徑為50,180°
circle(radius,180)#逆時(shí)針畫圈，半徑為100,180°
left(180)#轉(zhuǎn)向180°
circle(-radius/2,180)#順時(shí)針畫圈，半徑50,180°
end_fill()#填充結(jié)束
#移動(dòng)到畫太極圖黑色的小圈位置，開(kāi)始畫小白圈
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)始畫線
#開(kāi)始畫太極圖黑色部分的小白圈
color("white","white")#畫線顏色為白色，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)始畫太極圖白色部分里的小黑圈
color("black","black")#畫線顏色為黑色，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)針畫圈，半徑100,180°，畫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：表示是否畫部分的圓，如半圓是180，默認(rèn)是一整個(gè)圓
- steps：是表示畫圓用多少個(gè)多邊形來(lái)畫。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)部分畫面可以理解為一個(gè)視頻幀，畫完視頻就結(jié)束。所以turtle除了可以繪制圖形，還可以用來(lái)做動(dòng)畫演示或者交互游戲也是可以。下面以一個(gè)例子說(shuō)明下:
importturtle,time
#初始不更新畫面
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
whileTrue:
#清除印章
ball.clearstamps()
v_y+=G#模擬重力加速度
ifpos_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()
#更新畫面信息
turtle.update()
time.sleep(1/FPS)
4. 更多的例子
玫瑰曲線
fromturtleimport*
frommathimport*
color("red")
defdraw(a,end):
t=0
whilet<(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
importturtle t=turtle.Pen() forxinrange(360): t.forward(x) t.left(59) done()
扇子
fromturtleimport*
forward(200)
left(90)
fillcolor('red')
begin_fill()
circle(100,180)
end_fill()
left(90)
forward(100)
foriinrange(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)，可以繪制圖畫和動(dòng)畫?？偨Y(jié)如下：
- turtle兩個(gè)重要元素：畫布Screen和畫筆Turtle
- 默認(rèn)當(dāng)前為一個(gè)畫筆，turtle.Pen()申明多個(gè)畫筆
- 畫筆屬性：顏色color， 大小pensize，位置pos
- 畫筆填充:begin_fill()和end_fill()
- 畫筆移動(dòng)：前后forward和backward， 角度left和right
- 圓形畫筆：circle
- 畫筆控制：penup 和pendown
- 動(dòng)畫控制：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)注本站其它相關(guān)文章！
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