Как рисовать окружности в питоне тертле

Узнайте, как нарисовать красочные круги с графикой Python Turtle, сосредоточенной в определенных координатах.

• Автор записи

Автор: Robin Andrews
Дата записи

В этом уроке мы собираемся научиться рисовать круги с графикой Python Turtle. Затем мы изменим по умолчанию круг Метод, чтобы мы могли центрировать наши круги в определенные (х, у) Координаты, а затем повеселитесь немного с созданием цели стрельбы и добавлять некоторую интерактивность.

Как вы уже можете знать, Python Turtle Graphics является фантастическим способом узнать о программировании, а также о математике. В целом, кажется, мало интеграции между этими двумя предметами на уровне школы, что я надеюсь увидеть изменения. Многие мои посты в этом блоге написаны, чтобы помочь дальнейшему этой причине. Смотрите компьютерную математику категории для соответствующих сообщений.

Прежде чем начать, обратите внимание, что есть много способов достижения той же цели с графикой Python Turtle. Хотя это может быть хорошо, это также может привести к путанице. По этой причине я сделал вещи, это определенный способ, которым я считаю, дает лучшее основание для полного использования потенциала этого модуля. Например:

• Я создаю экран объект, чтобы я мог контролировать свой цвет и заголовок и т. Д.
• Я использую функции, которые имеют существующую черепаху как аргумент, чтобы помочь отговорить использование глобальных переменных и предоставлять дополнительную гибкость, поэтому та же функция может работать для нескольких черепах.

Не беспокойтесь об этих деталях, если они не дают вам общий смысл. Кодекс довольно решающий, и есть комментарии, чтобы помочь.

Рисование кругов с Python

Способ по умолчанию для создания кругов с Python Turtle Graphics – это просто использовать круг Способ, как в следующем примере.

Это хорошо для многих целей, но он может быть расстраивает, поскольку он не дает вам контроль над тем, где находится центр круга. Обратите внимание, как в примере выше круг нецентрирован в расположении черепахи (называется toby ), который вступил в существование в расположении по умолчанию (0, 0) Отказ Используя метод по умолчанию, круг вытягивается из глянцевой точки, поэтому отправная точка находится на окружности.

Чертежные круги сосредоточены на (x, y)

Следующая программа демонстрирует, как рисовать круги, сосредоточенные в определенные (х, у) координаты. Это делает это с помощью функции draw_circle () который принимает несколько аргументов, как описано в коде.

Используя эту функцию, относительно легко нарисовать цель луки. Смотрите программу ниже.

Эта программа использует множество функций, которые вы можете использовать в своих собственных программах. Вы можете использовать столько же, сколько вам нравится, но экспериментируйте с идеями. Если у вас нет много идей, попробуйте просто внести небольшие изменения, такие как изменение цветов или размеров кругов. Некоторые из цветов, доступных в Python Turtle Graphics, можно найти здесь Отказ

Следующий уровень

Этот раздел содержит более современные методы программирования Python, поэтому, если вы являетесь относительным новичком, вы можете оставить его на дальше.

Например, это включает в себя

• Обнаружение событий с Python Turtle Graphics
• Функции обратного вызова события
• Передача дополнительных аргументов обратным вызовам, используя лямбда

Здесь есть много ингредиентов, что вы можете использовать в своих собственных проектах. Как и прежде, перейдите вперед и отредактируйте биты программы или используйте биты в собственном проекте. Программа в настоящее время не игра как такая, но я ожидаю, что это может быть сделано в один. Можете ли вы думать о том, как? Я думаю, что какое-то случайное позиционирование крестов или рефлекторной тестирования. В этой статье мы не посмотрели таймеры и анимации, но наверняка они возможно с графикой Python Turtle. Может быть, идея, которую вы можете стать возможными с небольшим количеством знаний, поэтому, возможно, сделать записку и вернуться к нему позже. Если у вас есть идея, с которой вы хотите помочь, дайте мне знать в комментариях, и я посмотрю, смогу ли я помочь.

Этот урок показал вам, как рисовать круги, используя графику Python Turtle, а затем, как улучшить основную функциональность и добавлять некоторые интерактивные функции. Я надеюсь, что вы нашли это весело и интересно.

«Черепашья графика» при помощи turtle, рисование при помощи алгоритма

Черепашья графика, turtle – принцип организации библиотеки графического вывода, построенный на метафоре Черепахи, воображаемого роботоподобного устройства, которое перемещается по экрану или бумаге и поворачивается в заданных направлениях, при этом оставляя (или, по выбору, не оставляя) за собой нарисованный след заданного цвета и ширины.

Проще: черепашка ползает по экрану и рисует. Мы управляем черепашкой на плоскости при помощи программы.

Начало работы. Движения

В первой строке необходимо добавить:

Мы командуем черепашкой простыми словами на английском языке. left, right – поворот налево и направо, forward и backward – движение вперед и назад. В программе каждое действие – вызов функции из модуля turtle. Простая программа:

• Поворот направо на 90 градусов
• Движение вперед на 100 шагов (пикселей)
• Поворот налево на 90 градусов
• Движение назад на 100 шагов

Не похоже на черепашку, это ползающая стрелка! Исправим это:

Отлично! Теперь это черепашка, пусть и монохромная. Дополнительно, функция exitonclick() позволяет закрыть окно и завершить выполнение программы кликом мышкой по окну.
А еще можно использовать сокращенные названия функций: fd(100) вместо forward(100), rt вместо right, lt вместо left, bk вместо backward.

Геометрические фигуры

Рисуем простые геометрические фигуры:

• Прямая: просто движение вперед
• Квадрат: вперед, поворот на 90 градусов и так 4 раза. Повторение команд – значит, можно выполнить их в цикле for!
• Пятиконечная звезда: вперед, поворот на 144 градусов и так 5 раз.

Если мы хотим выполнить инструкции n раз, мы пишем их в цикле

Далее идут инструкции с отступом в 4 пробела. Код с отступами – тело цикла. Когда цикл завершается, отступы больше не ставятся.

Скучно рисовать одинокие фигуры. Поэтому мы приготовились рисовать сразу несколько и теперь создаем отдельный экземпляр класса Turtle для каждой фигуры. Так мы можем менять цвет линии и другие параметры отдельно для каждой фигуры. Потом, когда мы захотим дорисовать или изменить параметры фигуры, у нее будут сохранены старые параметры. Их не надо будет устанавливать заново, как это было бы без отдельных экземпляров класса для каждой фигуры.

Звезда рисуется также:

Самостоятельно:

1. Нарисуйте пятиконечную звезду (угол поворота 144 градуса).
2. Квадрат и звезду в одной программе, на одном графическом поле, но с разными экземплярами класса Turtle.
3. Восьмиконечную звезду (угол поворота 135 градусов).
4. Фигуру из анимации в начале страницы.

Решения

Изменяем параметры во время движения

При отрисовке простых фигур черепашка возвращалась в исходную точку, и программа останавливалась, ожидая, когда будет закрыто окно. Если в цикле продолжить рисовать по прежним инструкциям, фигура будет нарисована заново по уже нарисованным контурам. А если ввести дополнительный угол поворота?

Мы также добавили:

• color(‘red’, ‘green’) определяет цвет линии и цвет заполнения. Черепашка теперь зеленая!
• begin_fill() и end_fill() обозначают начало и конец заполнения

Больше программирования!

Напишем обобщенную программу рисования выпуклых равносторонних многоугольников. num_sides – количество граней, side_length – длина грани, angle – угол поворота.

Что будет, если на каждом шаге увеличивать длину пути? В первый день 10 шагов, во второй – 20, далее 30, 40 и так до 200:

Координаты на плоскости

Положение на плоскости определяется двумя числами, x и y:

Черепашку в программе можно перемещать функцией goto(x, y). x и y – числа, или переменные. goto(0, 0) переместит черепашку в начало координат.

Вместо звезды-спирали мы получили 5 линий, расходящихся из точки начала координат.

Круг и точка

Не хватает плавных изгибов? На помощь приходят функции dot() и circle():

• изменили заголовок окна функцией title(),
• установили толщину линии – pensize(),
• установили цвет линии – pencolor(),
• Подняли черепашку перед перемещением – penup() и опустили после – pendown().

Самостоятельно:

• Используя код из примеров и функцию goto(), нарисовать галерею из 5 или более многоугольников на одном поле. Использовать экземпляр класса turtle.Turtle().
• Нарисованные многоугольники закрасить разными цветами. Пробуйте стандартные цвета или их шестнадцатеричное представление. Не забудьте кавычки вокруг названия или кода цвета!

Решения

Делаем фигуры равновеликими

Площадь квадрата со стороной 100 пикселей – 10 000 квадратных пикселей. Вычислим площади всех фигур со стороной 100 от треугольника до 7-угольника. Формула площади правильного многоугольника содержит тангенс, поэтому «поверим на слово» результату, зависимости количество углов (вершин) – площадь:

• 3 – 4330.13
• 4 – 10000
• 5 – 17204.77
• 6 – 25980.76
• 7 – 36339.12

Изобразим ее на графике:

Получается, что площадь 7-угольника в 36339.12 / 4330.13 = 8.4 раза больше, чем площадь треугольника! Это очень заметно на рисунке:

Чтобы фигуры стали равновеликими, надо сделать длину грани вместо константы 100 – переменной, которая зависит от количества углов.

Как: приведем все площади к 10000. Для треугольника площадь увеличится на 10000 / 4330.13 = 2.31 раза. Для 7-угольника – уменьшится в 36339.12 / 10000 = 3.63 раз. Значит, стороны должны измениться в 1.52 и 0.52 раз соответственно, то есть, до 152 и 32.7 пикселей (снова «верим на слово»). Эту зависимость можно нащупать «на глаз», в чем и заключалось задание.

Наша программа без труда масштабируется до большего количества фигур:

Программа, в которой вычисляются точные значения:

Как построить график (если кто захочет):

Другие полезные функции:

• turtle.setup(800, 400) устанавливает размеры окна в 800 на 400 пикселей
• turtle.setworldcoordinates(0, 0, 800, 400) устанавливает начало координат в точку 800, 400
• turtle.tracer(0, 0) отключает анимацию
• setpos(x, y) устанавливает черепашку (курсор) в позицию с координатами (x, y)
• seth(x) устанавливает направление в градусах. 0 – горизонтально направо (на восток), 90 – вверх (на север) и так далее
• hideturtle() скрывает черепашку (или стрелку, курсор)
• speed(x) изменяет скорость рисования. Например, speed(11) – почти моментальная отрисовка простых фигур
• clear() очищает холст от нарисованного
• reset() очищает холст и возвращает курсор в начало координат

Пример двух рисунков – экземпляров класса Turtle() – на одном полотне

1. Задали название окна,
2. создали экземпляр класса Turtle под именем circ. Все изменения сохраняются для класса circ;
3. цвет линии и заполняющий цвет,
4. форму и размер курсора,
5. установили 10-ю скорость
6. продвинулись на 150 пикселей вперед от старта,
7. начали заполнять фигуру цветом,
8. нарисовали круг
9. закончили заполнять цветом,

1. Объявили переменную n и присвоили ей значение 10,
2. создали новый экземпляр класса Turtle под именем t. У него нет настроек экземпляра класса circ!
3. В цикле while: пока переменная n меньше или равна 50, рисовать круги радиусом n;
4. после нарисованного круга увеличить переменную n на 10.
5. Алгоритм рисования кругов прекратит рисовать круги после 4-го круга.

Итог: функции и классы на примере turtle

• Функция – фрагмент программного кода, к которому можно обратиться по имени. Иногда функции бывают безымянными.
• У функции есть входные и выходные параметры. Функция fd(150) – фрагмент программного кода, который двигает курсор вперед на заданное во входном значении количество пикселей (150). Выходного значения у функции fd() нет.
• Когда функцию надо выполнить, после ее названия пишут круглые скобки. fd – просто название, ничего не происходит. fd(100) – функция выполняется с входным параметром 100. Обычно названия функций пишут с маленькой буквы.
• Класс – программный шаблон для создания объектов, заготовка для чего-то, имеющего собственное состояние. Мы можем нарисовать прямоугольник и назвать его кнопкой, но это еще не кнопка, потому что у нее нет собственных свойств и поведения. Прямоугольник надо научить быть самостоятельной, отличной от других, кнопкой.
• Turtle – класс, его имя пишется с большой буквы. через оператор присваивания = мы создаем экземпляр класса: circ = turtle.Turtle(). Turtle – класс (шаблон, трафарет, заготовка), circ – его экземпляр (рисунок, набор уникальных цветов, штрихов и свойств). На картинке выше видно, что экземпляр класса circ богат установленными свойствами, а экземпляр t обладает свойствами по умолчанию: тонкая черная линия, треугольный курсор.
• Программирование с использованием классов и их экземпляров будем называть объектно-ориентированным программированием, ООП. объектно-ориентированный подход необходим при построении графического интерфейса пользователя, GUI.

Графический интерфейс средствами библиотеки turtle.

Нарисуем прямоугольник и сделаем его кнопкой: при нажатии кнопка исчезает и появляется круг:

1. Задали название и размеры (500 на 500 пикселей) окна,
2. Создали экземпляр класса btn1 и спрятали курсор (черепашку),
3. Нарисовали прямоугольник 80 на 30;
4. подняли перо и перешли на координаты (11, 7);
5. написали Push me шрифтом Arial 12-го размера, нормальное начертание. Попробуйте вместо normal ключевые слова bold (полужирный), italic (наклонный);

Рисуем геометрические фигуры в Python с помощью Pillow

Модуль ImageDraw из библиотеки обработки изображений Pillow (PIL) предоставляет методы для рисования круга, квадрата и прямой линии в Python.

Содержание статьи

Создание объекта Draw в Python

Используя объекта Image мы создадим фоновое изображение на которой мы будем рисовать наши фигуры при помощи объекта Draw . Не забудьте импортировать модуль Image и ImageDraw в начале кода.

Здесь создается пустое изображение с размером 500 на 300 пикселей и с тёмно желтым фоном.

Рисуем фигуры в Pillow: ellipse, rectangle и line

Вызываем методы рисования из объекта Draw для рисования фигур на нашем желтом фоне.

Рисуем эллипс, прямоугольник и прямую линию в качестве примера.

Справочник по параметрам методов рисования

Даже если, способы рисования отличаются в зависимости от используемого метода, следующие параметры являются общими для всех.

Область рисования — xy

Параметр xy указывает прямоугольную область для рисования новой фигуры.

Уточняется один из следующих форматов:

• (((Верхняя левая x координата, Верхняя левая y координата), (нижняя правая x координата, нижняя правая y координата)) ;
• (Верхняя левая x координата, Верхняя левая y координата, нижняя правая x координата, нижняя правая y координата) .

В методах line() , polygon() и point() используются многочисленные координаты вместо двух точек, представляющих прямоугольную область.

Метод line() рисует прямую линию, которая связывает каждую точку, polygon() рисует многоугольник, а метод point() рисует точку в 1 пиксель для каждой указанной точки.

Параметр fill — заполняем фигуру определенным цветом

Параметр fill указывает какой цвет будет использован для заполнения нашей геометрической формы.

Спецификация формата цвета отличается в зависимости от указанного режима изображения (объект Image ):

• RGB : Указывает значение цвета в форме (R, G, B) ;
• L (Черно-белое): Указывает значение (0-255) как целое число).

Значение по умолчанию None (не заполнено).

Есть три способа указать цвет, возьмем красный цвет, его можно записать так:

• текстовый формат: red;
• CSS формат (Шестнадцатеричный): #FF0000
• RGB: (255, 0, 0)

Стоит учесть тот факт, что текстовый формат не имеет все цвета, кол-во доступных цветов ограничено в коде самой библиотеки. Вот весь список: https://github.com/python-pillow/Pillow/blob/8.1.0/src/PIL/ImageColor.py#L148

Лучше всего использовать шестнадцатеричный формат #FFFFFF (белый).

Параметр outline — цвет границ

Параметр outline указывает на цвет границы фигуры.

Спецификация формата цвета такая же, как и у параметра fill которого мы обсуждали выше. Значение по умолчанию равно None (без границ).

Параметр width — размер границ

Вне зависимости от рисуемой фигуры, вы можете указать размер в пикселях для границы фигуры.

Рисование эллипса и прямоугольника в Python

• Эллипс (Круг): ellipse(xy, fill, outline) ;
• Прямоугольник (Квадрат): rectangle(xy, fill, outline) .

Метод ellipse() рисует эллипс, область рисования указывается в параметр xy . Если мы зададим четыре координата которые будут соответствовать квадрату, то у нас получится ровный круг.