python如何实现绘几何图形?

Admin 2021-10-09 群英技术资�

    python如何实现绘几何图形?今天我们来了解python绘制图形的内容,我们想要实现绘制几何图形,需要使用到turtle,那么turtle是什么?turtle怎样使用?turtle怎么绘制几何图形?接下来我们具体了解看看�

    1. 什么是turtle

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

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�

import turtle

# screen 画布属性设�
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,并填充颜�
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�
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�

turtle.done()

    从上面可知turtle有两个部分组成画笔Turtle � 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betway88w,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� 申明 turtle.Pen(),否� 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�
  • 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�
  • 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�

    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�
radius = 100     #半径�100
color("black", "black")  #画线颜色黑色,填充颜色黑�
begin_fill()  #开始填�
circle(radius/2, 180)  #逆时针画圈,半径�50,180°
circle(radius, 180)  #逆时针画圈,半径�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�
left(90)#左转�90°,海龟头垂直水平线向�
penup()#提笔,不留痕�
forward(radius*0.35)#向前,半径的0.35=35像素
right(90)#右转�90°,海龟头与右侧水平线同向
pendown()#落笔,开始画�
#开始画太极图黑色部分的小白�
color("white", "white")#画线颜色为白色,填充颜色为白�
begin_fill()#开始填�
circle(radius*0.15)#逆时针画圈,半径�0.15=15像素�35+15+15+35=100�
end_fill() #填充结束

left(90)#左转�90°
penup()#提笔,不留痕�
backward(radius*0.7)#后退往下走,为半径�0.7=70,此时海龟头朝上与水平垂�
pendown()#落笔,开始留下痕�
left(90)#左转90°,此时海龟头与左侧水平同�
#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�
begin_fill()#开始填�
circle(radius*0.15)#开始逆时针画圈,半径�0.15=15个像�
end_fill() #填充完毕

right(90)#再右�90°,此时海龟头垂直水平线向�
penup()#提笔,不留痕�
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�
circle(radius, 180)#逆时针画圈,半径100,180°,画太极图的白色部分的大�
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�180,默认是一整个�
  • 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�2个大半圆,以�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�
  turtle.tracer(0)

  # 地板�
  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�
  FPS = 60  # 每秒60�
  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�
          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�
      ball.stamp()

      # 更新画面信息
      turtle.update()
      time.sleep(1 / FPS)

    4. 更多的例�

    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�

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

    关于python如何实现绘几何图形的内容就分享到这啦,现在大家对于turtle的使用应该都了解了吧,上文还提供很多图形绘制的实例,感兴趣的朋友可以了解看看,希望本文对大家有帮助�

文本转载自脚本之�

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