Python繪圖Turtle庫詳解

大馬哈魚09發表於2020-11-20

  Turtle庫是Python語言中一個很流行的繪製影像的函式庫,想象一個小烏龜,在一個橫軸為x、縱軸為y的座標系原點,(0,0)位置開始,它根據一組函式指令的控制,在這個平面座標系中移動,從而在它爬行的路徑上繪製了圖形。

turtle繪圖的基礎知識:

1. 畫布(canvas)

        畫布就是turtle為我們展開用於繪圖區域,我們可以設定它的大小和初始位置。

        設定畫布大小

         turtle.screensize(canvwidth=None, canvheight=None, bg=None),引數分別為畫布的寬(單位畫素), 高, 背景顏色。

        如:turtle.screensize(800,600, "green")

               turtle.screensize() #返回預設大小(400, 300)

        turtle.setup(width=0.5, height=0.75, startx=None, starty=None),引數:width, height: 輸入寬和高為整數時, 表示畫素; 為小數時, 表示佔據電腦螢幕的比例,(startx, starty): 這一座標表示矩形視窗左上角頂點的位置, 如果為空,則視窗位於螢幕中心。

        如:turtle.setup(width=0.6,height=0.6)

               turtle.setup(width=800,height=800, startx=100, starty=100)

 

2. 畫筆

2.1 畫筆的狀態

        在畫布上,預設有一個座標原點為畫布中心的座標軸,座標原點上有一隻面朝x軸正方向小烏龜。這裡我們描述小烏龜時使用了兩個詞語:座標原點(位置),面朝x軸正方向(方向), turtle繪圖中,就是使用位置方向描述小烏龜(畫筆)的狀態。

2.2 畫筆的屬性

        畫筆(畫筆的屬性,顏色、畫線的寬度等)

        1) turtle.pensize():設定畫筆的寬度;

        2) turtle.pencolor():沒有引數傳入,返回當前畫筆顏色,傳入引數設定畫筆顏色,可以是字串如"green", "red",也可以是RGB 3元組。

        3) turtle.speed(speed):設定畫筆移動速度,畫筆繪製的速度範圍[0,10]整數,數字越大越快。

2.3 繪圖命令

         操縱海龜繪圖有著許多的命令,這些命令可以劃分為3種:一種為運動命令,一種為畫筆控制命令,還有一種是全域性控制命令。

(1)    畫筆運動命令

命令

說明

turtle.forward(distance)

向當前畫筆方向移動distance畫素長度

turtle.backward(distance)

向當前畫筆相反方向移動distance畫素長度

turtle.right(degree)

順時針移動degree°

turtle.left(degree)

逆時針移動degree°

turtle.pendown()

移動時繪製圖形,預設時也為繪製

turtle.goto(x,y)

將畫筆移動到座標為x,y的位置

turtle.penup()

提起筆移動,不繪製圖形,用於另起一個地方繪製

turtle.circle()

畫圓,半徑為正(負),表示圓心在畫筆的左邊(右邊)畫圓

setx( )

將當前x軸移動到指定位置

sety( )

將當前y軸移動到指定位置

setheading(angle)

設定當前朝向為angle角度

home()

設定當前畫筆位置為原點,朝向東。

dot(r)

繪製一個指定直徑和顏色的圓點

 

(2)     畫筆控制命令

命令

說明

turtle.fillcolor(colorstring)

繪製圖形的填充顏色

turtle.color(color1, color2)

同時設定pencolor=color1, fillcolor=color2

turtle.filling()

返回當前是否在填充狀態

turtle.begin_fill()

準備開始填充圖形

turtle.end_fill()

填充完成

turtle.hideturtle()

隱藏畫筆的turtle形狀

turtle.showturtle()

顯示畫筆的turtle形狀

 

(3)    全域性控制命令

命令

說明

turtle.clear()

清空turtle視窗,但是turtle的位置和狀態不會改變

turtle.reset()

清空視窗,重置turtle狀態為起始狀態

turtle.undo()

撤銷上一個turtle動作

turtle.isvisible()

返回當前turtle是否可見

stamp()

複製當前圖形

turtle.write(s [,font=("font-name",font_size,"font_type")])

寫文字,s為文字內容,font是字型的引數,分別為字型名稱,大小和型別;font為可選項,font引數也是可選項

 

(4)    其他命令

命令

說明

turtle.mainloop()或turtle.done()

啟動事件迴圈 -呼叫Tkinter的mainloop函式。

必須是烏龜圖形程式中的最後一個語句。

turtle.mode(mode=None)

設定烏龜模式(“standard”,“logo”或“world”)並執行重置。如果沒有給出模式,則返回當前模式。

模式

初始龜標題

正角度

standard

向右(東)

逆時針

logo

向上(北)

順時針

turtle.delay(delay=None)

設定或返回以毫秒為單位的繪圖延遲。

turtle.begin_poly()

開始記錄多邊形的頂點。當前的烏龜位置是多邊形的第一個頂點。

turtle.end_poly()

停止記錄多邊形的頂點。當前的烏龜位置是多邊形的最後一個頂點。將與第一個頂點相連。

turtle.get_poly()

返回最後記錄的多邊形。

 

3. 命令詳解

        3.1 turtle.circle(radius, extent=None, steps=None)

        描述:以給定半徑畫圓

        引數:

        radius(半徑):半徑為正(負),表示圓心在畫筆的左邊(右邊)畫圓;

        extent(弧度) (optional);

        steps (optional) (做半徑為radius的圓的內切正多邊形,多邊形邊數為steps)。

舉例:

circle(50) # 整圓;

circle(50,steps=3) # 三角形;

circle(120, 180) # 半圓

 

例項:

1、太陽花

# coding=utf-8

import turtle

import time

  

# 同時設定pencolor=color1, fillcolor=color2

turtle.color("red", "yellow")

  

turtle.begin_fill()

for _ in range(50):

    turtle.forward(200)

    turtle.left(170)

    turtle.end_fill()
  

turtle.mainloop()

  

 

 

2、五角星

# coding=utf-8

import turtle

import time

  

turtle.pensize(5)

turtle.pencolor("yellow")

turtle.fillcolor("red")

  

turtle.begin_fill()

for _ in range(5):

  turtle.forward(200)

  turtle.right(144)

turtle.end_fill()

time.sleep(2)

  

turtle.penup()

turtle.goto(-150,-120)

turtle.color("violet")

turtle.write("Done", font=('Arial', 40, 'normal'))

  

turtle.mainloop()

 

 

  

 

3、時鐘程式

# coding=utf-8

  

import turtle

from datetime import *

  

# 抬起畫筆,向前運動一段距離放下

def Skip(step):

    turtle.penup()

    turtle.forward(step)

    turtle.pendown()

  

def mkHand(name, length):

    # 註冊Turtle形狀,建立錶針Turtle

    turtle.reset()

    Skip(-length * 0.1)

    # 開始記錄多邊形的頂點。當前的烏龜位置是多邊形的第一個頂點。

    turtle.begin_poly()

    turtle.forward(length * 1.1)

    # 停止記錄多邊形的頂點。當前的烏龜位置是多邊形的最後一個頂點。將與第一個頂點相連。

    turtle.end_poly()

    # 返回最後記錄的多邊形。

    handForm = turtle.get_poly()

    turtle.register_shape(name, handForm)

  

def Init():

    global secHand, minHand, hurHand, printer

    # 重置Turtle指向北

    turtle.mode("logo")

    # 建立三個錶針Turtle並初始化

    mkHand("secHand", 135)

    mkHand("minHand", 125)

    mkHand("hurHand", 90)

    secHand = turtle.Turtle()

    secHand.shape("secHand")

    minHand = turtle.Turtle()

    minHand.shape("minHand")

    hurHand = turtle.Turtle()

    hurHand.shape("hurHand")

    

    for hand in secHand, minHand, hurHand:

        hand.shapesize(1, 1, 3)

        hand.speed(0)

    

    # 建立輸出文字Turtle

    printer = turtle.Turtle()

    # 隱藏畫筆的turtle形狀

    printer.hideturtle()

    printer.penup()

     

def SetupClock(radius):

    # 建立表的外框

    turtle.reset()

    turtle.pensize(7)

    for i in range(60):

        Skip(radius)

        if i % 5 == 0:

            turtle.forward(20)

            Skip(-radius - 20)

            

            Skip(radius + 20)

            if i == 0:

                turtle.write(int(12), align="center", font=("Courier", 14, "bold"))

            elif i == 30:

                Skip(25)

                turtle.write(int(i/5), align="center", font=("Courier", 14, "bold"))

                Skip(-25)

            elif (i == 25 or i == 35):

                Skip(20)

                turtle.write(int(i/5), align="center", font=("Courier", 14, "bold"))

                Skip(-20)

            else:

                turtle.write(int(i/5), align="center", font=("Courier", 14, "bold"))

            Skip(-radius - 20)

        else:

            turtle.dot(5)

            Skip(-radius)

        turtle.right(6)

         

def Week(t):  

    week = ["星期一", "星期二", "星期三",

            "星期四", "星期五", "星期六", "星期日"]

    return week[t.weekday()]

  

def Date(t):

    y = t.year

    m = t.month

    d = t.day

    return "%s %d%d" % (y, m, d)

  

def Tick():

    # 繪製錶針的動態顯示

    t = datetime.today()

    second = t.second + t.microsecond * 0.000001

    minute = t.minute + second / 60.0

    hour = t.hour + minute / 60.0

    secHand.setheading(6 * second)

    minHand.setheading(6 * minute)

    hurHand.setheading(30 * hour)

     

    turtle.tracer(False)

    printer.forward(65)

    printer.write(Week(t), align="center",

                  font=("Courier", 14, "bold"))

    printer.back(130)

    printer.write(Date(t), align="center",

                  font=("Courier", 14, "bold"))

    printer.home()

    turtle.tracer(True)

  

    # 100ms後繼續呼叫tick

    turtle.ontimer(Tick, 100)

  

def main():

    # 開啟/關閉龜動畫,併為更新圖紙設定延遲。

    turtle.tracer(False)

    Init()

    SetupClock(160)

    turtle.tracer(True)

    Tick()

    turtle.mainloop()

  

if __name__ == "__main__":

    main()

  

 

 

相關文章