python与分形0006 - 【教程】旋转的直线
言归正传,回到我们的分形教程,我们用的是python的turtle模块,安装了python就自带了这个模块。
大家打开python自带的IDE按F1帮助搜索turtle就可以查到帮助文档。
Turtle graphics is a popular way for introducing programming to kids. It was part of the original Logo programming language developed by Wally Feurzeig, Seymour Papert and Cynthia Solomon in 1967. ...
这本来是帮助小朋友学习编程的一个工具,后来被移植到python中,其基本思路就是模拟一个小乌龟在走路,从而绘制成各种图形。
网上有用turtle画各种奇怪图形的网友,大家可以去看看。
尤其是它还包含极坐标,那么就可以做出各种高难度酷炫的动作以及五彩缤纷的色彩。
我大致的数了下turtle模块包含的API,差不多100个函数,常用的也就20个不到;只要会编程,上手就是4.9分钟的事情。
今天我们的教程是一个旋转的直线,它的结果如下所示:
旋转的直线
这个图形看起来比较简单,但是它跟汉字里面的“永”一样,包含了turtle绘图所需的全部元素:配置,基本图形,色彩和动画。
配置
配置指turtle画布的配置,包括用多大的画布,什么背景色,用什么坐标系等等,一般我常用下面这几个函数。
隐藏小乌龟画笔,那个小箭头看起来挺烦的:
turtle.hideturtle()
turtle.ht()
设置桌布的背景色,我一般喜欢用黑色(turtle.bgcolor("black")):
turtle.bgcolor(*args)
修改绘图的速度,如果想要图形立马呈现显示最终结果,我用 turtle.tracer(0, 0)
:
turtle.tracer(n=None, delay=None)
设置桌布窗口的大小,用setup函数,宽width和height我一般用百分比,1.0表示全屏,startx和starty一般用None,表示居中:
turtle.setup(width=_CFG["width"], height=_CFG["height"], startx=_CFG["leftright"], starty=_CFG["topbottom"])
turtle.setup(width=1.0, height=1.0, startx=None, starty=None)
基本图形和色彩
我们要做啥事呢?画一条带颜色的直线。
当我们要画一条直线时,我们怎么做?
- prepare:选择合适粗细,颜色的笔。
- step 1:下笔。
- step 2:往某个方向移动笔。
- step 3:达到需要的长度时停笔。
- step 4:起笔。
在程序里面怎么做?请您一一对应上面的。
- prepare:
turtle.pensize(3)
turtle.pencolor('red')
- step 1:
turtle.pendown()
- step 2:
turtle.seth(angle)
- step 3:
turtle.forward(length)
- step 4:
turtle.penup()
代码说明:
函数 | 说明 |
---|---|
turtle.pensize | 画笔粗细 |
turtle.pencolor | 画笔颜色 |
turtle.pendown | 下笔 |
turtle.penup | 起笔 |
turtle.setheading,turtle.seth | 设置画笔角度 |
turtle.forward,turtle.fd | 往前移动一段举例 |
整合成代码,就是:
def draw_line(length, angle):
turtle.pensize(3)
turtle.pencolor('red')
turtle.pendown()
turtle.seth(angle)
turtle.fd(length)
turtle.penup()
动画
动画的基本原理就是以超过人眼可以分辨的频率播放图片,对吧。
我们怎么让直线动起来。
- step 1:清屏。
- step 2:画一条直线。
- step 3:刷新界面。
- step 4:等待X秒(1/X就是刷新频率)。
- step 5:重复step 1,2,3,4。
是不是很简单。
so easy
代码怎么做?
- step 1:
turtle.clear()
turtle.goto(0, 0)
- step 2:
draw_line(400, angle)
- step 3:
turtle.update()
- step 4:
time.sleep(0.05)
- step 5:
while
for
代码说明:
函数 | 说明 |
---|---|
turtle.clear | 清除屏幕 |
turtle.goto(0, 0) | 回到原点 |
turtle.update | 在tracer关闭时,刷新图像 |
time.sleep() | 等待 |
是不是超简单,把上面代码整合一把就可以画出一条旋转的直线了。
# coding: utf-8
import turtle
import time
turtle.setup(width=1.0, height=1.0, startx=None, starty=None)
turtle.ht()
turtle.tracer(0, 0)
turtle.bgcolor("black")
def draw_line(length, angle):
turtle.pensize(3)
turtle.pencolor('red')
turtle.pendown()
turtle.seth(angle)
turtle.fd(length)
turtle.penup()
for angle in range(3600):
turtle.clear()
turtle.goto(0, 0)
draw_line(400, angle)
turtle.update()
time.sleep(0.05)
进阶
在turtle的函数中,有一个定时器回调函数,它在手册中是这样描述的:
turtle.ontimer(fun, t=0) Install a timer that calls fun after t milliseconds.
那么,我们可以在我们的画图函数中调用这个函数,并且递归这个画图函数,就可以制造无限循环了。
我们把上面的函数做一下简单的改造:
# coding: utf-8
import turtle
import time
import math
turtle.setup(width=1.0, height=1.0, startx=None, starty=None)
turtle.ht()
turtle.tracer(0, 0)
turtle.bgcolor("black")
angle=1
length=400
def draw_line():
global angle
turtle.clear()
turtle.goto(0, 0)
turtle.pensize(3)
turtle.pencolor('red')
turtle.pendown()
turtle.fd(length)
turtle.seth(angle)
angle += 1
if angle > 360:
angle = 0
turtle.penup()
turtle.ontimer(draw_line, 50)
draw_line()
到此,一条带颜色可旋转的直线就做好了,是不是超级简单。
有了这个基础,我们就可以做一些变化,比如旋转的彩色圆盘,旋转的太极等等,我们后面再做。
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