前言
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今年是牛年,祝大家新年牛氣沖天!嗨皮牛Year!
前幾天在百度圖片里下載了一張金牛的圖片,就是封面的這張。想着用Python標准庫turtle肯定可以畫出這張圖,所以說干就干,花兩天時間實現了。
畫圖雖然不是Python的主要功能,但繪制這頭金牛還是展示了Python無所不能的強大屬性。接下來介紹實現的過程。
圖片分析
初看圖片,深紅色的背景下,一頭金光閃閃的金牛。簡單分析,圖形主要分為兩大部分,外面的圓環和內部的金牛。
圓環由同心圓和折線形的圓盤構成,同心圓直接畫圓就可以,折線形的圓盤是旋轉對稱的,每一個部分由圓弧和半徑方向的線組成,一共有26個相同的部分,計算出每個部分的弧形比例即可依次繪制。
金牛圖形是不規則的,里面有很多不同弧度和不同長度的不規則曲線,控制畫筆邊前進邊旋轉,每次前進不同的距離和旋轉不同的角度,可以繪制出這些曲線。里面的圖案,如五瓣花就是用這種方式完成。
對圖形有了基本的了解,就看turtle中有哪些方法可以用於實現這些操作了。
用到的Turtle方法介紹
turtle是Python的標准庫,直接導入即可使用。
1. 畫布設置
setup(width, height, x, y): 設置窗口大小和窗口左上角在屏幕中的位置。
title(): 設置窗口的標題。
screensize(width, height, color): 設置畫布大小,背景顏色。
done(): 繪圖結束后,不自動關閉窗口。
2. 畫筆設置
pencolor(color): 設置畫筆顏色。
penup(): 提起畫筆,提起后移動畫筆不會留下痕跡。
pendown(): 落下畫筆,開始繪圖前先將畫筆落下。
speed(int): 設置畫筆的速度,傳入1~10的數字,1最慢,10最快。傳入其他值會更快,但是沒有鼠標移動的動畫效果。
setx(value): 設置畫筆的x軸坐標。
sety(value): 設置畫筆的y軸坐標。
towards(x, y): 設置畫筆指向的點。
setheading(): 設置畫筆的方向。與towards()配合可以設置畫筆指向某個點,如setheading(towards(0, 0))可以設置畫筆指向原點。
3. 畫筆操作
circle(radius[, extent=arc]): 畫一個圓,傳入圓的半徑,根據畫筆的方向控制圓心的位置,圓心與畫筆的方向垂直。傳入弧度值可以畫出指定弧度的圓弧。
left(angle): 畫筆左轉,傳入任意一個目標角度。
right(angle): 畫筆右轉。
forward(distance): 畫筆前進一段距離。
backward(distance): 畫筆后退一段距離。
goto(x, y): 移動畫筆到指定坐標。
4. 顏色填充
begin_fill(): 開始填充。
fillcolor(color): 設置圖形中填充的顏色。
end_fill(): 結束填充。
有了這些方法,就可以實現金牛圖中的各種圖案了。如畫五瓣花輪廓的代碼如下:
實現舉例
我的繪圖順序是從外到內,這樣較小的圖形會置於較大的圖形之上,填充的顏色不會被遮擋。
最開始繪制的是外圍的同心圓。先penup()提起畫筆,sety()將畫筆從圓心向下移動半徑的距離,然后調整畫筆方向,pendown()落下畫筆,circle()畫圓。
整個過程分了很多張截圖,為了避免篇幅過長,就不全部放了。再放一張最后畫眼睛的動圖,可以參照上面同心圓的方式拆分步驟。
其他的圖案,如果會相互覆蓋,要先畫大的圖形,再畫小的圖形。如果不會相互覆蓋,順序可以隨意調整。
總結
對比原圖和turtle繪制的圖形,整體上還是很像的,但部分細節並沒有完全還原。因為沒有原圖的任何參數,繪制過程中全靠目測(像素尺子),很難避免誤差,再花一些時間調試應該可以更像。
附代碼:
https://github.com/bigtigeryo/gold-cow