任务9.1 绘图库turtle的应用（课件）-《程序设计基础（Python）》同步教学（电子工业出版社）

任务9.1 绘图库turtle的应用 绘制奥运五环标志 python 9.1 绘图库turtle的应用——绘制奥运五环标志 【任务描述】 截止至2022年，奥林匹克运动会已经举办了32届，奥运会以“更快、更高、更强”的格言向人们传递不断进取、不畏艰险、敢攀高峰的拼搏精神。在每届奥林匹克运动会开幕时，运动场中间都要高高地悬挂一面奥林匹克旗帜，这面白色无边旗中间有5个圆环组成的图案。小T非常热爱体育运动，他打算用Python绘图工具turtle来绘制奥运五环标志，如图9-1所示，让我们跟随他一起来学习Python的第三方库——turtle库吧。 python 9.1 绘图库turtle的应用——绘制奥运五环标志 素养小课堂： 设计者：皮埃尔·德·顾拜旦 形态：由5个奥林匹克环套接组成，有蓝、黄、黑、绿、红5种颜色。环从左到右互相套接，上面是蓝、黑、红环，下面是是黄、绿环。 象征：五环——五大洲，白色——旗帜的底色，意指所有国家都毫无例外地能在自己的旗帜下参加比赛。” python 9.1 绘图库turtle的应用——绘制奥运五环标志 【任务分析】 （1）确定奥运五环各环的位置、厚度、颜色。 （2）将上面的蓝、黑、红环，下面的黄、绿环依次画出来。 （3）完成（2）后，下面的黄环和绿环完全覆盖在上面的蓝、黑、红环上，之后对环的交叉处进行适当修改，以达到环间互相套接效果。 python 9.1 绘图库turtle的应用——绘制奥运五环标志 任务解决： 画图库turtle的引入？ 圆环如何绘制？ 颜色如何设定？ 环交叉点如何绘制？ python 9.1 绘图库turtle的应用——绘制奥运五环标志 9.1.1 turtle库常用函数 9.1.2 任务实现——绘制奥运五环标志 python 9.1.1 turtle库常用函数 python 9.1.1 turtle库常用函数 turtle库（也叫作海龟绘图库）是Python语言中一个很流行的用于绘制图像的函数库，来源于1969年诞生的Logo语言，后被Python接纳并将其作为标准库提供给用户使用。 可以将turtle库想象成一个小海龟，在一个横轴为X、纵轴为Y的坐标系原点，从(0,0)位置开始，它根据一组函数指令的控制，在这个平面坐标系上移动，从而在爬行的路径上绘制出图形。 python 9.1.1 turtle库常用函数 turtle库哪些常用方法？ turtle库的引入 画布的创建方法 画笔的控制方法 画笔的运动方法 python 1.画布方法 坐标原点：绘图窗口的中心为坐标原点(0,0) X轴方向：X轴正方向为前进方向，负方向为后退方向 转向方向：X轴下方为右转方向，X轴上方为左转方向 X轴 Y轴 (0,0) 右转方向 左转方向 前进方向 后退方向 9.1.1 turtle库常用函数 python （1）绘图窗口创建 turtle.setup()方法用来设置绘图窗口的大小和位置。 width、height：表示绘图窗口的宽和高，表示以像素或窗口占据屏幕的百分比。 startx、starty：窗口位置距离屏幕边缘距离的像素，为正整数是表示窗口位置距离屏幕左边缘/上边缘的像素；为负整数时，表示窗口位置距离屏幕右边缘/下边缘的像素；为空，则表示窗口水平/垂直位于屏幕中心。 turtle.setup(width,height,startx,starty) 9.1.1 turtle库常用函数 python 【例9-1】创建绘图窗口。 注意：使用turtle模块实现图形化程序时setup()函数并不是必须的，如果程序未调用setup()函数，程序执行时会生成一个默认窗口 import turtle turtle.setup(width=800,height=600,startx=100,starty=100) 代码功能：创建800*600的窗口，窗口距离屏幕左边缘100像素、上边缘100像素 9.1.1 turtle库常用函数 python （2）设置画布的大小和背景色 turtle.screensize()方法来设置画布大小和背景颜色。 canvwidth：正整数，表示像素表示画布的宽度。 canvheight：正整数，以像素表示画布的高度。 bg:字符串，表示画布背景颜色。 turtle.screensize(canvwidth=None, canvheight=None, bg=None) 如果画布大于窗体，窗体会出现滚动条，如果画布小于窗体，画布会填充整个窗体。 9.1.1 turtle库常用函数 python turtle库中颜色的表示方法： 第二种，采用十六进制颜色值字符串表示，如“#FF0000”、“#FFFF00”等。 第一种，采用颜色英文单词表示，如“red”表示红色，“green”表示绿色，“yellow”表示黄色，等等。 第三种，RGB颜色元组，采元组格式(r, g, b)，每个颜色取值0~255或者0~1。例如（0, 255, 0）或者（1, 0.5, 0）。 9.1.1 turtle库常用函数 python 例：【例9-2】设置画布大小和背景色。 import turtle turtle.screensize(600,400,"green") 代码功能：创建600*400，背景色为绿色的画布 9.1.1 turtle库常用函数 python 即学即答： turtle绘图中角度坐标系的绝对0度方向是（ ）。 A.画布正下方 B.画布正左方 C.画布正上方 D.画布正右方。 9.1.1 turtle库常用函数 python （1）设置画笔的粗细 turtle.pensize()：设置画笔的粗细。 width：正数，设置画笔绘制线条时的粗细，如未指定参数，则返回当前画笔的粗细 turtle.pensize(width) 2.画笔控制方法 9.1.1 turtle库常用函数 python （2）设置画笔的颜色 turtle.color()：来设置画笔的颜色。 color1：画笔的颜色 color2：填充的颜色 turtle.color(color1, color2) 9.1.1 turtle库常用函数 python （3）画笔的抬起和落下 在移动时不画线，turtle.pu()将画笔抬起。 需要绘图时，再用turtle.pd()将画笔落下 turtle.pu() # 抬起画笔 turtle.pd() # 落下画笔 9.1.1 turtle库常用函数 python 【例9-3】画笔的控制。 import turtle turtle.screensize(400,100,'black') turtle.pensize(10) # 设置画笔粗细 turtle.color('red') # 设置画笔颜色 turtle.forward(50) #直接画直线 (1)画一条粗细为10、长度为50像素的红线 9.1.1 turtle库常用函数 python turtle.pu() turtle.forward(50) # 画笔抬起，移动画笔，不画直线 (2)挪动画笔50像素，不画线 turtle.pd() turtle.pensize(5) # 设置画笔粗细 turtle.color('green') # 设置画笔颜色 turtle.forward(100) # 直接画直线 (3)画一条粗细为5、长度为100的绿线 9.1.1 turtle库常用函数 python 3.画笔运动函数 turle中画笔落下时，画笔才会在沿经过的路径绘制线条。 改变画笔位置时，画笔会在前后两个位置之间绘制图形。 9.1.1 turtle库常用函数 python （1）画笔的前进和后退 turtle.forward()或者turtle.fd()方法：画笔的直线前进 turtle.backward() 或者turtle.bk()方法： 画笔的直线后退 turtle.forward(distance)或者turtle.fd(distance) turtle.backward(distance) 或者turtle.bk(distance) distance：画笔前进或后退的距离，不改变当前画笔的朝向。 9.1.1 turtle库常用函数 python （2）画笔的左旋转和右旋转 turtle.left()方法：画笔的左旋转 turtle.right()方法：画笔的右旋转 tutle.left(angle) tutle.right(angle) angle：画笔的旋转角度。 右转120度 右转120度 9.1.1 turtle库常用函数 python 【例9-4】绘制等边三角形。 import turtle turtle.setup(800,600) turtle.screensize(800,600) turtle.pensize(3) #设置画笔粗细 turtle.color('black','yellow') turtle.begin_fill() turtle.forward(100) #画第一条边直线 turtle.right(120) #向右旋转120度 turtle.forward(100) #画第二条边直线 turtle.right(120) #向右旋转120度 turtle.forward(100) #画第三条边直线 turtle.end_fill() 9.1.1 turtle库常用函数 python （3）移动画笔到绝对位置 turtle.goto()函数：将画笔移动到绝对坐标位置 turtle.goto(x,y) x、y：移动到的目标新坐标 9.1.1 turtle库常用函数 python （4）设置画笔的移动速度： turtle.speed()方法：画笔的移动速度 turtle.speed(speed) speed：取值范围为[0,10]的整数。speed为0是表示没有动画效果（即速度最快）。速度为1~10时，数字越大，绘制的速度越快。 9.1.1 turtle库常用函数 python （5）画圆、弧或其他规则图形 turtle.circle()函数：绘制圆形、弧线或其他规则图形 turtle.circle(radius, extent=None, steps=None) radius：数值型数据，表示圆的半径，圆心在画笔的左侧randius个单位的位置。 extentd：数值型，表示绘制指定角度的圆弧。参数radius为正值时，沿逆时针方向绘制圆弧，否则沿顺时针方向绘制圆弧。绘制完毕后画笔的朝向有extent决定。 注意：turtle实际上是用内切正多边形来近似表示圆，其边数由steps参数指定。因此turtle.circle()函数也可以用来绘制正多边形。 9.1.1 turtle库常用函数 python 【例9-5】绘制圆、正多边形等图形。 import turtle turtle.screensize(600,400) turtle.pensize(5) #设置画笔粗细 turtle.speed(8) #设置画笔运行速度 turtle.penup() turtle.goto(-200,0) turtle.pendown() turtle.circle(50) # 绘制半径为50的圆 9.1.1 turtle库常用函数 python turtle.penup() turtle.goto(0,0) turtle.pendown() turtle.circle(50,None,6) # 绘制对角线为100的六边形 turtle.penup() turtle.goto(200,0) turtle.pendown() turtle.circle(50,180) #绘制半径为50的半圆弧 9.1.1 turtle库常用函数 python 边学边练： 在600*400的画布上绘制一个边长为100的正六边形，画笔粗细为3，填充其颜色为Orange，线条颜色为Purple，如下图所示。 9.1.1 turtle库常用函数 python 9.1.2 任务实现——绘制奥运五环标志 python 9.1.2 任务实现——绘制奥运五环标志 【任务描述】 小T查找了各项资料，得知奥运五环的大小和间距是按比例描绘的，假设圆环内圈半径为1，外圈半径为1.2，相邻圆环圆心水平距离为2.6，两排圆环圆心垂直距离为1.1。5个环套接组成，有蓝、黑、红、黄、绿5种颜色。环从左到右互相套接，上面是蓝、黑、红环，下面是黄、绿环。整个造型为一个底部小的规则梯形。在前面所学知识的基础上，跟随小T一起开始奥运五环标志的绘制吧。 python 9.1.2 任务实现——绘制奥运五环标志 【任务分析】 （1）确定奥运五环的比例，计算各环的圆心位置、半径、画笔的粗细。设圆环内半径为100（画圆时半径为110），则需设置画笔粗细为20。如果上面中间的黑环的坐标是(0,0)，那么其左边蓝环的坐标为(-260,0)，依次类推，右边红环坐标为(0,260)，下面左边的黄环坐标(-130,-110)，右边的绿环坐标(130,110)，环间的坐标关系如图所示。 python 9.1.2 任务实现——绘制奥运五环标志 【任务分析】 （2）设置绘画窗口、画布、画笔粗细、五环的颜色等。 （3）找到各环坐标相对于(0,0)的规律，用循环语句计算各个圆的圆心，画出圆环。 （4）完成步骤（3）后各圆环间的交叉点均是下面的圆环覆盖上面的圆环。现需将图中标有“×”的交叉点进行修改以达到环间互相套接效果，即黄环与蓝环标“×”处交叉点被蓝环覆盖，黄环与黑环标“×”处交叉点被黑环覆盖，绿环与黑环标“×”处交叉点被黑环覆盖、绿环与红环的标“×”处交叉点被红覆盖，因此需要对蓝环、黑环、红环的部分弧线进行重画，覆盖黄、绿环。 python 9.1.2 任务实现——绘制奥运五环标志 计算各环的圆心位置、半径、画笔的粗细 用循环语句计算各个圆的圆心，画出圆环。 修正各圆环间的交叉点 （1）根据奥运五环的比例，计算各环的圆心位置、半径、画笔的粗细 （3）找到各环坐标相对于(0,0)的规律，用循环语句计算各个圆的圆心，画出圆环 （4）将图标有“×”的交叉点进行修改以达到环间互相套接效果 设置绘画窗口、画布、画笔粗细、五环的颜色 （2）设置绘画窗口、画布、画笔粗细、五环的颜色等 python 9.1.2 任务实现——绘制奥运五环标志 260 R100 R120 110 设圆环内半径为100（画圆时半径为110），则需设置画笔粗细为20 设上层中间的黑环的坐标是(0,0)，那么其左边蓝环的坐标为(-260,0)，右边红环坐标为(0,260)，下层左边的黄环坐标(-130,-110)，右边的绿环坐标(130,110) （0,0） （260,0） （-260,0） （-130,-110） （130,-110） （1）根据奥运五环的比例，计算各环的圆心位置、半径、画笔的粗细 【例9-6】绘制奥运五环标志。 python 9.1.2 任务实现——绘制奥运五环标志 import turtle turtle.setup(width=0.8,height=0.8) turtle.screensize(1200,800) colors = ['blue', 'black', 'red', 'yellow', 'green'] # 五环颜色列表 turtle.speed(6) turtle.width(20) （2）设置绘画窗口、画布、画笔粗细、五环的颜色等 【例9-6】绘制奥运五环标志。 python 9.1.2 任务实现——绘制奥运五环标志 for i in range(5): # 计算下一个环的坐标 if i<3: x=260*(i-1) y = 0 else: x=260*(i-3)-130 y=-110 turtle.penup() turtle.goto(x, y) # 将画笔移动到下一个圆环圆心 turtle.pendown() turtle.color(colors[i]) # 设置画笔颜色 turtle.circle(110) （3）找到各环坐标相对于(0,0)的规律，用循环语句计算各个圆的圆心，画出圆环 python 39 9.1.2 任务实现——绘制奥运五环标志 # 处理蓝、黄环交叉点 turtle.penup() turtle.goto(-260,0) # 抬起画笔画圆弧，未标“×”处交叉点不覆盖 turtle.circle(110,30) turtle.pendown() turtle.color('blue') # 落下画笔，把标“×”处交叉点的弧线重画为蓝色 turtle.circle(110,90) # 设置画笔方向指向东 turtle.seth(0) （4）将图标有“×”的交叉点进行修改以达到环间互相套接效果(蓝、黄环交叉点;绿、红环交叉点) # 处理绿、红环交叉点 turtle.penup() turtle.goto(260,0) turtle.circle(110,330) turtle.pendown() turtle.color('red') turtle.circle(110,30) turtle.seth(0) python 9.1.2 任务实现——绘制奥运五环标志 # 处理绿、黑环交叉点 turtle.penup() turtle.goto(0,0) turtle.circle(110,60) turtle.pendown() turtle.color('black') turtle.circle(110,60) （4）将图标有“×”的交叉点进行修改以达到环间互相套接效果(绿、黑环交叉点;黄、黑环交叉点) # 处理黄、黑环交叉点 turtle.penup() turtle.circle(110,210) turtle.pendown() turtle.circle(110,30) python $$