小朋友们,你试过用Python语言绘制小猪佩奇吗?来完成你的第一个创作吧!
在上一章中,我们用海龟绘图绘制了机器猫的卡通图像。在本章中,我们介绍如何用海龟绘图来绘制小朋友们喜欢的另一个卡通形象——小猪佩奇。
1 程序分析
我们先来看一下小猪佩奇的样子,如图1所示。
图1
观察这个图像可以发现,小猪佩奇基本是由各种曲线构成的。她的鼻子是个椭圆。头是几条弧线连接而成,耳朵也是由几条弧线构成的。眼睛是大圆套小圆。腮是一个实心圆。嘴巴就是一条弧线。然后就是身体,左边和右边两条曲线,下面是一条直线。胳膊可以通过直线表示,手指用曲线表示。我们还可以用两条竖线表示左腿和右腿,用两条横线表示脚。最后用3条弧线画出带卷的小尾巴。
我们还是使用自定义函数,按照小猪佩奇的部位来定义各个绘制函数:nose(鼻子)、head(头)、ears(耳朵)、eyes(眼睛)、cheek(腮)、mouth(嘴巴)、body(身体)、hands(手)、foot(脚)和tail(尾巴)。函数的名字就表明了该函数负责绘制的身体部位。
2 绘制弧线和椭圆
可以看到很多部位都是用弧线画出来的。我们在第12章介绍circle()函数时曾提到过,这个函数有3个参数,分别是radius(半径)、extent(弧度)和steps(做半径为radius的圆的内切正多边形),其中后面两个参数是可选的。
之前我们都是用circle()函数画圆,所以要么只给这个函数传递一个参数,要么在传递第2个参数的时候将其设置为360。如果用circle()函数画弧线,那就要为第2个参数指定相应的弧度。
我们通过一个简单的示例,来看看如何画弧线,代码请参见ch14\1.py。
import turtle
turtle.pencolor("red")
turtle.setheading(-80)
turtle.circle(100,120)
执行结果如下所示,在窗口中画出了一个条红色弧线,如图2所示。
图2
因为turtle中并没有直接画椭圆的函数,所以我们要换一个思路。如果我们想利用一个正多边形来模拟圆的话,当边足够多的时候,就可以模拟出一个非常接近的圆。例如,正120边形,看上去就很接近圆了。我们来试着做一做,代码请参见ch14\2.py。
import turtle
turtle.pendown()
for j in range(120): # 重复执行120次
turtle.forward(5) # 移动5个像素
turtle.left(3) # 左转3度
turtle.penup()
我们执行一个循环120次,每次循环中移动5个像素,然后左转3度。这样完成循环后,正好左转了360度,回到了最初的位置。执行过程中,在窗口中,我们会看到光标从初始位置出发,按逆时针方向画出了一个近似的圆,如图3所示。
图3
如果修改forward()中的参数,还可以画出不同半径的圆。这样就给了我们更大的*度。在角度范围内,通过修改forward()中的参数来影响画弧的速度。我们还是画120个弧线,但是这次通过if-else条件语句,在前30步让画弧的速度由慢到快,接下来的30步速度由快到慢,此后的30步让画弧的速度再次由慢到快,最后的30步速度又由快到慢,这样不匀速的画法,就可以形成一个椭圆。我们来试着做一做,代码请参见ch14\3.py。
import turtle
turtle.pendown()
segment=1
for i in range(120):
if 0<=i<30 or 60<=i<90:
segment= segment+0.2
turtle.left(3)
turtle.forward(segment)
else:
segment= segment-0.2
turtle.left(3)
turtle.forward(segment)
运行这段代码,可以看到turtle画出了一个椭圆,如图4所示。
图4
3 导入turtle模块
从这里开始,我们要介绍如何绘制小猪佩奇,完整代码请参见ch14\4.py。
还是和上一章中提到的情况相同,要使用海龟绘图,我们需要先导入turtle模块。我们还是采用第11章介绍的导入模块的第2种方法:
from turtle import *
这样就可以导入turtle模块中所有的方法和变量,然后就可以直接调用方法了,而不需要再添加“turtle.”前缀。
4 绘制程序
4.1 设置画布和画笔
首先,我们定义一个setting()函数,用它来设置画布和画笔。setting()函数的代码如下所示。
def setting():
setup(800,500)
pensize(4)
hideturtle()
colormode(255)
speed(10)
setting()函数主要做一些绘制前的设置和准备工作。它先将画布设置为800像素宽和500像素高的大小。然后设置画笔的大小为4,隐藏小海龟图标。调用colormode(255)设置RGB色彩值范围为0~255。调用speed(10) 将画笔速度设置为10。
4.2 nose()函数
接下来,我们先定义绘制鼻子的函数,该函数的代码如下所示。
def nose():
penup()
goto(-100,100)
setheading(-30)
color((255,155,192),"pink") #画笔色是浅粉,填充色是粉色
pendown()
begin_fill()
#绘制一个椭圆作为鼻子的轮廓
segment=0.4
for i in range(120):
if 0<=i<30 or 60<=i<90:
segment= segment+0.08 #加速
left(3) #向左转3度
forward(segment) #画直线
else:
segment= segment-0.08 #减速
left(3) #向左转3度
forward(segment) #画直线
end_fill()
#左鼻孔
penup()
setheading(90)
forward(25)
setheading(0)
forward(10)
color((255,155,192),(160,82,45)) #画笔色是浅粉,填充色是黄土赭色
pendown()
begin_fill()
circle(5)
end_fill()
#右鼻孔
penup()
setheading(0)
forward(20)
pendown()
begin_fill()
circle(5)
end_fill()
首先调用penup()函数拿起画笔,避免在画布上留下痕迹。然后调用goto()函数将画笔定位到指定坐标。调用setheading()设置画笔启动时运动的方向。然后调用color()函数,将画笔的颜色设置为浅粉色,将填充的颜色也设置为粉色,这是佩奇的标志性的颜色。然后调用pendown()函数,落下画笔,现在画笔的任何移动都会留下轨迹。接下来,我们绘制了一个椭圆,绘制方法在2节已经介绍过,这里不再详述。这样鼻子的轮廓就绘制完成了。
下面我们来绘制佩奇的鼻孔。还是拿起画笔,将画笔定位到指定坐标,设置启动时运动的方向,指定画笔颜色和填充颜色,落下画笔。然后画一个圆。这样就画好了左鼻孔,右鼻孔的代码也类似,这里就不再赘述。调用这个函数,看一下绘制效果,如图5所示。
图5
4.3 head()函数
接下来我们定义head()函数,它用来绘制头部。head()函数的代码如下所示。
def head():
penup()
goto(-69,167)
pendown()
color((255,155,192),"pink")
begin_fill()
setheading(180)
circle(300,-30)
circle(100,-60)
circle(80,-100)
circle(150,-20)
circle(60,-95)
setheading(161)
circle(-300,15)
#勾画出右半个鼻子的轮廓,避免填充时覆盖掉
penup()
goto(-100,100)
pendown()
setheading(-30)
segment=0.4
for i in range(60):
if 0<=i<30 or 60<=i<90:
segment= segment+0.08
left(3)
forward(segment)
else:
segment= segment-0.08
left(3)
forward(segment)
end_fill()
拿起画笔,将画笔定位到指定坐标,落下画笔。指定画笔颜色和填充颜色。调用begin_fill()函数开始填充。设置启动时运动的方向,然后通过绘制几条弧线把头绘制出来。
接下来,又重新拿起画笔,将画笔定位到(−100,100),这是画鼻子时的位置。然后勾画出右半个鼻子的轮廓,也就是半个椭圆。这样做是为了避免填充头的时候把鼻子覆盖掉。最后调用end_fill()函数结束填充。
调用这个函数,看一下其绘制效果,如图6所示。
图6
4.4 ears()函数
接下来我们定义ears()函数,用来绘制耳朵。ears()函数的代码如下所示。
def ears():
color((255,155,192),"pink")
#左耳朵
penup()
goto(0,160)
pendown()
begin_fill()
setheading(100)
circle(-50,50)
circle(-10,120)
circle(-50,54)
end_fill()
#右耳朵
penup()
setheading(90)
forward(-12)
setheading(0)
forward(30)
pendown()
begin_fill()
setheading(100)
circle(-50,50)
circle(-10,120)
circle(-50,56)
end_fill()
代码和前面类似,这里不再赘述。调用这个ears()函数,看一下其绘制效果,如图7所示。
图7
4.5 eyes()函数
接下来我们定义eyes()函数,用来绘制眼睛。eyes()函数的代码如下所示。
def eyes():
#左眼眶
color((255,155,192),"white")
penup()
setheading(90)
forward(-20)
setheading(0)
forward(-95)
pendown()
begin_fill()
circle(15)
end_fill()
#左眼珠
color("black")
penup()
setheading(90)
forward(12)
setheading(0)
forward(-3)
pendown()
begin_fill()
circle(3)
end_fill()
#右眼框
color((255,155,192),"white")
penup()
setheading(90)
forward(-25)
setheading(0)
forward(40)
pendown()
begin_fill()
circle(15)
end_fill()
#右眼珠
color("black")
penup()
setheading(90)
forward(12)
setheading(0)
forward(-3)
pendown()
begin_fill()
circle(3)
end_fill()
调用这个函数,看看绘制效果,如图8所示。
图8
4.6 cheek()函数
接下来,我们定义cheek()函数,它绘制一个红色的圆,用来表示腮红。cheek()函数代码如下所示。
def cheek():
penup()
goto(80,10)
setheading(0)
color((255,155,192))
pendown()
begin_fill()
circle(30)
end_fill()
调用这个函数,看一下其绘制效果,如图9所示。
图9
4.7 mouth()函数
接下来我们定义mouth()函数,就是绘制一个红色弧线,用来表示嘴巴。mouth函数的代码如下所示。
def mouth():
penup()
goto(-20,30)
color(239,69,19)
pendown()
setheading(-80)
circle(35,120)
调用这个函数,看一下绘制效果,如图10所示。
图10
4.8 body()函数
接下来,我们定义body()函数,用来绘制身体。body()函数的代码如下所示。
def body():
color("red",(255,99,71))
#身体左边的曲线
penup()
goto(-32,-8)
pendown()
begin_fill()
setheading(-130)
circle(100,10)
circle(300,30)
#身体底边
setheading(0)
forward(230)
#身体右边的曲线
setheading(90)
circle(300,30)
circle(100,3)
color((255,155,192),(255,100,100))
#把脸上的下巴颏画出来,避免填充时覆盖掉
setheading(-135)
circle(-80,63)
circle(-150,24)
end_fill()
调用这个函数,看一下绘制效果,如图11所示。
图11
4.9 hands()函数
接下来,我们定义hands()函数用来绘制手。hands()函数的代码如下所示。
def hands():
color((255,155,192))
# 左手的中间手指
penup()
goto(-56,-45)
pendown()
setheading(-160)
circle(300,15)
#通过一个弧形表示左手另外两根手指
penup()
setheading(90)
forward(15)
setheading(0)
pendown()
setheading(-10)
circle(-20,90)
# 右手的中间手指
penup()
setheading(90)
forward(30)
setheading(0)
forward(237)
pendown()
setheading(-20)
circle(-300,15)
#通过一个弧形表示另外两根手指
penup()
setheading(90)
forward(20)
setheading(0)
pendown()
setheading(-170)
circle(20,90)
调用这个函数,看看绘制效果,如图12所示。
图12
4.10 feet()函数
接下来,我们定义feet()函数,用来绘制脚。feet()函数的代码如下所示。
def feet():
#左腿
pensize(10)
color((240,128,128))
penup()
goto(2,-177)
pendown()
setheading(-90)
forward(40)
setheading(-180)
#左脚
color("black")
pensize(15)
forward(20)
#右腿
pensize(10)
color((240,128,128))
penup()
setheading(90)
forward(40)
setheading(0)
forward(90)
pendown()
setheading(-90)
forward(40)
setheading(-180)
#右脚
color("black")
pensize(15)
forward(20)
为了简单起见,我们就用直线来表示腿和脚,调用这个函数,看一下绘制效果,如图13所示。
图13
4.11 tail()函数
这里定义了tail()函数,用来绘制尾巴。tail()函数的代码如下所示。
def tail():
pensize(4)
color((255,155,192))
penup()
goto(148,-155)
pendown()
setheading(0)
#打卷的尾巴
circle(70,20)
circle(10,330)
circle(70,30)
调用这个函数,来看一下效果,如图14所示。
图14
到这里,我们的小猪佩奇就绘制完成了,看上去是不是和图1很像呢?
5 小结
在本章中,我们使用海龟绘图绘制了一个小猪佩奇的形象,进一步加深读者对海龟绘图的了解和掌握。读者也可以尝试使用海龟绘图绘制自己喜欢的其他图案。
本文摘自《Python少儿趣味编程》,还可以在本书中学习绘制海龟,机器猫哟!快来带领孩子从零开始学Python吧。
本书是少儿学习Python编程的趣味指南,全书共17章,按照由简到难、逐步深入的方式组织各章内容。本书从认识Python开始,首先介绍了Python的安装和IDLE的使用,然后依次介绍了变量、数字和字符串、列表、元组和字典、布尔类型等数据类型,以及条件、循环、异常和注释、函数、面向对象编程、文件操作等基础知识,并且通过实际案例讲解了海龟绘图、Pygame基础和游戏编程,以及Python在自然语言处理方面的应用。
本书精心选取内容,注重难易适度和趣味性,语言通俗易懂,代码示例丰富。在多章的末尾,还给出了一些练习题并给出了解答。本书适合想要学习Python编程基础的少儿(尤其是10岁以上的孩子)及想要教孩子学习编程的家长阅读,也适合少儿编程培训班的老师用作少儿编程培训的教材。