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。

 
  1. import turtle
  2. turtle.pencolor("red")
  3. turtle.setheading(-80)
  4. 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。

 
  1. import turtle
  2. turtle.pendown()
  3. for j in range(120): # 重复执行120次
  4. turtle.forward(5) # 移动5个像素
  5. turtle.left(3) # 左转3度
  6. 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自由度。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。

 
  1. import turtle
  2. turtle.pendown()
  3. segment=1
  4. for i in range(120):
  5. if 0<=i<30 or 60<=i<90:
  6. segment= segment+0.2
  7. turtle.left(3)
  8. turtle.forward(segment)
  9. else:
  10. segment= segment-0.2
  11. turtle.left(3)
  12. 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:

  1. 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。

  1. def setting():
  2. setup(800,500)
  3. pensize(4)
  4. hideturtle()
  5. colormode(255)
  6. 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。

  1. def nose():
  2. penup()
  3. goto(-100,100)
  4. setheading(-30)
  5. color((255,155,192),"pink") #画笔色是浅粉,填充色是粉色
  6. pendown()
  7. begin_fill()
  8. #绘制一个椭圆作为鼻子的轮廓
  9. segment=0.4
  10. for i in range(120):
  11. if 0<=i<30 or 60<=i<90:
  12. segment= segment+0.08 #加速
  13. left(3) #向左转3度
  14. forward(segment) #画直线
  15. else:
  16. segment= segment-0.08 #减速
  17. left(3) #向左转3度
  18. forward(segment) #画直线
  19. end_fill()
  20. #左鼻孔
  21. penup()
  22. setheading(90)
  23. forward(25)
  24. setheading(0)
  25. forward(10)
  26. color((255,155,192),(160,82,45)) #画笔色是浅粉,填充色是黄土赭色
  27. pendown()
  28. begin_fill()
  29. circle(5)
  30. end_fill()
  31. #右鼻孔
  32. penup()
  33. setheading(0)
  34. forward(20)
  35. pendown()
  36. begin_fill()
  37. circle(5)
  38. 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。

  1. def head():
  2. penup()
  3. goto(-69,167)
  4. pendown()
  5. color((255,155,192),"pink")
  6. begin_fill()
  7. setheading(180)
  8. circle(300,-30)
  9. circle(100,-60)
  10. circle(80,-100)
  11. circle(150,-20)
  12. circle(60,-95)
  13. setheading(161)
  14. circle(-300,15)
  15. #勾画出右半个鼻子的轮廓,避免填充时覆盖掉
  16. penup()
  17. goto(-100,100)
  18. pendown()
  19. setheading(-30)
  20.  
  21. segment=0.4
  22. for i in range(60):
  23. if 0<=i<30 or 60<=i<90:
  24. segment= segment+0.08
  25. left(3)
  26. forward(segment)
  27. else:
  28. segment= segment-0.08
  29. left(3)
  30. forward(segment)
  31. 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。

  1. def ears():
  2. color((255,155,192),"pink")
  3. #左耳朵
  4. penup()
  5. goto(0,160)
  6. pendown()
  7. begin_fill()
  8. setheading(100)
  9. circle(-50,50)
  10. circle(-10,120)
  11. circle(-50,54)
  12. end_fill()
  13. #右耳朵
  14. penup()
  15. setheading(90)
  16. forward(-12)
  17. setheading(0)
  18. forward(30)
  19. pendown()
  20. begin_fill()
  21. setheading(100)
  22. circle(-50,50)
  23. circle(-10,120)
  24. circle(-50,56)
  25. 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。

  1. def eyes():
  2. #左眼眶
  3. color((255,155,192),"white")
  4. penup()
  5. setheading(90)
  6. forward(-20)
  7. setheading(0)
  8. forward(-95)
  9. pendown()
  10. begin_fill()
  11. circle(15)
  12. end_fill()
  13. #左眼珠
  14. color("black")
  15. penup()
  16. setheading(90)
  17. forward(12)
  18. setheading(0)
  19. forward(-3)
  20. pendown()
  21. begin_fill()
  22. circle(3)
  23. end_fill()
  24. #右眼框
  25. color((255,155,192),"white")
  26. penup()
  27. setheading(90)
  28. forward(-25)
  29. setheading(0)
  30. forward(40)
  31. pendown()
  32. begin_fill()
  33. circle(15)
  34. end_fill()
  35. #右眼珠
  36. color("black")
  37. penup()
  38. setheading(90)
  39. forward(12)
  40. setheading(0)
  41. forward(-3)
  42. pendown()
  43. begin_fill()
  44. circle(3)
  45. 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。

 
  1. def cheek():
  2. penup()
  3. goto(80,10)
  4. setheading(0)
  5. color((255,155,192))
  6. pendown()
  7. begin_fill()
  8. circle(30)
  9. 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。

  1. def mouth():
  2. penup()
  3. goto(-20,30)
  4. color(239,69,19)
  5. pendown()
  6. setheading(-80)
  7. 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。

  1. def body():
  2. color("red",(255,99,71))
  3. #身体左边的曲线
  4. penup()
  5. goto(-32,-8)
  6. pendown()
  7. begin_fill()
  8. setheading(-130)
  9. circle(100,10)
  10. circle(300,30)
  11. #身体底边
  12. setheading(0)
  13. forward(230)
  14. #身体右边的曲线
  15. setheading(90)
  16. circle(300,30)
  17. circle(100,3)
  18. color((255,155,192),(255,100,100))
  19. #把脸上的下巴颏画出来,避免填充时覆盖掉
  20. setheading(-135)
  21. circle(-80,63)
  22. circle(-150,24)
  23. 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。

  1. def hands():
  2. color((255,155,192))
  3. # 左手的中间手指
  4. penup()
  5. goto(-56,-45)
  6. pendown()
  7. setheading(-160)
  8. circle(300,15)
  9. #通过一个弧形表示左手另外两根手指
  10. penup()
  11. setheading(90)
  12. forward(15)
  13. setheading(0)
  14. pendown()
  15. setheading(-10)
  16. circle(-20,90)
  17. # 右手的中间手指
  18. penup()
  19. setheading(90)
  20. forward(30)
  21. setheading(0)
  22. forward(237)
  23. pendown()
  24. setheading(-20)
  25. circle(-300,15)
  26. #通过一个弧形表示另外两根手指
  27. penup()
  28. setheading(90)
  29. forward(20)
  30. setheading(0)
  31. pendown()
  32. setheading(-170)
  33. 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。

  1. def feet():
  2. #左腿
  3. pensize(10)
  4. color((240,128,128))
  5. penup()
  6. goto(2,-177)
  7. pendown()
  8. setheading(-90)
  9. forward(40)
  10. setheading(-180)
  11. #左脚
  12. color("black")
  13. pensize(15)
  14. forward(20)
  15. #右腿
  16. pensize(10)
  17. color((240,128,128))
  18. penup()
  19. setheading(90)
  20. forward(40)
  21. setheading(0)
  22. forward(90)
  23. pendown()
  24. setheading(-90)
  25. forward(40)
  26. setheading(-180)
  27. #右脚
  28. color("black")
  29. pensize(15)
  30. 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。

  1. def tail():
  2. pensize(4)
  3. color((255,155,192))
  4. penup()
  5. goto(148,-155)
  6. pendown()
  7. setheading(0)
  8. #打卷的尾巴
  9. circle(70,20)
  10. circle(10,330)
  11. 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。

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