タートルグラフィクス

もくじ

1. はじめに
2. プログラムの例
3. 亀の動作の記述方法
4. 亀の描画機能
• プログラム実行開始時の初期設定
• チュートリアル
5. キャンバスの座標系
6. サンプルプログラム集
7. 色表

ここではタートルグラフィクスによって絵を描く プログラムを作成する方法を説明します． 「亀の描画機能」では描画に利用できる機能の一覧を紹介していますが，それらの全てを理解しなければプログラムが作れないわけではありません．

はじめに

タートルグラフィクスとは，画面上のタートル(亀)を動かして，亀の通った跡に線をひくことで絵を描く枠組みです． 亀の動きをプログラムで指示することでさまざまな絵を描くことができます． 次にタートルグラフィクスプログラムの実行中の画面の例を示します(なお図では「矢印」が亀を表しています)．

タートルグラフィクスで 亀の動作の基本となるのが「前へ進む」と「向きを変える」という指示です． これによって，ひとつながりの線画を描くことができます． さらに 指定した範囲を塗りつぶしたり， 線を描かずに移動することもできるようになっています． 詳しくは「亀の機能」を参照してください．

備考

ここで紹介するタートルグラフィクスはPythonに標準で備わっているタートルグラフィクスを少しアレンジしたもので， プログラムを実行するにはPythonに追加のパッケージを導入することが必要です． 本演習では授業で必要な設定を追加しています．授業の進行に従ってこのページを開いている場合には，すでにパッケージの導入は終わっているはずです．パッケージを導入していない場合には以下でプログラムを動作させることはできません．

プログラムの例

次に簡単なサンプルプログラムを示します． これは黄色で正方形を描くプログラム(square.py )です．なお正方形を描画した後，亀が描画前に向いていた方向を向くようにしています．

from pyturtle import *

# 描画動作の定義
def draw():
    line_color(100,70,0) # 線の色設定(0 <= R,G,B <= 100)
    line_width(3)        # 線幅 = 3
    forward(200)         # 200前進
    turn(90)             # 左90度回転
    forward(200)         # 200前進
    turn(90)             # 左90度回転
    forward(200)         # 200前進
    turn(90)             # 左90度回転
    forward(200)         # 200前進
    turn(90)             # 左90度回転
    
# 画面の表示と描画の実行(drawに従う)
launch(draw)

このサンプルプログラムは「pyturtle.py」と同じフォルダにダウンロードして，「idle」を介して実行できます． idleを起動して「File」から「Open」でダウンロードしたファイルを指定して， 新たに開かれる「Editor」で「Run」「Run Module」で実行して下さい．

キャンバスが表示されたらマウスの左ボタンをクリックするか[Enter]を押すことで絵を描くことができます． また描画が完了した後， マウスの左ボタンをクリックするか[Enter]を押すとキャンバスを閉じてプログラムを終了します．

亀の動作の記述方法

亀の動作は次のように記述します．

from pyturtle import *

def draw():
    # 1行ずつ亀の動作などを記述する
    # 行の先頭は字下げする(インデントをつける)
    # 「#」の後ろは行末までが注釈(コメント)として扱われる
    # コメントの部分はプログラムとして解釈はされない

    line_color(100,70,0) # 線の色設定(0 <= R,G,B <= 100)
    line_width(2) # 線幅の設定(幅=2に設定．線幅の初期値=1)
        :
        :
        :

  
launch(draw)

「def draw():」の次の行から1行に一つずつ 好きなだけ亀の動作を書くことができます． 線の色，線の幅なども指定できます． これらの行では先頭に適切にインデントを入れる(字下げをする)必要があります(†)． すべての動作を記述した後， 最後に行の先頭から(つまりインデントを入れないで)「launch(draw)」と記述します．

なおdefの行とlaunch( )の行の「draw」という名前(文字列)は，これら2箇所を同じ名前で揃えておけば，draw以外の名前にも変えられます(名前の付け方にはルールがあります)．

さきほどのサンプル(square.py)も ここで説明している形式に沿って記述されていることを確認して下さい．

さてプログラムを実行すると，記述した内容が上の行から順に読み取られて，その指示の通りに順番に亀が動きます． 亀の具体的な動かし方については別途説明します(「亀の描画機能」を参照のこと)．

亀の描画機能

ここではタートル(亀)の描画機能について説明します． 基本となる機能は「前へ進む」(forward)と「向きを変える」(turn)です． またline_colorで線の色，fill_colorで塗りつぶしの色を指定できます． まずこれらを使うだけでもいろいろな絵を描くことができるでしょう． 以下に示す種々の機能を利用すればバラエティに富んだ絵を描けるようになります．

プログラム実行開始時の初期設定

プログラム実行開始時には亀は画面中央に上向きに配置されます． またプログラム開始の時点での描画色(線，塗りつぶし)，描画する線の太さ，描画の速さは，それぞれ次の初期値で定められています．

color,line_width,speedによって新たな設定が与えられるまでは，これらの初期設定が適用されます．

チュートリアル

タートルグラフィクスでの基本的な描画処理の説明と亀の機能の説明を兼ねたチュートリアルプログラムを用意しました(すべての機能を網羅しているわけではありません)．ダウンロードして実行してみて下さい． またファイルをidleのEditorで開いて，プログラムの内容を確認してみて下さい．

• tutorial.py

なおファイルは自分のPCの「pyturtle.py」と同じフォルダにダウンロードします．ブラウザ画面で開くのではありません． 次でダウンロードの方法について説明しています．

• ダウンロード

キャンバスの座標系

キャンバスの中心が原点(0,0)となっています． 右向きにx軸，上向きにy軸がとられています． またy軸の正の方向を0として反時計回りで角度(degree)により方位を表します． 0が北，90が西，180が南，270が東を表します． 360はまた北向きを表します． もちろん中間の方位も角度(0-360)で表すことができます．

サンプルプログラム集

以下のサンプルプログラムを用意しました． ダウンロードして実行してみてください． またダウンロードしたプログラムの内容を見て参考にしてください．

• simple_star.py(星形を描く)
• two_stars.py(星形を二つ描く)
• square_fill.py(塗りつぶされた正方形を描く)
• sprout.py(植物の芽を描く)
• star_fill.py(塗りつぶされた星形を描く)

サンプルプログラムは「pyturtle.py」と同じフォルダにダウンロードして，「idle」を介して実行できます． idleを起動して「File」から「Open」でダウンロードしたファイルをを指定して 新たに開かれる「Editor」で「Run」「Run Module」で実行して下さい．

色表

色データの見本を次のページに示しています．

• 色表