Урок 5.2. Рисование на языке Python

В рамках данного урока вы погрузитесь в захватывающий мир графического программирования с использованием инструментов рисования.

Вы научитесь:

• Рисовать улыбающийся смайлик
• Использовать опции set_window, set_color и set_pen
• Рисовать геометрические объекты

Графика присутствует в любом электронном устройстве, которое мы используем. Сегодня у каждого из вас есть возможность создавать свои рисунки, интерактивные анимации и многое другое. Программирование предоставляет отличные инструменты для того, чтобы вы могли дать волю фантазии и воплотить в реальность свои креативные задумки.

Сегодня вашим проектом будет рисование улыбающегося смайлика...

Примечание для учителя: Рисование всегда было любимым видом деятельности учащихся. Можно использовать это как дополнительную мотивацию к изучению математики.

1. При создании нового файла Python выберите его тип (Type:) - "Геометрическая графика" (Geometry Graphics)

Данный шаблон предоставляет доступ к модулю ti_draw в вашей программе. Он содержит много полезных инструментов для создания пользовательского графического дисплея.

2. При использовании любой команды из модуля ti_draw сверху в приложении Shell появляется "холст". Он будет отображаться до тех пор, пока программа не будет завершена.

Ваша первая команда ti_draw определяет систему координат холста.

В меню: menu > More Modules > TI Draw > Control выберите пункт set_window().

Для окна используйте координаты -10, 10, -7, 7:

set_window(-10, 10, -7, 7)

3. Если вы запустите программу сейчас, то увидите пустой холст и строку названия, в которой написано "Завершено" (Finished). Нажмите на любую кнопку, чтобы снова перейти в приложение Shell. Возвращайтесь к написанию программы...

Примечание для учителя: Некоторым учащимся будет немного сложно ориентироваться на графическом дисплее, потому что на нем нет осей. Чтобы отобразить оси используйте следующие выражения:
draw_line(-10,0,10,0)
draw_line(0,-7,0,7)
Их надо расположить после команды set_window(). Это не экран построения графиков, а пустой холст, на котором пользователь рисует графические объекты.

4. Нарисуйте круг желтого цвета. Для этого вам потребуются два выражения: одно для выбора цвета, второе - для построения окрашенного круга.

Найти выражение set_color можно в меню: menu > More Modules > TI Draw>Control.

(Обратите внимание на всплывающие подсказки, в которых показан допустимый диапазон значений)

Чтобы получить желтый цвет используйте значения (255,255,0):

set_color(255,255,0)

Эти три значения в скобках говорят о количестве красного, зеленого и синего цвета соответственно при их смешивании.

Диапазон каждого числа тут равен от 0 до 255, как показано на рисунке.

Попробуйте и другие комбинации цветов. Пользователь может использовать более 16 миллионов комбинаций (256**3)! Для получения желтого вам нужно смешать красный и зеленый! Попробуйте.

5. Теперь пришло время поработать с кругом.

Выберите пункт fill_circle() через меню: menu > More Modules > TI-Draw > Shape.

Теперь, принимая во внимание параметры окна, нарисуйте большой ровный круг с центром на пересечении осей x, y. Радиус должен быть таким, чтобы круг получился на весь экран.

Попробуйте сделать это самостоятельно...

6. В примере использованы следующие параметры:

fill_circle(0,0,6)

Теперь запустите программу, чтобы посмотреть промежуточный результат.

Поздравляем с первым нарисованным объектом!

Вы можете попробовать ввести другие цифры в выражении fill_circle( ). Также разрешается экспериментировать со смешением цветов в выражении set_color( ).

А теперь продолжим...

7. Для того чтоб нарисовать улыбку и глаза, вам понадобится прямоугольник. Он создается с помощью выражения draw_rect.

Нужно добавить две следующих функции:

• set_color(0,0,0) (черный цвет)
• draw_rect(-4,-4,8,4)

Теперь запустите программу.

Выражение draw_arc() позволяет нарисовать дугу внутри прямоугольника, используя те же самые аргументы плюс аргументы startangle (начальный угол) и arcangle (угол дуги) (в градусах). Чтобы увидеть дугу, добавьте следующую строку:

draw_arc(-4,-4,8,4,0,270)

Она должно располагаться под выражением draw_rect. Снова запустите программу, чтобы посмотреть, что получилось.

8. Пояснения:

В функциях draw_rect и draw_arc первые две цифры (x,y) или (-4,-4) являются координатами левого нижнего угла прямоугольника. 8 это ширина (слева направо), а 4 это высота (снизу вверх).

Выражение draw_arc рисует дугу эллипса, вписанного в прямоугольник. Центр эллипса совпадает с центром прямоугольника. Эллипс будет нарисован целиком, когда значение startangle (начальный угол) равно 0° (или другому числу), а значение arcangle (угол дуги) равно 360° (или больше). Эллипс отображается частично, когда значение arcangle будет меньше 360°. В своем примере мы использовали следующие значения: 0° для startangle и 270° для arcangle. Это говорит о том, что 0° это "восток" (правая сторона), а измерение будет происходить против часовой стрелки, таким образом, будет нарисовано только ¾ эллипса.

9. Введите выражение draw_arc следующим образом:

draw_arc(-4,-4,8,4,180,180)

Это значит, что начать рисование нужно со 180 градусов и довести до 180 градусов по кругу (против часовой стрелки).

(0 градусов справа, 180 слева)

Так вы нарисуете только нижнюю половину эллипса. Попробуйте ввести другие значения углов.

Теперь ничего не стирайте, но преобразуйте выражение draw_rect в комментарий. Для этого нужно нажать комбинацию ctrl+T в любом месте строки. Эта команда удалит прямоугольную рамку с рисунка, но при этом эта часть кода будет сохранена... на всякий случай, вдруг она еще пригодится в работе.

10. Чтобы линия улыбки была жирной, используйте следующее выражение (перед строкой draw_arc):

set_pen("thick","solid")

Его можно найти в меню: menu > More Modules > TI Draw > Control.

В выражении set_pen есть два аргумента:

• Толщина (thickness) пера может быть тонкой, средней или жирной (thin, medium, thick)
• Стиль (style) пера может быть сплошным, пунктирным или точечным (solid, dashed, dotted)

Также вы можете использовать цифры 0, 1 или 2 для выбора параметра этих двух аргументов.

11. Теперь нужно нарисовать глаза с помощью выражений fill_arc. Внимательнее со структурой:

fill_arc(нижняя левая точка-x, нижняя правая точка-y, ширина слева направо, высота снизу вверх, 0, 360)

Наконец, используйте выражение draw_circle(), чтобы добавить к желтому кругу смайла черную обводку. Попробуйте сделать это без подсказок!

А какой смайл вы сможете сделать сами? Или, может быть, мультяшного персонажа?

Примечание для учителя: Остальная часть кода выглядит так:

# Geometry Graphics
#===============================
from ti_draw import *
#===============================
set_window(-10,10,-7,7)
set_color(255,255,0)
fill_circle(0,0,6)
set_color(0,0,0)
#draw_rect(-4,-4,8,4)
set_pen("thick","solid")
draw_arc(-4,-4,8,6,190,160)
fill_arc(-4,0,3,4,0,360)
fill_arc(1,0,3,4,0,360)
draw_circle(0,0,6)