超详细讲解如何五步画出立体彩色雪花

你的名字 2023-03-01 12:50 2阅读 0赞

## 话不多说先上最终效果图： ##

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQzNTgyMjA3_size_16_color_FFFFFF_t_70]

**这个程序需要用到 turtle 库绘制图案， random 库获取随机颜色，以及 递归 的算法**

具体的详细turtle库使用说明，推荐这个链接，非常详细》》》：[turtle库官方文档简体中文][turtle]

那这个程序怎么绘制呢？

首先用递归绘制一个3阶科勒曲线，代码有注释就不细说了，**直接看代码》》》**

## **step1:** 定义一个函数koch有两个参数一个是长度，一个是次数 ##

def koch(size, n):
        if n == 0:#当n为0时，画一条直线
            turtle.fd(size)
        else:
            for angle in [0, 60, -120, 60]:#n不为0时
                turtle.left(angle)#将一条直线分三段，每次旋转相同角度
                koch(size/3, n-1)#递归调用
    #调用函数：
    koch(400,3)

运行效果：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQzNTgyMjA3_size_16_color_FFFFFF_t_70 1]

## step2:画出了一段科勒曲线后，这还不是一个封闭图形，需要将三个科勒曲线连起来就是一个科勒曲线了，相当于是一个正三角形。 ##

koch(400, 3)#调用koch函数
    turtle.right(120)#旋转120度
    #再调用依次类推，一共调用三次
    koch(400, 3)
    turtle.right(120)
    koch(400, 3)

这样我们的小雪花就初见成效了：

看效果：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQzNTgyMjA3_size_16_color_FFFFFF_t_70 2]

## **step3:** 那么立体感是怎么实现的呢 ##

只需要在每画完一条直线后就连接一条直线到整个图案的中心点，然后再返回出发点继续画下一条直线。

那么如何获取这个图案的中心点呢？  
这里需要用到turtle库的一个方法： turtle.pos()获取当前海龟坐标，仔细观察step2里的雪花图案我们会发现，这其中有三个重要的点：（我用红色把这三个点标注出来看）》》》

turtle.color('red')
    turtle.dot(20)# 绘制红点
    turtle.color('black')
    koch(400, 3)
    turtle.color('red')
    turtle.dot(20)
    turtle.color('black')
    turtle.right(120)
    koch(400, 3)
    turtle.color('red')
    turtle.dot(20)
    turtle.color('black')
    turtle.right(120)
    koch(400, 3)
    turtle.done()

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQzNTgyMjA3_size_16_color_FFFFFF_t_70 3]

如果把这三个点连起来看看是什么形状》》》

turtle.dot(20)# 绘制红点
    pos1 = turtle.pos()#获取点1坐标
    turtle.color('black')
    koch(400, 3)
    turtle.color('red')
    turtle.dot(20)
    pos2 = turtle.pos()#获取点2坐标
    turtle.color('black')
    turtle.right(120)
    koch(400, 3)
    turtle.color('red')
    turtle.dot(20)
    pos3 = turtle.pos()#获取点3坐标

然后我们把这三个点连起来》》》

turtle.reset()#重置
    turtle.pu()
    turtle.goto(pos1)
    turtle.pd()
    turtle.goto(pos2)
    turtle.goto(pos3)
    turtle.goto(pos1)
    turtle.done()

运行效果：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQzNTgyMjA3_size_16_color_FFFFFF_t_70 4]  
果然是一个等边三角形，所以这个等边三角形的中心就是雪花图案的中心，怎么计算等边三角形中心是数学问题，就不专门介绍了》》》

我获取到的三个点坐标为： ![在这里插入图片描述][20200726110435144.png]  
所以可以得到中心点坐标pos = **（100,-(300/pow(3,0.5)-200)）**

## **step4:** 在原有的雪花图案上加上这条往返于中心点的线 ##

def koch(size, n):
        if n == 0:
            turtle.fd(size)
            pos = turtle.pos()# 获取当前坐标作为出发点
            turtle.goto(100,-(300/pow(3,0.5)-200))# 从出发点到中心点
            turtle.goto(pos)# 从中心点回到出发点
        else:
            for angle in [0, 60, -120, 60]:
                turtle.left(angle)
                koch(size/3, n-1)

运行结果：  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQzNTgyMjA3_size_16_color_FFFFFF_t_70 5]

## \*\*step5：\*\*添加颜色 ##

step4已经画出了一个黑白的立体雪花，那如何添加彩色呢？

这里使用random 库里的random()方法，可以获取（0.0-1.0）之间的随机数。

r, g, b = random.random(), random.random(), random.random()# 给r, g, b赋值随机数
            turtle.color(r, g, b)# 随机改变海龟颜色
            turtle.fd(size)

**最后附上完整代码（复制直接可运行**）》》》》》

import turtle, random
    def koch(size, n):
        if n == 0:
            # r, g, b = random.random(), random.random(), random.random()
            # turtle.color(r, g, b)
            turtle.fd(size)
            pos = turtle.pos()
            turtle.goto(100,-(300/pow(3,0.5)-200))
            turtle.goto(pos)
        else:
            for angle in [0, 60, -120, 60]:
                turtle.left(angle)
                koch(size/3, n-1)
    def main():
        turtle.penup()
        turtle.goto(-200, 200)
        turtle.pendown()
        turtle.pensize(1)
        pos1 = turtle.pos()
        koch(600, 3)
        turtle.right(120)
        pos2 = turtle.pos()
        koch(600, 3)
        pos3 = turtle.pos()
        turtle.right(120)
        koch(600, 3)
        turtle.hideturtle()
        print(pos1, pos2, pos3)
        turtle.done()
    if __name__ == '__main__':
        main()

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[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3FxXzQzNTgyMjA3_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20230208/9ddec6a8adee46d4b368d3a33df1a36e.png
[turtle]: https://www.kancloud.cn/cnhuzi/python/1081864
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[20200726110435144.png]: /images/20230208/c53ee4bf6eb142e5826f42f44311e955.png
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