[Python知识库]小项目：python绘制万花尺

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Created on Thu Feb 24 19:21:54 2022

@author: Administrator
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import sys, argparse
from PIL import Image
import numpy as np
from datetime import datetime
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import math
import  random
import turtle

from fractions import gcd
#绘制万花筒的类

class Spiro:
    #创建
    def __init__(self, xc, yc, col, R, r, l):
        
        #创建海龟对象
        self.t = turtle.Turtle()
        #设置游标的形状
        self.t.shape('turtle')
        
        #设置移动的角度
        self.step = 5
        
        #设置绘制完成的标记
        self.drawingComplete = False
        
        #设置参数
        self.setparams(xc, yc, col, R, r, l)
        
        #初始化
        self.restart()
        
    #创建——传参数方法（万花尺的参数）
    def setparams(self, xc, yc, col, R, r, l):
        self.xc = xc
        self.yc = yc
        self.col = col
        self.R= int(R)
        self.r = int(r)
        self.l = l
        
        #最大公约数gcdVal
        gcdVal = gcd(self.r, self.R)
        #在nRot圈数后，开始重复
        self.nRot = self.r // gcdVal
        # 计算半径之比
        self.k = r / float(R)#?
        #设置线条的颜色
        self.t.color(*col)
        #储存现在的角度
        self.a = 0
    
    #创建restart方法
    def restart(self):
        #将目前的万花尺归位为false
        self.drawingComplete = False
        #显示海龟光标
        self.t.showturtle()
        #将光标归到最开始的位置
        self.t.up()
        R, k, l = self.R, self.k, self.l
        a = 0.0
        x = R*((l-k)*math.cos(a)+l*k*math.cos((l-k)*a/k))
        y = R*((l-k)*math.sin(a)-l*k*math.sin((l-k)*a/k))
        self.t.setpos(self.xc+x, self.yc+y)
        self.t.down()
    #开始绘制曲线
    def draw(self):
        R, k, l = self.R, self.k, self.l
        for i in range(0,360*self.nRot+1, self.step):
            a  = math.radians(i)
            x = R*((l-k)*math.cos(a)+l*k*math.cos((l-k)*a/k))
            y = R*((l-k)*math.sin(a)-l*k*math.sin((l-k)*a/k))
            self.t.setpos(self.xc+x, self.yc+y)
        self.t.hideturtle()
        #绘制完成，因此隐藏海龟光标
    def update(self):
        if self.drawingComplete:
            return
        #增加当前的角度
        self.a += self.step
        a = math.radians(self.a)
        R, k, l = self.R, self.k, self.l
        x = R*( (l-k) * math.cos(a) + l*k*math.cos((l-k)*a/k))
        y = R*( (l-k) * math.sin(a) - l*k*math.sin((l-k)*a/k))
        self.t.setpos(self.xc + x, self.yc + y)
        if self.a >= 360*self.nRot:
            self.drawingComplete = True
            #绘制完成，因此隐藏海龟光标
            self.t.hideturtle()
    def clear(self):
        self.t.clear()

#创建随机绘制曲线的类
class SpiroAnimator:
    def __init__(self, N):
        #设置定时器（10毫秒）
        self.deltaT = 5
        #获取窗口的尺寸
        self.width = turtle.window_width()
        self.height = turtle.window_height()
        #创建一个Sprio对象
        self.spiros = []
        for i in range(N):
            #获取随机参数
            rparams = self.genRandomParams()
            #设置spiros对象并传入参数
            spiro = Spiro(*rparams)#把spiro写出spiros，下一句的spiro也写成了spiros
            self.spiros.append(spiro)
            #设置定时器进行调用update
            #放在循环里调用N次
            turtle.ontimer(self.update,self.deltaT)
    #对Spiro进行重新绘制
    def restart(self):
        for spiro in self.spiros:
            spiro.clear()
            #产生随机参数
            rparams = self.genRandomParams()
            #设置参数
            spiro.setparams(*rparams)
            #进行重新确定起点
            spiro.restart()
    
    #产生随机参数,并以元组形式返回
    def genRandomParams(self):
        width, height = self.width, self.height
        #R = random.randint(300,500)
        R = random.randint(50, min(width, height)/2)
        r = random.randint(10, 9*R // 10)
        #r = random.randint(100,200)
        #l = random.uniform(0.1, 0.9)#？？？
        l = random.uniform(0.1, 0.9)
        xc = random.randint(-width // 2, width // 2)
        #xc = random.randint(-250,250)
        yc = random.randint(-height // 2, height // 2)
        #yc = random.randint(-250,250)
        col = (random.random(), random.random(),random.random())
        return (xc, yc, col, R, r, l)
    def update(self):
        #更新所有的spiros
        nComplete = 0
        for spiro in self.spiros:
            #依次调用每个spiro里的update方法
            spiro.update()
            #统计绘制完成的spiro数量
            if spiro.drawingComplete == True:
                nComplete += 1
        #当所有的spiro都绘制完成，则重新开始
        if nComplete == len(self.spiros):
            self.restart()
        #无限循化update
        turtle.ontimer(self.update,self.deltaT)
    #对海龟的显示与隐藏进行切换
    def toggleTurtle(self):
        for spiro in self.spiros:
            if spiro.t.isvisible():
                spiro.t.hideturtle()
            else:
                spiro.t.showturtle()


#写main函数
def main():
    print("generating spirograph....")
    #设置宽度为原宽度的80%
    turtle.setup(width = 0.8)
    
    #将游标形状设置为海龟形状
    turtle.shape("turtle")
    
    turtle.title("Spirographs!")
    turtle.hideturtle()

    SpiroAnimator(5)

"""
    col = (0.0, 0.0, 0.0)
    spiro = Spiro(0, 0, col, 300, 100, 0.9)
    spiro.draw()
"""  

if __name__ == '__main__':
    main()