Python圖形繪制圖形繪制Python有大量的圖形庫，包括Python自帶的標準圖形庫，如tkinter模塊中的畫布繪圖、在Tkinter圖形庫基礎上建立的graphics模塊，還有種類繁多的第三方圖形庫，如wxPython、PyGTK、PyQt、PySide等，通過它們可以進行圖形繪制操作。此外，Python內置的turtle繪圖模塊也具有基本的繪圖功能。Tkinter圖形庫概述Tkinter(Tkinterface，Tk接口)圖形庫是Tk圖形用戶界面工具包的Python接口。Tk是一種流行的跨平臺圖形用戶界面(GraphicalUserInterface，GUI)開發工具。Tkinter圖形庫通過定義一些類和函數，實現了一個在Python中使用Tk的編程接口。可以簡單地說，Tkinter圖形庫就是Python版的Tk。Tkinter圖形庫概述Tkinter圖形庫由_tkinter、tkinter和tkinter.constants等若干模塊組成。其中，_tkinter是二進制擴展模塊，tkinter是主模塊，tkinterconstants模塊定義了許多常量。_tkinter模塊提供了對Tk的低級接口。低級接口并不會被應用級程序員直接使用，通常是一個共享庫或DLL，但是在一些情況下，它也可被Python解釋器靜態鏈接。tkinter是最重要的模塊，導入tkinter模塊時，會自動導入tkinter.constants模塊。因此，圖形處理首先需要做的是導入tkinter模塊，就像導入math模塊以使用其中的數學函數、導入string模塊以使用其中的字符串操作函數一樣。Tkinter圖形庫概述導入tkinter模塊一般采用以下兩種方法。>>>importtkinter>>>fromtkinterimport*主窗口的創建主窗口也稱為根窗口，這是一個頂層窗口，所有圖形都是在這個窗口中繪制的。在導入tkinter模塊之后，接下來就要使用Tk類的無參構造函數Tk()創建主窗口。主窗口是一個對象，其創建格式為：窗口對象名=Tk()主窗口的創建例如，下列語句創建主窗口w，這時可以在屏幕上看到一個主窗口。>>>w=Tk()主窗口有自己的屬性，如寬度(widh)、高度(height)、背景顏色(bg或background)等，也有自己的方法。主窗口的默認寬度和高度都為200像素、背景顏色顏色為淺灰色，下列語句設置w主窗口的寬度、高度和背景顏色屬性。>>>w['width']=300>>>w['height']=200>>>w['bg']='red'主窗口的創建主窗口默認的窗口標題是tk，可以通過調用主窗口對象的title()方法來設置窗口標題。下列語句設置w主窗口的標題為“tkinter主窗口”。>>>w.title('tkinter主窗口')畫布對象的創建畫布(canvas)就是用來進行繪圖的區域，tkinter模塊的繪圖操作都是通過畫布進行的。畫布實際上是一個對象，可以在畫布上繪制各種圖形、標注文本。畫布對象包含一些屬性，如畫布的高度、寬度、背景色等，也包含一些方法，如在畫布上創建圖形、刪除或移動圖形等。畫布對象的創建創建畫布對象語句的格式如下：畫布對象名=canvas(窗口對象名,屬性名=屬性值,......)該語句創建一個畫布對象，并對該對象的屬性進行設置。語句中的Canvas代表tkinter模塊提供的Canvas類，通過Canvas類的構造函數Canvas創建畫布對象。“窗口對象名”表示畫布所在的窗口，“屬性名=屬性值”用于設置畫布對象的屬性。畫布對象的創建畫布對象的常用屬性有畫布高度(height)、畫布寬度(width)和畫布背景色(bg或background)等，需要在創建畫布對象時進行設置。創建畫布對象時如果不設置這些屬性的值，則各屬性取各自的默認值，如bg的默認值為淺灰色。下面的語句在主窗口w中創建一個寬度為300像素、高度為200像素、背景為白色的畫布對象，并將畫布對象命名為c。>>>c=Canvas(w,width=300,height=200,bg='white')>>>c.pack()畫布對象的坐標系為了在繪圖時指定圖形的繪制位置，tkinter模塊為畫布建立了坐標系。畫布坐標系以畫布左上角為原點，從原點水平向右為x軸，從原點垂直向下為y軸。如果畫布坐標以整數給出，則度量單位是像素，例如左上角的坐標為原點(0，0)，300×200畫布的右下角坐標為(299，199)。像素是最基本、最常用的長度單位。tkinter模塊也支持以字符串形式給出其他度量單位的長度值，例如5c表示5厘米、50m表示50毫米、2i表示2英寸等。畫布對象繪圖方法畫布對象提供了各種方法，利用這些方法可以在畫布上繪制各種圖形。繪制圖形前，先要導入tkinter模塊、創建主窗口、創建畫布并使畫布可見。相關的語句匯總如下。fromtkinterimport*w=Tk()c=Canvas(w,width=300,height=200,bg="white")c.pack()繪制矩形創建矩形畫布對象提供create_rectangle()方法，用于在畫布上創建矩形，其調用格式如下：畫布對象名.create_rectangle(x0,y0,x1,y1,屬性設置...)其中，(x0,y0)是矩形左上角的坐標，(x1,y1)是矩形右下角的坐標。屬性設置即對矩形的屬性進行設置。例如，下面的語句創建一個以(50,30)為左上角、以(200,150)為右下角的矩形。>>>c.create_rectangle(50,30,200,150)1繪制矩形2.矩形對象的常用屬性矩形邊框屬性outline設置顏色width邊框的寬度dash邊框虛線形式(2)矩形內部填充屬性fill設置填充顏色stipple在填充顏色時，用stipple屬性設置填充畫刷，即填充的點刻效果。state用于設置圖形的顯示狀態。繪制矩形可以利用畫布對象的itemconfig()方法來設置矩形屬性，利用delete()方法和move()方法可以刪除和移動矩形。下面再看兩個設置矩形屬性的語句。>>>c.itemconfig(1,fill="blue")>>>c.itemconfig(r,fill="grey",outline="white",width=5)例

繪制如圖所示的四個正方形。分析：利用畫布的create_rectangle方法繪制正方形，注意設置屬性和四個正方形之間的位置關系。程序如下：fromtkinterimport*w=Tk() #創建主窗口w.title("繪制四個正方形")#創建畫布對象c=Canvas(w,width=300,height=220,bg="white") #使畫布可見c.pack()#繪制無邊框綠色正方形c.create_rectangle(110,110,190,190,fill="green",outline="green",width=5)#繪制紅色點畫正方形c.create_rectangle(110,30,190,110,fill="#ff0000",stipple="gray25")#繪制紅色邊框黃色正方形c.create_rectangle(30,110,110,190,fill="yellow",outline="red",width=5)#繪制虛線邊框紅色正方形c.create_rectangle(190,110,270,190,dash=10,width=5,fill="red")例

繪制曲線分析：繪制函數曲線可采用計算出函數曲線的各個點的坐標，將各點畫出來，如果這些點足夠密，繪出的曲線會比較光滑。畫布對像沒有提供畫“點”的方法，但可以畫一個很小的矩形來作為點。例如：c.create_rectangle(50,50,51,51)。程序如下：frommathimport*fromtkinterimport*w=Tk()w.title("繪制曲線")c=Canvas(w,width=300,height=200,bg="white")c.pack()#繪制函數曲線t=0whilet<=10*pi:x=3*(cos(t)+t*sin(t))y=3*(sin(t)-t*cos(t))x+=150 #移動坐標

y+=100

c.create_rectangle(x,y,x+0.5,y+0.5)t+=0.1繪制矩形3.矩形對象的坐標表示create_rectangle()方法中坐標參數的形式是很靈活的，既可以直接提供坐標值，也可以先將坐標數據存入變量，然后將該變量傳給該方法；既可以將所有坐標數據構成一個元組，也可以將它們組成多個元組。>>>p1=(10,10)>>>p2=(150,100)>>>c.create_rectangle(p1,p2)>>>pp=(50,60,100,150)>>>c.create_rectangle(pp)繪制橢圓與圓弧繪制橢圓畫布對象提供create_oval()方法，用于在畫布上畫一個橢圓，其特例是圓。橢圓的位置和尺寸由其外接矩形決定，而外接矩形由左上角坐標(x0,y0)和右下角坐標(x1,y1)定義。create_oval()方法的調用格式如下：畫布對象名.create_oval(x0,y0,x1,y1,屬性設置,...)繪制橢圓與圓弧例

創建如圖所示的圓和橢圓。分析：利用畫布的create_oval()方法繪制一個圓和兩個橢圓，注意設置屬性和三個圖形之間的位置關系。程序如下：fromtkinterimport*w=Tk()w.title("繪制圓和橢圓")c=Canvas(w,width=260,height=260,bg="white")c.pack()c.create_oval(30,30,230,230,fill="red",width=2)c.create_oval(30,80,230,180,fill="yellow",width=2) #繪制黃色橢圓c.create_oval(80,30,180,230,fill="gray",width=2)繪制橢圓與圓弧例

描繪地球繞太陽旋轉的軌道。分析：分別創建一個橢圓和兩個圓，并且為大圓形涂上紅色表示太陽，為小圓形涂上藍色表示地球。程序如下：fromtkinterimport*w=Tk()w.title("繪制地球繞太陽旋轉軌道")c=Canvas(w,width=300,height=200,bg="white")c.pack()c.create_oval(50,50,250,150,dash=(4,2),width=2)#繪制太陽c.create_oval(110,80,150,120,fill="red",outline="red")c.create_oval(240,95,255,110,fill="blue") #繪制地球繪制橢圓與圓弧2.繪制圓弧畫布對象提供create_arc()方法，用于在畫布上創建一個弧形。與橢圓的繪制類似，create_arc()的參數是用來定義一個矩形的左上角和右下角的坐標，該矩形惟一確定了一個內接橢圓(特例是圓)，而最終要畫的弧形是該橢圓的一段。create_arc()方法的調用格式如下：畫布對象名.create_arc(x0,y0,x1,y1,屬性設置,...)繪制橢圓與圓弧弧形的開始位置由屬性start定義，其值為一個角度(x軸方向為0°)；弧形的結束位置由屬性extent定義，其值表示從開始位置逆時針旋轉的角度。start屬性的默認值為0°，extent屬性的默認值為90°。顯然，如果start設置為0°，extent設置為360°，則畫出一個完整的橢圓，效果和create_oval()方法一樣。屬性style用于規定圓弧的樣式，可以取三種值：PIESLICE是扇形，即圓弧兩端與圓心相連；ARC是弧，即圓周上的一段；CHORD是弓形，即弧加連接弧兩端的弦。繪制橢圓與圓弧看下面的程序:fromtkinterimport*w=Tk()w.title("圓弧的三種樣式")c=Canvas(w,width=350,height=150,bg="white")c.pack()c.create_arc(20,40,100,120,width=2)#默認樣式是PIESLICEc.create_arc(120,40,200,120,style=CHORD,width=2)c.create_arc(220,40,300,120,style=ARC,width=2)繪制橢圓與圓弧例

創建如圖所示的扇葉圖形。程序如下：fromtkinterimport*w=Tk()w.title("繪制扇葉圖形")c=Canvas(w,width=300,height=240,bg="white")c.pack()foriinrange(0,360,60):

c.create_arc(50,20,250,220,fill="red",start=i,extent=30)繪制線條與多邊形繪制線條畫布對象提供create_line()方法，用于在畫布上創建連接多個點的線段序列，其調用格式如下：畫布對象名.create_line(x0,y0,x1,y1,…,xn,yn,屬性設置,…)create_line()方法將各點(x0,y0)，(x1,y1)，…，(xn,yn)按順序用線條連接起來。例

繪制y=sin(x)*sin(4πx)曲線程序如下：frommathimport*fromtkinterimport*w=Tk()w.title("繪制曲線")W=400;H=220O_X=2;O_Y=H/2S_X=120;S_Y=100 #x，y軸縮放倍數x0=y0=0 #坐標初始值c=Canvas(w,width=W,height=H,bg="white")c.pack()c.create_line(0,O_Y,W,O_Y)#繪制x軸c.create_line(O_X,0,O_X,H) #繪制y軸foriinrange(0,180,1):arc=pi*i/180x=O_X+arc*S_Xy=O_Y-sin(arc)*sin(4*pi*arc)*S_Y

c.create_line(x0,y0,x,y)

x0=x

y0=y繪制線條與多邊形2.繪制多邊形畫布對象提供create_polygon()方法，用于在畫布上創建一個多邊形。與線條類似，多邊形是用一系列頂點(至少三個)的坐標定義的，系統將把這些頂點按次序連接起來。與線條不同的是，最后一個頂點需要與第一個頂點連接，從而形成封閉的形狀。create_polygon()方法的調用格式如下：畫布對象名.create_polygon(x0,y0,x1,y1,...,屬性設置,...)例用紅、黃、綠三種顏色填充矩形，如圖所示。分析：先畫矩形，再用紅、黃、綠三種顏色分別繪制三角形、平行四邊形和三角形，三個圖形連在一起填充矩形。程序如下：fromtkinterimport*w=Tk()w.title("三種顏色填充矩形")c=Canvas(w,width=340,height=200,bg="white")c.pack()c.create_rectangle(50,50,290,150,width=5)#繪制矩形c.create_polygon(50,50,50,150,130,150,fill="red") #繪制紅色三角形c.create_polygon(50,50,130,150,290,150,210,50,fill="yellow") #繪制黃色平行四邊形c.create_polygon(210,50,290,150,290,50,fill="green") #繪制綠色三角形turtle繪圖turtle繪圖模塊是Python中引入的一個簡單的繪圖工具，利用turtle模塊繪圖通常稱為海龜繪圖。為什么叫海龜繪圖呢？繪圖時有一個箭頭(比作小海龜)，按照命令一筆一筆地畫出圖形，就像小海龜在屏幕上爬行，并能留下爬行的足跡，于是就形成了圖形。海龜就仿佛是繪圖的畫筆，而屏幕就是用于繪圖的紙張。turtle繪圖導入turtle模塊使用turtle繪圖，首先需要導入turtle模塊，有以下兩種方法。>>>importturtle>>>fromturtleimport*turtle繪圖2.turtle繪圖屬性turtle繪圖有三個要素，分別是位置、方向和畫筆。(1)位置是指箭頭在turtle圖形窗口中的位置。turtle圖形窗口的坐標系采用笛卡兒坐標系，即以窗口中心點為原點向右為x軸正軸方向，向上為y軸正軸方向。在turtle模塊中，reset()函數可使箭頭回到坐標原點。(2)方向是指箭頭的指向，使用left(degree)、right(degree)函數使得箭頭分別向左、向右旋轉degree度。(3)畫筆是指繪制的線條的顏色和寬度，有關畫筆控制函數如下：down()：放下畫筆，移動時繪制圖形。這也是默認的狀態。up()：提起畫筆，移動時不繪制圖形。width(w)：繪制圖形時畫筆的寬度，w為一個正數。color(s)：繪制圖形時畫筆的顏色，s是一個字符串，例如"red"、"blue"、"green"分別表示紅色、藍色、綠色。fillcolor(s)：繪制圖形的填充顏色。turtle繪圖3.turtle繪圖命令turtle繪圖有許多控制箭頭運動的命令，從而繪制出各種圖形。goto(x,y)：將箭頭從當前位置徑直移動到坐標為(x,y)的位置，這時當前方向不起作用，移動后方向也不改變。如果想要移動箭頭到(x,y)位置，但不要繪制圖形，可以使用up()函數。例如，下列命令繪制一根水平直線。fromturtleimport*reset() #將整個繪圖窗口清空并將箭頭置于原點(窗口的中心)。

goto(100,0) #從當前位置(0,0)運動到(100,0)位置forward(d)：控制箭頭向前移動，其中d代表移動的距離。在移動前，需要設置箭頭的位置、方向和畫筆三個屬性。backward(d)：與forward()函數相反，控制箭頭向后移動，其中d代表移動的距離。speed(v)：控制箭頭移動的速度，v取[0,10]范圍的整數，數字越大，速度越快。也可以使用“slow”、“fast”來控制速度。turtle繪圖例

繪制一個正方形。程序如下：fromturtleimport*color("blue") #定義繪制時畫筆的顏色width(5) #定義繪制時畫筆的線條寬度speed(10) #定義繪圖的速度foriinrange(4): #繪出正方形的四條邊

forward(50)right(90)turtle繪圖例

繪制三個同心圓程序如下：fromturtleimport*foriinrange(3):up() #提起畫筆

goto(0,-50-i*50) #確定畫圓的起點

down() #放下畫筆

circle(50+i*50) #畫圓Graphics圖形庫Graphics圖形庫是在tkinter圖形庫基礎上建立的，由graphics模塊組成。graphics模塊的所有功能都是依賴于tkinter模塊功能實現的。graphics模塊將tkinter模塊的繪圖功能以面向對象的方式重新包裝，使初學者更容易學習和應用。Graphics圖形庫1.模塊導入與圖形窗口graphics模塊文件(graphics.py)可以從網站http://zelle/python下載，下載后將graphics.py文件與用戶自己的圖形程序放在一個目錄中，或者放在Python安裝目錄中即可。使用graphics繪圖，首先要導入graphics模塊，語句格式有如下兩種。>>>importgraphics>>>fromgraphicsimport*其次，使用graphics提供的GraphWin()函數創建一個圖形窗口。在圖形窗口中，設有標題欄，以及“最小化”、“最大化”、“關閉”等按鈕。例如：>>>win=GraphWin()。Graphics圖形庫2.圖形對象在tkinter模塊中，只為畫布提供了Canvas類，而畫布上繪制的各種圖形并沒有對應的類。因此，畫布是對象，而畫布的圖形并不是對象，不是按面向對象的風格構造的。graphics模塊就是為了改進這一點而設計的。在graphics模塊中，提供了GraphWin(圖形窗口)、Point(點)、Line(直線)、Circle(圓)、Oal(橢圓)、Rectangle(矩形)、Polygon(多邊形)、Text(文本)等類，利用類可以創建相應的圖形對象。每個對象都是相應的類的實例，對象都具有自己的屬性和方法(操作)。Graphics圖形庫(1)點graphics模塊提供了point類，用于在窗口中畫點。創建點對象的語句格式為：p=Point(x坐標,y坐標)下面先創建一個Point對象，然后調用Point對象的方法進行各種操作。>>>fromgraphicsimport*>>>win=GraphWin()>>>p=Point(100,50)>>>p.draw(win)>>>print(p.getX(),p.getY())10050>>>p.move(20,30)>>>print(p.getX(),p.getY())12080Graphics圖形庫Point對象還提供以下方法：p.setFill()：設置點p的顏色。p.setOutline()：設置邊框的顏色。對Point對象來說，與setFill()方法沒有區別。p.undraw()：隨藏對象p，即在圖形窗口中，對象p變成不可見。注意，隱藏并非刪除，對象p仍然存在，隨時可以重新執行draw()。p.clone()：復制一個與p一模一樣的對象。Graphics圖形庫(2)直線直線類Line用于繪制直線。創建直線對象的語句格式為：line=Line(端點1,端點2)其中，兩個端點都是Point對象。和Point對象一樣，Line對象也支持draw()、undrew()、move()、setFill()、setOutline()、clone()等方法。此外，Line對象還支持setArrow()方法，用于為直線畫箭頭，setWidth()方法用于設置直線寬度。Graphics圖形庫例

利用直線對象繪制一個正方形。程序如下：fromgraphicsimport*win=GraphWin("繪制正方形")p1=Point(50,50);p2=Point(150,50)p3=Point(150,150);p4=Point(50,150)l1=Line(p1,p2);l2=Line(p2,p3)l3=Line(p3,p4);l4=Line(p4,p1)l1.draw(win);l2.draw(win)l3.draw(win);l4.draw(win)p.getX(),p.getY())12080Graphics圖形庫(3)圓圓類為Circle，創建圓形對象的語句格式為：c=Circle(圓心,半徑)其中，圓心是Point對象，半徑是個數值。Circle對象同樣支持draw()、undraw()、setFill()、setOutline()、clone()、setWidth()等方法。此外，Circle對象還支持c.getRadius()方法，用于獲取圓形對象c的半徑。Graphics圖形庫例

繪制三個同心圓，并且將它們填充不同顏色。程序如下：fromgraphicsimport*win=GraphWin("繪制同心圓")pt=Point(100,100)cir1=Circle(pt,80)cir1.draw(win);cir1.setFill("green")cir2=Circle(pt,50)cir2.draw(win);cir2.setFill(color_rgb(100,100,255))cir3=Circle(pt,20)cir3.draw(win);cir3.setFill(color_rgb(255,0,0))Graphics圖形庫(4)橢圓橢圓類為Oval，創建橢圓對象的語句格式為：o=Oval(左上角,右下角)其中，左上角和右下角是兩個Point對象，用于指定一個矩形，再由這個矩形定義一個內接橢圓。例

繪制四個相扣的圓，并且將它們的邊線設置成不同顏色，邊線寬度相同。程序如下：fromgraphicsimport*win=GraphWin("繪制四個相扣的圓",410,200)pt1=Point(50,50);pt2=Point(150,150)o1=Oval(pt1,pt2);o1.draw(win)o1.setOutline("red");o1.setWidth(6)o2=o1.clone() #復制相同的圓對象o2.draw(win);o2.move(70,0);o2.setOutline("black");o2.setWidth(6)o3=o2.clone()o3.draw(win)