使用Python来绘制樱花树

简介: 本文以林徽因的《你是人间的四月天》为引,将春日意象与现代职场编程艺术结合,通过Python的Turtle模块绘制分形树和花瓣图案。文章详细解析了Turtle模块的使用方法、递归算法及随机性在图形生成中的应用,展示了如何用代码创造自然美感。核心代码包含tree函数(绘制分形树)和petal函数(绘制花瓣),最终生成一幅生动的春日画卷。项目不仅帮助读者掌握Turtle绘图技巧,更激发对编程艺术的兴趣,鼓励探索数字世界的无限可能。

1.前言

林徽因在《你是人间的四月天》中写道:“笑响点亮了四面风;轻灵在春的光艳中交舞着变。”当林徽因笔下的四月天遇见现代职场,春色便有了更丰富的叙事维度:是以「Spring」命名的项目;是PPT柱状图比拟的竹林生长曲线;是用Python生成的樱花分形图案;还是闲暇之余写的春日代码诗。请用你的「职业语言」,捕捉这场春日的双向奔赴。

2.引言

在探索编程艺术的过程中,使用Python的Turtle图形库绘制复杂而美丽的图案总能带来无尽的乐趣。今天,我们将深入探讨如何运用Turtle模块来绘制一棵随机生成的分形树,以及树下的花瓣。这个项目融合了递归算法、随机性以及色彩变化,为我们呈现了一个既自然又艺术的画面。

2.1Turtle模块简介

Turtle是Python标准库中的一个模块,主要用于图形绘制。它基于一种叫做“Logo”的语言,允许用户通过简单的命令控制一个虚拟的“画笔”或“海龟”,在屏幕上绘制各种形状和图案。Turtle非常适合于教学和初学者,因为它直观且易于理解。

2.2安装Turtle

Turtle作为Python标准库的一部分,通常在安装Python时就已经包含在内。因此,无需额外安装,只需在代码中通过import turtle语句导入即可开始使用。

2.3代码详细解释

下面,我们将逐步解析这段代码,了解它是如何创造出一棵随机分形树和树下花瓣的。

import turtle
import random
from turtle import *
from time import sleep

首先,我们导入了所需的模块:turtle用于图形绘制,random用于引入随机性,time用于添加延时(虽然在这个例子中并未使用)。

def tree(branchLen, t):
    ...

tree函数是绘制分形树的核心。它接受两个参数:branchLen(树枝长度)和t(Turtle对象)。函数内部使用递归来生成树的分支,同时随机改变树枝的颜色和粗细,以模拟真实树木的多样性。

def petal(m, t):
    ...

petal函数负责在树下绘制花瓣。它接受花瓣数量m和Turtle对象t作为参数。通过随机生成的位置和大小,每朵花瓣都被绘制在屏幕的不同位置,营造出一种自然散落的效果。

def main():
    ...
    myWin.exitonclick()

main函数是程序的入口点。它初始化Turtle对象,设置背景色,调用treepetal函数,并最后通过myWin.exitonclick()等待用户的点击来关闭窗口,确保用户可以充分欣赏到生成的艺术品。

2.4效果图

GIF 2025-4-9 13-47-22.gif

2.5完整代码

下面是完整的代码,可以直接复制并在你的Python环境中运行:

import turtle
import random
t = turtle.Turtle()
w = turtle.Screen()
def tree(branchLen, t):
    if branchLen > 3:
        if 8 <= branchLen <= 12:
            if random.randint(0, 2) == 0:
                t.color('snow')
            else:
                t.color('lightcoral')
            t.pensize(branchLen / 3)
        elif branchLen < 8:
            if random.randint(0, 1) == 0:
                t.color('snow')
            else:
                t.color('lightcoral')
            t.pensize(branchLen / 2)
        else:
            t.color('sienna')
            t.pensize(branchLen / 10)
        t.forward(branchLen)
        a = 1.5 * random.random()
        t.right(20 * a)
        b = 1.5 * random.random()
        tree(branchLen - 10 * b, t)
        t.left(40 * a)
        tree(branchLen - 10 * b, t)
        t.right(20 * a)
        t.up()
        t.backward(branchLen)
        t.down()
def petal(m, t):  # 树下花瓣
    for i in range(m):
        a = 200 - 400 * random.random()
        b = 10 - 20 * random.random()
        t.up()
        t.forward(b)
        t.left(90)
        t.forward(a)
        t.down()
        t.color("lightcoral")
        t.circle(1)
        t.up()
        t.backward(a)
        t.right(90)
        t.backward(b)
def main():
    t = turtle.Turtle()
    myWin = turtle.Screen()
    # getscreen().tracer(5, 0)
    turtle.screensize(bg='wheat')
    t.left(90)
    t.up()
    t.backward(150)
    t.down()
    t.color('sienna')
    tree(60, t)
    petal(100, t)
    myWin.exitonclick()
main()

3.结语

通过这个项目,你不仅掌握了如何使用Turtle模块绘制复杂的图形,还学会了如何通过递归和随机性来创造自然界的美感。尝试修改参数,观察不同效果,甚至可以尝试自己编写新的图形函数,让每一次运行都成为一场视觉盛宴。

编程之美在于创造与发现,Turtle模块无疑是这一过程中的重要伙伴。希望这次的讲解能够激发你对编程艺术的兴趣,鼓励你继续探索和创造属于自己的数字世界。


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