Компьютерная графика
17.12.2022
Раздел информатики, связанный с построением и обработкой рисунков на компьютере, называется компьютерной графикой.
Компьютерная графика есть и в Python.
Если требуется написать программу с графическими возможностями, то необходимо использовать специальные библиотеки.
Библиотеки активно скрывают от программиста сложности взаимодействия с операционной системой. По факту, библиотека — это набор готовых функций (команд), расширяющих возможности языка программирования. Одна из библиотек — tkinter — библиотека, позволяющая работать с графикой
Библиотека graph состоит из одного файла graph программисты строят простые изображения и анимацию. Этот файл в Python содержит необходимые функции и называется модулем.
Функции, которые входят в модуль, вызываются программитом из своей программы.
Графическая программа (наиболее простая) состоит из двух строк:
from graph import*
run ()Первая строчка означает, что «к программе подключить все функции». Следовательно, первая строка программы подключает к программе все возможности модуля graph — графической библиотеки.
Вторая строка — run() — запускает рисование и открывает графическое окно. Это вызов функции run из модуля graph. Такая команда должна всегда завершать программу, использующую модуль graph для работы с графикой.
Для сокращения записи можно не добавлять эту команду в конец программы в текте пособия, но необходимо помнить о том, что она должна обязательно там быть.
При запуске этой программы откроется пустое окно с белым фоном. На нем можно рисовать, управляя каждым пикселем.
Система координат
Холст — это поле для рисования в графических программах. Размер холста совпадает с размером графического окна. Если рисовать что-то за пределами холста, эта часть рисунка будет потеряна.
Холст — это прямоугольник, состоящий из отдельных пикселей, т.е.. растровый рисунок. Каждый пиксель имеет две координаты (x, y):
x — расстояние от пикселя до левой границы холста;
y — расстояние от пикселя до верхней границы холста, что видно на рисунке 1.
Рисунок 1 — Холст
Чаще всего используют прямоугольную систему координат, показанную на рисунке 1. В отличие от «математической» системы координат, на рисунке ось OY направлена не вверх, а вниз.
Дело в том, что в памяти видеокарты пиксели холста хранятся построчно: слева направо, снизу вниз.
Первый пиксель — это пиксель в левом верхнем углу холста, и очень удобно присвоить ему координаты (0;0), так как его смещение от начала области холста равно 0. Теперь естественно направить ось OY вниз, чтобы координаты точек на холсте не были отрицательными.
Управляем пикселями
Пиксель — это наименьший элемент рисунка, которым мы можем управлять (менять его цвет) независимо от других элементов. Чтобы выкрасить пиксель, например, в синий цвет, нужно сначала установить цвет пера:
penColor(«blue»)
Название этой функции составлено из английских слов pen (перо) и color (цвет). Цвет здесь передается функции как символьная строка с названием цвета («blue»)
Так можно задать все цвета, имеющие имена в библиотеке tkinter, например:
- white
- gray
- black
- navy
- blue
- green
- cyan
- yellow
- orange
- red
- brown
- violet
- maroon
- purple
Цвет также можно определить кодом при помощи модели RGB (Red — красный, Green — зеленый, Blue — синий).
Яркий каждой составляющей — это целое число в диапазоне от 0 до 255, например, синий цвет пера можно установить так: penColor(0,0,255)
В коде этого цвета первые две составляющие (красная и зеленая) нулевые, а последняя (синяя) имеет максимально возможно значение 255.
Когда цвет пера выбран, рисуем точку этим пером. для этого вызывается функция point (от английского — point — точка), ей передаются координаты пикселя (сначала Х, потом Y):
point (10, 20)
В результате пиксель с координатами (10, 20) на холсте станет синим.
В пятом классе компьютерная графика изучается в Paint и текстовом редакторе.
Экономист по первому образованию и учитель информатики по второму. Преподаю в школе информатику, программирование, сайтостроение, экономику.