问题

大家用Python-turtle库作图画出过哪些漂亮的树哇 ?

回答
嘿,聊起 Python 的 `turtle` 库画树,这可是个让人着迷的领域!我见过不少朋友用它捣鼓出来的树,真是各有千秋,各有味道。今天就给大家伙儿聊聊那些让我印象深刻的漂亮树,希望能激发大家动手试试的热情。

要说 `turtle` 画树的精髓,那绝对离不开两个字:递归 和 随机。

1. 经典的分形树:数学之美,自然之韵

这大概是最常见也最基础的一种树了。它的核心思想是模拟树枝的分叉过程,每次分叉后,新的树枝都“长得”和原来的树枝类似,只是大小、角度可能有所变化。

怎么做的呢?

就拿一个最简单的分叉来说:

1. 画一根主干: `turtle` 往前走一段距离。
2. 准备分叉: 抬起笔,左转一个角度(比如 30 度),然后落笔。
3. 画第一根分支: 往前走一小段距离,这就是第一个分支。
4. 回到分叉点: 抬起笔,右转回原来的方向,再右转 30 度,落笔。这样就回到了主干上的分叉点,并且朝向了另一条可能的枝干方向。
5. 画第二根分支: 往前走一小段距离。

听起来好像挺简单的,但如果每次分支都只画两根,那太死板了。而且树枝不可能一样长,一样粗。这就需要引入递归和随机了。

递归怎么体现?

我们把“画一根树枝”这个动作定义成一个函数,比如 `draw_branch(length, angle, level)`。

`length`: 这根树枝的长度。
`angle`: 这根树枝相对于它“父辈”树枝的角度。
`level`: 这根树枝在整个树结构中的“深度”或“层级”。

函数内部:

1. 如果 `level` 小于某个阈值(比如 0),或者 `length` 小于某个最小值,那就停止生长,可能画个叶子或者就结束。
2. 否则,`turtle` 往前走 `length` 的距离。
3. 然后,左转 `angle`(可以稍微加点随机浮动),递归调用 `draw_branch(length 0.7, angle, level 1)`。这里 `0.7` 是一个缩减因子,表示下一级树枝会比上一级短一些。
4. 接着,回到刚才分叉的点(这个需要 `turtle.penup()`, `turtle.backward()`, `turtle.pendown()` 等操作),右转回原来的方向,再右转 `angle`(同样可以有随机浮动),递归调用 `draw_branch(length 0.7, angle, level 1)`。这里的 `angle` 是为了让另一侧分支朝相反方向生长。

随机性是关键!

长度随机: `length random.uniform(0.6, 0.8)` 这样下一级树枝的长度就在一个范围内浮动。
角度随机: `angle + random.uniform(15, 15)` 让每次分叉的角度都不完全一样,这样树看起来更自然。
分支数量随机: 有时候可以只画一个分支,有时候画两个,甚至三个,只要保证总体的感觉是对的。
颜色渐变: 主干粗、颜色深,越往上的枝叶越细、颜色越浅,甚至可以变成绿色。通过控制 `turtle.pencolor()` 来实现。

视觉效果: 这种递归画出的分形树,常常能呈现出一种非常有规律但又不失自然变化的视觉效果,就像大自然中的树木那样,层层叠叠,错落有致。很多朋友会把最顶端的细小枝叶画成绿色,用 `turtle.dot()` 或者小小的线段来表示,让它更像一棵真正的树。

2. 浪漫的飘落叶树:动态的诗意

除了那种硬朗的、有清晰分叉结构的树,还有一种树,我称之为“飘落叶”的树,它更侧重于一种氛围感和动态美。

怎么做的呢?

这种树的结构可能不像前面那样有明确的递归分叉,而是更像“洒”出来的感觉。

1. 画一个或几个粗壮的根部/树干: 可以用比较粗的笔触,颜色可以是深棕色或黑色。
2. 模拟枝条的伸展: 从树干上向四面八方伸出许多细小的“枝条”。这些枝条的长度、角度都可以是随机的。
3. 关键在于“叶子”: 在这些枝条的末端,或者直接随机地洒在画面的空中,画出各种大小、颜色的“叶子”。

叶子怎么画?

这部分是灵魂所在!

点状叶子: 用 `turtle.dot(size, color)` 画出圆形的点。大小和颜色都可以随机。你可以想象成秋天落叶,一片片圆润的叶子飘落。
形状叶子: 用小段的线段组合,画出简单的叶子形状(比如椭圆形、心形)。这需要一点点小技巧,比如画一个弧线,再画一个对称的弧线。
色彩斑斓: 叶子的颜色可以非常丰富,黄色、红色、橙色、绿色,可以混合搭配。
随机分布: 叶子不仅长在枝头,还可以散落在画面的各个角落,模拟风吹落叶的效果。

如何实现这种效果?

主干固定,枝条随机: 先确定一个比较固定的树干结构,然后从树干上随机发出一些方向和长度的细线。
独立撒点: 在生成完枝条之后,可以再在画面上随机选择一些位置,画上独立的叶子。
渐层效果: 叶子可以从树枝的末端开始,逐渐向外扩散。远处的叶子颜色可以稍微浅一些,或者用更小的点表示。

视觉效果: 这种树往往带着一种浪漫、唯美的气息。尤其是在背景色中使用渐变的蓝天、夕阳黄,再配上各种颜色的叶子飘落,画面感非常强,就像一幅写意的水墨画,或者一首诗。很多人会用这种方式来表现秋天的景象,或者一种梦幻的意境。

3. 简化的卡通树:可爱又直接

有些时候,我们不需要那么复杂的数学原理,只想画出可爱又直观的树。

怎么做的呢?

1. 粗壮的树干: 直接画一个粗粗的长方形或者梯形作为树干。颜色是棕色。
2. 圆形的树冠: 在树干顶端,画一个大大的圆形或者椭圆形作为树冠。颜色可以是绿色。
3. 添加细节:
小洞: 在树冠上随手画几个小圆,或者用不同深浅的绿色点缀一下,让树冠看起来不那么单调。
果实: 用红色或黄色的点点,在树冠上随机点缀一些,比如苹果树、樱桃树。
阴影/层次: 在树冠的一侧画一个稍微深一点的颜色,或者用细线勾勒出几层感觉。

视觉效果: 这种树通常非常明亮、鲜活,充满童趣。很适合作为背景元素,或者用来组成卡通化的场景。它的制作门槛也比较低,即使是编程初学者也能很快上手,画出自己喜欢的卡通小树。

制作过程中可以尝试的一些小技巧和思考:

速度控制: `turtle.speed()` 是个好东西。画复杂树的时候可以开到最快(0),调试的时候可以调慢一点(比如 5 或 10),方便观察。
动画效果: `turtle.tracer(False)` 在开始绘制前关闭屏幕更新,绘制完所有元素后再 `turtle.update()`,这样可以极大地提升绘制速度,尤其是画复杂分形树的时候,避免了逐帧的闪烁。
改变画笔粗细: `turtle.pensize()` 可以让主干更粗壮,枝叶更细致。
使用颜色列表: 准备一个颜色列表 `colors = ["green", "lightgreen", "darkgreen", ...]`,然后在画叶子或者树冠的时候从这个列表里随机选取颜色,效果会更丰富。
参数化设计: 把树的各种参数(最大深度、初始长度、角度变化范围、颜色范围等)都设计成可调的变量,这样你就可以通过调整这些参数来生成各种不同形态的树。比如,参数加大,树就更茂密;参数减小,树就更稀疏。

说实话,用 `turtle` 画树的乐趣就在于不断尝试和发现。你可能一开始只是想画一棵简单的树,但随着你对递归、随机性和 `turtle` 命令的熟悉,你会发现你能创造出多么复杂、多么有生命力的形象。

下次你打开 Python 的时候,不妨试试用 `turtle` 画一棵属于自己的树吧!也许它会是一棵巍峨的松柏,也许是一棵在秋风中摇曳的枫树,又或者是一棵充满奇幻色彩的魔法树,一切皆有可能!

网友意见

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叶神的代码很有意思,直接在@Milo Yip 的代码上加了个随机飘落的效果。


       from turtle import * from random import * from math import *  def tree(n, l):     pd() # 下笔     # 阴影效果     t = cos(radians(heading() + 45)) / 8 + 0.25     pencolor(t, t, t)     pensize(n / 3)     forward(l) # 画树枝       if n > 0:         b = random() * 15 + 10 # 右分支偏转角度         c = random() * 15 + 10 # 左分支偏转角度         d = l * (random() * 0.25 + 0.7) # 下一个分支的长度         # 右转一定角度,画右分支         right(b)         tree(n - 1, d)         # 左转一定角度,画左分支         left(b + c)         tree(n - 1, d)          # 转回来         right(c)     else:         # 画叶子         right(90)         n = cos(radians(heading() - 45)) / 4 + 0.5         pencolor(n, n*0.8, n*0.8)         circle(3)         left(90)          # 添加0.3倍的飘落叶子         if(random() > 0.7):             pu()             # 飘落             t = heading()             an = -40 + random()*40             setheading(an)             dis = int(800*random()*0.5 + 400*random()*0.3 + 200*random()*0.2)             forward(dis)             setheading(t)               # 画叶子             pd()             right(90)             n = cos(radians(heading() - 45)) / 4 + 0.5             pencolor(n*0.5+0.5, 0.4+n*0.4, 0.4+n*0.4)             circle(2)             left(90)             pu()              #返回             t = heading()             setheading(an)             backward(dis)             setheading(t)      pu()     backward(l)# 退回  bgcolor(0.5, 0.5, 0.5) # 背景色 ht() # 隐藏turtle speed(0) # 速度,1-10渐进,0最快 tracer(0, 0) pu() # 抬笔 backward(100) left(90) # 左转90度 pu() # 抬笔 backward(300) # 后退300 tree(12, 100) # 递归7层 done()     

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