We gaan kunst maken met Python Turtle.

Introductie

We gebruiken voor deze instructies Thonny, een eenvoudige editor voor Python scripts.
Je kunt deze hier downloaden en vervolgens installeren.

In Thonny kun je op twee manieren code uitvoeren.

1. Door de code die je hebt geschreven - je script - uit te voeren in de editor, dit is het bovenste deel van Thonny. Uitvoeren van je script doe je door op de groene startknop te klikken of de F5-toets in te drukken. De eerste keer dat je dit doet vraagt Thonny je om het script op de computer op te slaan.
2. In de shell, het onderste deel van Thonny. Hier kun je je code regel voor regel uitproberen door na het typen van een regel op Enter te drukken. Tip: regels code die je eerder in de shell hebt getypt kun je opnieuw gebruiken door pijltje omhoog te gebruiken.

Mocht je nog geen ervaring hebben met Thonny en Turtle, kijk dan ook eens naar onze Python Turtle instructies.

Je kunt ook kunst maken met Scratch. Kijk daarvoor naar de Scratch Art instructies.

In deze instructie behandelen we kunst met lijnen, cirkels, polygonen (zoals een driehoek en vierkant) en een lissajous.

Lijnen

We beginnen eenvoudig met het tekenen van een enkele lijn:

1
2
3
4
5

from turtle import *

forward(100)

done()

Op regel 1 wordt Turtle geladen. Deze regel is nodig om de Turtle commando’s te kunnen gebruiken.
Op de 3e regel wordt met Turtle commando forward een lijn getrokken met lengte 100.
Tenslotte zorgt done op regel 5 er voor dat het scherm waarop getekend is, open blijft.

Opdracht 1: Verander de lengte eens en kijk wat er gebeurt.
Opdracht 2: Maak de lengte eens negatief. Waar gaat de lijn heen?

Polygonen

Een andere naam voor een polygoon is een veelhoek. Voorbeelden van eenvoudige veelhoeken zijn een driehoek, vierkant en vijfhoek.

Een driehoek tekenen

Met drie lijnen kun je een driehoek tekenen. Dit kan er als volgt uitzien:

 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10

from turtle import *

forward(100)
right(120)
forward(100)
right(120)
forward(100)
right(120)

done()

Het commando right op regels 4, 6 en 8 zorgt ervoor dat de pen naar rechts draait en wel met 120 graden.

Opdracht 3: Voer regels 3 tot en met 8 eens stap voor stap uit en zie wat elke stap doet.

Tekenen met herhalingen

In het vorige voorbeeld zag je 3 keer een herhaling van een forward en right commando. Dit kun je ook met een herhaling beschrijven in Python:

1
2
3
4
5
6
7

from turtle import *

for i in range(3):
    forward(100)
    right(120)

done()

Op regel 3 zorgt commando for i in range(3) ervoor dat regels 4 en 5 driemaal herhaald worden.

Opdracht 4: Verander de range (het getal 3) eens naar 1, 2, 3 of 4? Wat gebeurt er?
Opdracht 5: Maak de hoek (het getal 120) eens groter of kleiner en kijk wat er gebeurt.

Tekenen met een functie

Je hebt over herhalingen geleerd. Je kunt herhalingen nog makkelijker maken door een functie te gebruiken.
Een functie is een stukje code met een naam. Door die naam kun je de functie overal in je code gebruiken. Verder kun je getallen meegeven om het gedrag van de functie aan te passen.

Hier een voorbeeld van de code voor de functie vorm:

 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15
16
17
18

from turtle import *


def vorm(x, y, rib, hoeken, rotatie=0):
    goto(x, y)
    right(rotatie)
    pendown()
    for _ in range(hoeken):
        forward(rib)
        right(180 - ((hoeken - 2) * 180 / hoeken))
    penup()
    right(-rotatie)


vorm(0, 0, 100, 4, 45)
vorm(30, 300, 80, 5, 60)

done()

Je hoeft niet te weten hoe een functie precies werkt, maar wel hoe je deze moet gebruiken.

Functie vorm heeft de volgende parameters:

• x: de horizontale plek in het plaatje. 0 is in het midden. - getallen zijn naar links en + getallen naar rechts.
• y: de verticale plek in het plaatje. 0 is in het midden. - getallen zijn naar beneden en + getallen naar boven.
• rib: een vierkant bestaat uit vier lijnen. Deze lijnen heten ribben. Parameter rib is een getal groter dan 0 dat bepaalt hoe lang elke zijde van de veelhoek is.
• hoeken: een driehoek heeft 3 hoeken (duh!). Met parameter hoeken kun je aangeven hoeveel hoeken de veelhoek moet hebben.
• rotatie: meestal wordt een vierkant recht getekend dus de bovenste en onderste rib horizontaal en de linker- en rechterrib verticaal. Met de parameter rotatie kun je het vierkant (of andere veelhoek) kantelen.

Op regels 15 en 16 staan voorbeelden van het gebruik van de functie vorm. De eerste is een vierkant midden in het plaatje. Het tweede een gekantelde vijfhoek boven in het plaatje.

Opdracht 6: Maak eens een achthoek met een rib van 120.
Opdracht 7: Herhaal de aanroep van de vorm functie eens een paar keer met iedere keer andere waarden.

Je kunt de polygonen ook inkleuren:

 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25

from turtle import *


def vorm(x, y, rib, hoeken, rotatie=0):
    goto(x, y)
    right(rotatie)
    pendown()
    for _ in range(hoeken):
        forward(rib)
        right(180 - ((hoeken - 2) * 180 / hoeken))
    penup()
    right(-rotatie)


vorm(0, 0, 120, 8, 45)

fillcolor("red")
begin_fill()
vorm(-19, -46, 80, 8, 45)
end_fill()
goto(-120, -175)
color("white")
write("STOP", font=('Arial', 36, 'bold'))
hideturtle()
done()

Voor het inkleuren van de figuur gaat het eigenlijk alleen maar om regels 17, 18 en 20.
Met fillcolor kies je de kleur. Na begin_fill wordt een volgend figuur dat getekend wordt ingekleurd. Om te voorkomen dat een daarop volgend figuur ook wordt ingekleurd, gebruik je end_fill.

Opdracht 8: Neem de code over en voer deze uit. Er zit een verrassing in! 😉

Cirkels

Naast rechte lijnen, kun je met Turtle ook cirkels tekenen. Daarvoor is het commando circle:

1
2
3
4
5

from turtle import *

circle(100)

done()

Het getal 100 op lijn 3 staat voor de diameter van de cirkel.

Opdracht 9: Maak de cirkel eens groter.

Als je cirkels combineert met herhalingen en rotaties, dan kun je mooie figuren als deze maken:

De code die hierbij hoort, is:

1
2
3
4
5
6
7

from turtle import *

for i in range(12):
    circle(100)
    right(30)

done()

Door met het aantal (getal 12) en de hoek tussen de cirkels (getal 30) te spelen, kun je het figuur er anders uit laten zien.

Opdracht 10: Als je de hoek kleiner maakt, bijvoorbeeld 20, heb je dan genoeg cirkels om het figuur helemaal rond te maken? Welk getal moet je aanpassen om het figuur weer compleet te krijgen? Moet dit groter of kleiner worden?

Door met kleuren te spelen, wordt de figuur nog mooier:

 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11

from turtle import *

kleuren = ["red", "cyan", "green", "yellow", "purple", "orange", "blue"]
bgcolor("black")

for i in range(12):
    color(kleuren[i % 7])
    circle(100)
    right(30)

done()

Op regel 3 worden de kleuren die we willen gebruiken in een lijstje gezet. Je kunt niet zomaar elke kleur gebruiken en Python snapt geen Nederlands. Voor een overzicht van de kleuren die mogelijk zijn, kun je even kijken naar onze Python Turtle instructies.
Op regel 4 maken we de achtergrond zwart. Hierdoor komen de kleuren in het lijstje beter uit.
Op regel 7 wordt een kleur gekozen uit het lijstje en geactiveerd.

Opdracht 11: Neem de code over en kies eens wat andere kleuren. Je kunt ook het lijstje korter of langer maken, maar dan moet het getal 7 op regel 7 aangepast worden, zodat het gelijk is aan het aantal kleuren in de lijst.

Lissajous

Met lijnen, polygonen en cirkels kun je al mooie plaatjes maken. Met een Lissajous wordt het nóg interessanter.

Met een wiskundige formule worden twee golven gecombineerd:

Sinus

Allereerst tekenen we een sinus-golf:

Dat doe je met deze code:

 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10

from turtle import *
from math import sin

penup()
goto(-400, 0)
pendown()
for i in range(-400, 400):
    goto(i, 100 * sin((i + 400) / 50))

done()

Let op: zorg dat je regel 2 overneemt, anders wordt het sinus commando niet herkend.

Het commando sin zorgt hier voor de golfvorm. Afhankelijk van het getal dat je als parameter mee geeft, gaat de golf sneller of langzamer.

Opdracht 12: Vervang getal 50 op regel 8 eens door een groter of kleiner getal. Wat gebeurt er?
Opdracht 13: Vervang getal 100 op regel 8 eens door een groter of kleiner getal. Wat gebeurt er?

Lissajous

Als we twee sinussen in één formule combineren, dan kun je een Lissajous tekenen. Kijk eens naar de volgende code:

 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
 8
 9
10
11
12
13
14
15

from turtle import *
from math import sin

a = 4
b = 3
x = 0
y = 0
s = 300

for i in range(1000):
    goto(s * sin(x/150), s * sin(y/150))
    x += a
    y += b

done()

Op regel 11 zie je de combinatie van twee sinussen in het goto commando. Met dit commando verschuif je de pen over het plaatje. Met de eerste parameter horizontaal en met de tweede verticaal. Door voor beiden een sinus te gebruiken, schuift de pen zowel horizontaal en verticaal.

Opdracht 14: Neem de code over en voer het uit. Zie je hetzelfde plaatje als hierboven?
Opdracht 15: Maak de waarde voor s (regel 8) eens kleiner? Wat gebeurt er? En als je het groter maakt?
Opdracht 16: Variabelen a en b bepalen de vorm van de Lissajous. Probeer eens andere waarden, zoals bijvoorbeeld a = 18 en b = 19. Hoe ziet dat er uit? En als a en b 4 zijn? Of 1 en 2?

Tot slot

Zoals je ziet kun je met Python Turtle leuke kunststukjes maken. Gebruik je fantasie, maar vooral: durf te proberen met allerlei getallen en kleuren. Wie weet wat je kunt maken?

Ter voorbereiding van deze instructie hebben we zelf ook wat kunst gemaakt. Probeer ze eens uit:

• art-1.py gekleurde lijnen
  
• art-2.py gekleurde lijnen
  
• art-3.py gekleurde lijnen
  
• art-4.py gekleurde cirkels
  
• art-5.py gekleurde veelhoeken
  
• art-6.py gekleurde en gedraaide vierkanten
  
• art-7.py lissajous
  
• art-8.py willekeurige gekleurde vijf- en zevenhoeken
  
• art-9.py willekeurig gekleurde gedraaide negenhoeken
  

Licentie

Deze instructies worden, net als alle andere instructies van CoderDojo Nijmegen, aangeboden onder een Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International Licentie.