Úvod

Motivace a cíle tutoriálu

Tento tutoriál vám pomůže pochopit základní principy animace v jazyce Python a ukáže vám, jak jednoduchým způsobem vytvořit animované autíčko. Budete se učit pracovat s knihovnou

turtle

, která poskytuje vizuální uživatelské rozhraní pro kreslení a animaci.

Potřebné znalosti a software

Pro tento tutoriál je potřeba mít základní znalosti programování v jazyce Python. Pokud s Pythonem teprve začínáte, doporučujeme vám se seznámit s jeho základy. Kód tutoriálu můžete spustit v libovolném editoru pro Python. Doporučujeme nainstalovat Python s podporou knihovny

turtle

. Knihovna

turtle

je součástí standardních instalací Pythonu.

Pokud knihovna

turtle

není v nainstalované verzi Pythonu dostupná, je potřeba ji doinstalovat pomocí nástroje pip.

U některých editorů je potřeba nakonfigurovat, aby správně pracoval s Pythonem.

Základní kroky animace

Vytvoření plátna a nastavení grafiky

Importování knihovny 'turtle'

Prvním krokem je importovat knihovnu

turtle

. Tato knihovna poskytuje funkce pro kreslení a animaci v Pythonu. Importování se provádí pomocí příkazu `import turtle`:

import turtle

Vytvoření plátna pro kreslení

Poté je potřeba vytvořit plátno, na kterém bude autíčko kresleno. To se děje funkcí `turtle.Screen()`:

screen = turtle.Screen()

Zde se plátno pojmenuje `screen`, ale můžete použít libovolné jméno.

Nastavení rychlosti kreslení

Rychlost kreslení autíčka se nastavuje funkcí `speed()`:

turtle.speed(0)

Hodnota `0` nastaví maximální rychlost kreslení. Můžete si vybrat i jinou rychlost (např. `1` pro pomalejší kreslení).

Pokud není rychlost kreslení nastavena, autíčko se bude kreslit pomalu, což může zpomalovat animaci.

Nastavení barvy a tloušťky čáry

Barvu čáry nastavíme funkcí `color()`:

turtle.color("red")

Můžeme použít anglické názvy barev (např. "red", "blue", "green") nebo hexadecimální kód barvy (např. "#ff0000" pro červenou).

Tloušťku čáry nastavíme funkcí `width()`:

turtle.width(3)

Argument funkce `width()` udává tloušťku čáry v pixelech.

Nakreslení autíčka

Použití funkcí 'forward()', 'backward()', 'right()', 'left()'

Pro kreslení autíčka využijeme funkce `forward()`, `backward()`, `right()` a `left()`. Tyto funkce řídí pohyb kreslícího pera.

Kreslení obdélníku pro karoserii

Karoserii autíčka nakreslíme jako obdélník. Funkce `forward()` posune pero vpřed, `right()` otočí pero doprava.

turtle.forward(100)
turtle.right(90)
turtle.forward(50)
turtle.right(90)
turtle.forward(100)
turtle.right(90)
turtle.forward(50)

Kreslení kruhu pro kola

Kola nakreslíme jako kruhy. Funkce `circle()` nakreslí kruh s daným poloměrem.

turtle.penup()  # Zvedne pero, aby se kreslil kruh na jiném místě
turtle.goto(-50, -30)  # Posune pero na požadované místo
turtle.pendown()  # Položí pero
turtle.circle(10)
turtle.penup()
turtle.goto(50, -30)
turtle.pendown()
turtle.circle(10)

Pokud není pero zvednuto před kreslením kruhu, bude kruh kreslen z předchozího umístění pera a může se tak překrývat s karoserií.

Pohyb autíčka

Použití smyčky 'while' pro neustálý pohyb

Pro realizaci neustálého pohybu použijeme smyčku `while`. Smyčka se bude opakovat, dokud není splněna podmínka.

while True:
  turtle.forward(10)
  turtle.sleep(0.1)

V tomto kódu se autíčko posune o 10 pixelů vpřed a pak se zastaví na 0.1 sekundy. Potom se smyčka opakuje a autíčko se posune znovu.

Použití 'forward()' pro pohyb vpřed

Funkce `forward()` posouvá autíčko vpřed o zadaný počet pixelů.

turtle.forward(10)

Využití funkce 'sleep()' pro plynulý pohyb

Funkce `sleep()` zpozdrží program na zadaný čas. To umožňuje plynulost pohybu.

turtle.sleep(0.1)

Zmýna směru pohybu

Použití funkce 'right()' pro otáčení vpravo

Funkce `right()` otáčí autíčko doprava o zadaný počet stupňů.

turtle.right(90)

V tomto případě se autíčko otočí o 90 stupňů doprava.

Použití funkce 'left()' pro otáčení vlevo

Funkce `left()` otáčí autíčko doleva o zadaný počet stupňů.

turtle.left(90)

V tomto případě se autíčko otočí o 90 stupňů doleva.

Náhodné otáčení autíčka

Pro náhodné otáčení autíčka použijeme modul `random`.

import random

while True:
  turtle.forward(10)
  turtle.sleep(0.1)
  otaceni = random.randint(0, 360)
  turtle.right(otaceni)

Funkce `random.randint(0, 360)` vygeneruje náhodné číslo mezi 0 a 360 a tím se autíčko otočí náhodným směrem.

Rozšíření animace

Přidání dalších objektů do animace

Můžeme k autíčku přidat další objekty, jako jsou stromy, domy, nebo jiné auta. Pro kreslení nových objektů použijeme stejné funkce `turtle` jako pro kreslení autíčka.

import turtle
import random

screen = turtle.Screen()
turtle.speed(0)

# Kreslení autíčka
turtle.color("red")
turtle.forward(100)
turtle.right(90)
turtle.forward(50)
turtle.right(90)
turtle.forward(100)
turtle.right(90)
turtle.forward(50)

turtle.penup()
turtle.goto(-50, -30)
turtle.pendown()
turtle.circle(10)

turtle.penup()
turtle.goto(50, -30)
turtle.pendown()
turtle.circle(10)

# Kreslení stromu
turtle.penup()
turtle.goto(-150, 50)
turtle.pendown()
turtle.color("brown")
turtle.forward(20)
turtle.right(90)
turtle.forward(50)
turtle.right(90)
turtle.forward(20)
turtle.right(90)
turtle.forward(50)
turtle.penup()
turtle.goto(-140, 100)
turtle.pendown()
turtle.color("green")
turtle.circle(20)

# Pohyb autíčka
while True:
  turtle.forward(10)
  turtle.sleep(0.1)
  otaceni = random.randint(0, 360)
  turtle.right(otaceni)

screen.exitonclick()

V tomto případě je k autíčku přidaný strom. Strom je nakreslený podobně jako autíčko.

Pokud se objekty překrývají, může být ztížené jejich rozlišení. V takovém případě je potřeba upravit jejich pozici nebo velikost.

Zmýna barvy karoserie a kol

Kromě barvy čáry můžeme také změnit barvu výplně objektů. Pro změnu barvy karoserie a kol použijeme funkce `fillcolor()` a `begin_fill()` a `end_fill()`.

import turtle
import random

screen = turtle.Screen()
turtle.speed(0)

# Kreslení autíčka
turtle.color("red")
turtle.begin_fill()
turtle.forward(100)
turtle.right(90)
turtle.forward(50)
turtle.right(90)
turtle.forward(100)
turtle.right(90)
turtle.forward(50)
turtle.end_fill()

turtle.penup()
turtle.goto(-50, -30)
turtle.pendown()
turtle.color("black")
turtle.begin_fill()
turtle.circle(10)
turtle.end_fill()

turtle.penup()
turtle.goto(50, -30)
turtle.pendown()
turtle.color("black")
turtle.begin_fill()
turtle.circle(10)
turtle.end_fill()

# Pohyb autíčka
while True:
  turtle.forward(10)
  turtle.sleep(0.1)
  otaceni = random.randint(0, 360)
  turtle.right(otaceni)

screen.exitonclick()

Funkce `begin_fill()` označí začátek vyplňování objektu, `end_fill()` označí konec vyplňování. Funkce `fillcolor()` nastaví barvu výplně objektu.

Pokud není použita funkce `begin_fill()` před začátkem kreslení a funkce `end_fill()` po jeho skončení, objekt nebude vybarvený.

Vytvoření interakce s uživatelem

Animaci můžeme zpestřit přidáním interakce s uživatelem. Toho dosáhneme pomocí funkcí `onkey()` a `listen()`.

import turtle
import random

screen = turtle.Screen()
turtle.speed(0)
turtle.color("red")

# Kreslení autíčka
turtle.begin_fill()
turtle.forward(100)
turtle.right(90)
turtle.forward(50)
turtle.right(90)
turtle.forward(100)
turtle.right(90)
turtle.forward(50)
turtle.end_fill()

turtle.penup()
turtle.goto(-50, -30)
turtle.pendown()
turtle.color("black")
turtle.begin_fill()
turtle.circle(10)
turtle.end_fill()

turtle.penup()
turtle.goto(50, -30)
turtle.pendown()
turtle.color("black")
turtle.begin_fill()
turtle.circle(10)
turtle.end_fill()

# Nastavení interakce s uživatelem
def doprava():
  turtle.right(90)
def vlevo():
  turtle.left(90)
def vpřed():
  turtle.forward(20)

screen.listen()
screen.onkey(doprava, "Right")
screen.onkey(vlevo, "Left")
screen.onkey(vpřed, "Up")

# Pohyb autíčka
while True:
  turtle.forward(10)
  turtle.sleep(0.1)
  otaceni = random.randint(0, 360)
  turtle.right(otaceni)

screen.exitonclick()

V tomto případě funkce `onkey()` umožňuje uživateli ovládat auto pomocí šipek na klávesnici. Funkce `doprava()`, `vlevo()` a `vpřed()` řídí pohyb autíčka. Funkce `listen()` zabezpečuje, že klávesy budou zaznamenány.

Uložení animace jako obrázku nebo videa

Animaci můžeme uložit buď jako obrázek, nebo jako video. Pro uložení animace jako obrázku použijeme funkci `getcanvas()` a `saveaspng()`. Pro uložení animace jako videa použijeme modul `moviepy`.

import turtle
import random
from moviepy.editor import VideoClip
from moviepy.video.io.bindings import mplfig_to_npimage

# Funkce pro uložení animace jako obrázku
def ulozit_obrazek(jmeno_souboru):
  canvas = turtle.getcanvas()
  canvas.postscript(file=jmeno_souboru + ".eps")
  turtle.getcanvas().update()

# Funkce pro uložení animace jako videa
def ulozit_video(jmeno_souboru, delka):
  def make_frame(t):
    screen = turtle.Screen()
    turtle.update()
    return mplfig_to_npimage(screen.getcanvas())
  clip = VideoClip(make_frame, duration=delka)
  clip.write_videofile(jmeno_souboru + ".mp4", fps=24)

screen = turtle.Screen()
turtle.speed(0)
turtle.color("red")

# Kreslení autíčka
turtle.begin_fill()
turtle.forward(100)
turtle.right(90)
turtle.forward(50)
turtle.right(90)
turtle.forward(100)
turtle.right(90)
turtle.forward(50)
turtle.end_fill()

turtle.penup()
turtle.goto(-50, -30)
turtle.pendown()
turtle.color("black")
turtle.begin_fill()
turtle.Závěr
Shrnutí učení

    V tomto tutoriálu jsme se seznámili s animací v Pythonu pomocí knihovny turtle. Naučili jsme se kreslit základní objekty, jako je obdélník a kruh, a pak je animovat. 
    Dále jsme se naučili ovládat směr pohybu a přidávat interakci s uživatelem. Nakonec jsme si ukázali, jak uložit animaci jako obrázek nebo video.


Další možnosti a zdroje pro rozvoj

    Knihovna turtle nabízí mnoho dalších možností pro tvorbu animací. Můžete si experimentovat s různými tvary a barvami, přidávat efekty, jako je stín a průhlednost, a vytvářet komplexní animace s více objekty.



    Další zdroje pro rozvíjení vašich znalostí o animaci v Pythonu:



    Oficiální dokumentace knihovny turtle
    Kompletní průvodce knihovnou turtle
    Videa s ukázkami a tutoriály pro knihovnu turtle



    Přeji vám mnoho zábavy při experimentování s animací v Pythonu!

AI Tutoriál

Vytvoř mi animované autíčko v pythonu

Úvod

Motivace a cíle tutoriálu

Potřebné znalosti a software

Základní kroky animace

Vytvoření plátna a nastavení grafiky

Importování knihovny 'turtle'

Vytvoření plátna pro kreslení

Nastavení rychlosti kreslení

Nastavení barvy a tloušťky čáry

Nakreslení autíčka

Použití funkcí 'forward()', 'backward()', 'right()', 'left()'

Kreslení obdélníku pro karoserii

Kreslení kruhu pro kola

Pohyb autíčka

Použití smyčky 'while' pro neustálý pohyb

Použití 'forward()' pro pohyb vpřed

Využití funkce 'sleep()' pro plynulý pohyb

Zmýna směru pohybu

Použití funkce 'right()' pro otáčení vpravo

Použití funkce 'left()' pro otáčení vlevo

Náhodné otáčení autíčka

Rozšíření animace

Přidání dalších objektů do animace

Zmýna barvy karoserie a kol

Vytvoření interakce s uživatelem

Uložení animace jako obrázku nebo videa

Závěr

Shrnutí učení

Další možnosti a zdroje pro rozvoj