Python Turtle多边形间关节连线实现技术求助

需求说明 #

已实现随机绘制2-5个、3-8条边的随机位置多边形，现在需要给这些多边形添加蠕虫躯体式的关节连线：

• 前一个多边形的每个点，对应连接到后一个多边形的前N个点（N等于前一个多边形的边数）
• 已有grouped_joints列表，结构示例：

  [[(0.00,0.00), (100.00,0.00), (50.00,-86.60)], [(112.00,151.00), (12.86,137.91), (-59.19,207.25), (-49.89,306.82), (33.75,361.63), (128.75,330.41), (163.58,236.67)]]
  

  比如上述示例中，三角形的3个点要分别连到七边形的前3个点。

实现思路 #

不需要改用字典映射，直接基于grouped_joints的顺序结构遍历即可：

1. 遍历相邻的两组多边形点列表（第i组和第i+1组）
2. 对每一组相邻多边形，取前一组的所有点，和后一组的前M个点（M是前一组的点数）
3. 逐个配对点，用Turtle的绘图方法完成连线，注意控制抬笔/落笔状态避免多余线条

修改后的完整代码 #

import turtle
import random
from itertools import islice

WIN_TITLE = "Summoning Wonderful Polygonal Creature..."
SCREEN_WIDTH = 800
SCREEN_HEIGHT = 600
BLACK = 1, 0, 0
WHITE = 0, 0, 0


def quick_setup():
    new_screen = turtle.Screen()
    new_screen.bgcolor(WHITE)
    new_screen.title(WIN_TITLE)
    new_screen.setup(width=SCREEN_WIDTH, height=SCREEN_HEIGHT)
    new_pen = turtle.Turtle()
    return new_screen, new_pen


def move_pen(x=random.randint(-350, 350), y=random.randint(-300, 300)):
    my_pen.goto(x, y)


def rotate_pen():
    my_pen.right(random.random()*360)


def randomize_pen_color():
    random_rgb_values = (random.random(), random.random(), random.random())
    my_pen.color(random_rgb_values)


def draw_polygon(pen, length=100):
    polygon_count = random.randint(2, 5)
    all_side_counts = []
    body_joints = []
    for polygon in range(polygon_count):
        sides = random.randint(3, 8)
        all_side_counts.append(sides)
        exterior_angle = 360.0/sides
        pen.begin_fill()
        for side in range(sides):
            randomize_pen_color()
            pen.down()
            body_joints.append(pen.position())
            pen.forward(length)
            pen.right(exterior_angle)
            pen.up()
        pen.end_fill()
        rotate_pen()
        move_pen()
    return body_joints, all_side_counts


def group_joints(body_joints, all_side_counts):
    joint_slices = iter(body_joints)
    grouped_joints = [list(islice(joint_slices, each_polygon))
                      for each_polygon in all_side_counts]
    return grouped_joints


def connect_joints(grouped_joints):
    # 遍历每一对相邻的多边形
    for i in range(len(grouped_joints) - 1):
        prev_poly_points = grouped_joints[i]
        next_poly_points = grouped_joints[i+1]
        # 取后一个多边形的前N个点，N等于前一个多边形的点数
        connect_points = next_poly_points[:len(prev_poly_points)]
        
        # 逐个配对连线
        for prev_point, next_point in zip(prev_poly_points, connect_points):
            my_pen.up()
            my_pen.goto(prev_point)
            my_pen.down()
            # 给连线设置固定颜色，避免和多边形颜色混淆
            my_pen.color("gray")
            my_pen.goto(next_point)
            my_pen.up()
            # 恢复随机颜色，不影响后续绘制
            randomize_pen_color()


if __name__ == "__main__":
    screen, my_pen = quick_setup()
    my_pen.speed(0)
    body_joints, all_side_counts = draw_polygon(my_pen)
    grouped_joints = group_joints(body_joints, all_side_counts)
    connect_joints(grouped_joints)
    screen.exitonclick()

关键代码说明 #

• connect_joints函数中，用range(len(grouped_joints)-1)遍历所有相邻多边形对
• 用zip(prev_poly_points, connect_points)实现点的一一配对
• 连线时先抬笔移动到起点，再落笔绘制，完成后抬笔，避免拖动多余线条
• 给连线设置固定灰色（可自行修改），区分于多边形的随机颜色

内容的提问来源于stack exchange，提问作者blawazahaha