Gráficos Python Turtle: Uma maneira divertida de aprender o básico

Os gráficos de tartaruga são uma das abordagens mais divertidas para aprender Python. É um script Python simples que permite que você crie gráficos e animações artísticas "comandando" uma tartaruga para se mover pela tela. Os gráficos Turtle, originalmente destinados a ensinar programação a alunos mais jovens, ganharam popularidade como uma forma de os iniciantes adquirirem experiência prática com ideias de codificação.

O Turtle permite que você crie tudo, desde formas simples até padrões geométricos sofisticados, enquanto aprende os fundamentos do Python, como loops, funções e condicionais. Se você é iniciante em programação ou deseja usar suas habilidades para fazer algo criativo, a Turtle Graphics está aqui para ajudar. 

Neste artigo, apresentaremos os conceitos básicos de gráficos de tartaruga e orientaremos você na criação de alguns projetos interessantes. Criaremos a base para você explorar designs mais complexos, desde quadrados simples até espirais complexas. Além de brincar com os gráficos de tartaruga, nosso curso Introdução ao Python é um bom curso complementar para ajudar você a continuar aprimorando suas habilidades. 

O que são gráficos de tartaruga em Python?

O Turtle Graphics é um módulo Python que permite que você desenhe e anime controlando uma "tartaruga" virtual na tela. Ele oferece uma maneira intuitiva e divertida de interagir com o código, permitindo que você dê ordens à tartaruga, como "avançar", "virar à esquerda" ou "desenhar um círculo", e veja a resposta em tempo real.

A "tartaruga" em Turtle Graphics é um cursor ou caneta que se move pela tela com base nos seus comandos. À medida que avança, ele pode deixar um rastro, criando linhas, formas ou desenhos mais elaborados em resposta às suas ordens. A ideia aqui é que o feedback visual facilita o aprendizado de princípios básicos, mas importantes, de programação. Em particular, você pode aprender sobre loops (para repetir formas), funções (para criar código reutilizável) e condicionais (para decidir o que o Turtle deve fazer em seguida). Por exemplo, se quiséssemos desenhar uma estrela, poderíamos usar um loop para repetir os movimentos da tartaruga para frente e para trás quatro vezes. Observe que,como o turtle graphics faz parte da biblioteca padrão do Python, não são necessárias instalações adicionais .

import turtle 

star = Turtle.Turtle() 

star.right(75) 
star.forward(100) 

for i in range(4): 
	star.right(144) 
	star.forward(100) 
	
turtle.done() 

Desenho de uma estrela com gráficos de tartaruga. Imagem do autor

Usos típicos de gráficos de tartaruga

Desenhar formas e padrões com gráficos de tartaruga é muito divertido e tem muitos usos no mundo real, principalmente no ensino. Aqui estão algumas aplicações típicas:

Ensino de conceitos introdutórios de programação

Os gráficos Turtle são uma ferramenta popular para ensinar conceitos básicos de programação em tutoriais e em salas de aula. Os iniciantes acham que aprender a programar é menos assustador graças ao método direto e visível. Veremos alguns exemplos mais detalhados a seguir.

Criar desenhos e animações

Com os gráficos de tartaruga, você pode criar padrões e animações complicados ou criar formas simples, como quadrados e círculos. Você pode começar com designs básicos e ir aumentando até chegar aos mais complexos. Você também pode personalizar o movimento, a direção, a espessura da linha e a cor da tartaruga.

Criação de jogos ou projetos interativos

Os gráficos de tartaruga podem ser usados para criar projetos ou jogos interativos simples. Você pode criar jogos simples, como um solucionador de labirintos ou um jogo básico de Pong, combinando comandos da tartaruga com entradas humanas (como cliques do mouse ou entradas do teclado).

Visualização de algoritmos

Talvez surpreendentemente, os gráficos de tartaruga são realmente bons para visualizar algoritmos. Você pode usá-lo para demonstrar algoritmos de classificação, fractais ou padrões recursivos.

Comandos comuns do Turtle Graphics Python 

Vamos nos familiarizar com alguns comandos básicos de gráficos de tartaruga para ajudar você a criar seus primeiros designs. Começaremos com as operações mais simples para controlar o movimento da tartaruga e as ações de desenho.

1. importar tartaruga  

Antes de desenhar, você deve importar o módulo gráfico turtle usando esse comando. Ele permite que você acesse todas as funções da tartaruga.

import turtle

2. turtle.forward()

Esse comando move a tartaruga para frente em um número especificado de unidades, nesse caso, 100 unidades. A tartaruga desenha uma linha à medida que se move.

turtle.forward(100)

3. turtle.right()

A tartaruga gira 90 graus para a direita, mas não se move, o que é útil para mudar de direção antes do próximo movimento.

turtle.right(90)

4. turtle. circle()

Esse comando desenha um círculo com um raio de 50 unidades. Você pode modificar o raio para desenhar círculos maiores ou menores.

turtle.circle(50)

5. turtle.penup()

Isso levanta a caneta, o que significa que a tartaruga se moverá sem desenhar nada. É útil reposicionar a tartaruga sem deixar rastros.

turtle.penup()

6. turtle.pendown()

Isso abaixa a caneta, permitindo que a tartaruga comece a desenhar novamente após um comando penup().

turtle.pendown()

Exemplos de projetos Turtle Graphics Python

Vamos passar para alguns exemplos reais de gráficos de tartaruga em Python que você pode tentar fazer por si mesmo. Basta copiar e colar o código fornecido para começar e, em seguida, modificá-lo para se adequar à sua própria estética.

Formas simples

Recomendo que você comece com formas simples, como quadrados e triângulos. Essas formas envolvem mover a tartaruga para frente e girá-la em ângulos específicos.

import turtle

t = turtle.Turtle()

for _ in range(4):
    t.forward(100)
    t.right(90)

turtle.done()

Desenho de um quadrado com gráficos de tartaruga. Imagem do autor

Padrões geométricos 

Você pode criar padrões geométricos repetindo formas simples com laços. Você pode gerar designs como espirais ou estrelas usando loops e funções. Padrões como esses mostram como a repetição e a simetria criam complexidade a partir da simplicidade.

import turtle

t = turtle.Turtle()

for _ in range(36):
    for _ in range(5):
        t.forward(100)
        t.right(144)
    t.right(10)

turtle.done()

Desenho de um padrão de estrela em espiral com gráficos de tartaruga. Imagem do autor

O segredo aqui é fazer experiências com o número de voltas e ângulos para ver como os padrões evoluem. Ajustando os parâmetros, você pode criar infinitas variações.

Fractais e designs recursivos  

Os fractais são padrões recursivos que se repetem em diferentes escalas. Eles são uma forma autossimilar, o que significa que têm a mesma aparência em qualquer escala e podem ter um perímetro infinito em uma área finita. Os fractais são bons para você aprender ideias de recursão. Um fractal famoso em gráficos de tartarugas é o triângulo de Sierpińskiuma série de triângulos menores que formam um triângulo maior.

import turtle

def sierpinski(t, order, size):
    if order == 0:
        for _ in range(3):
            t.forward(size)
            t.left(120)
    else:
        sierpinski(t, order-1, size/2)
        t.forward(size/2)
        sierpinski(t, order-1, size/2)
        t.backward(size/2)
        t.left(60)
        t.forward(size/2)
        t.right(60)
        sierpinski(t, order-1, size/2)
        t.left(60)
        t.backward(size/2)
        t.right(60)

t = turtle.Turtle()
sierpinski(t, 3, 200)
turtle.done()

Desenho de um triângulo Sierpinksi com gráficos de tartaruga. Imagem do autor

Desenhos interativos

Você também pode controlar os movimentos da tartaruga usando o teclado ou o mouse, o que cria uma experiência ainda mais dinâmica. Você pode criar projetos como um Etch-A-Sketch digital, em que controla a tartaruga com as teclas de seta para desenhar na tela. Você também pode aprimorar o código a seguir adicionando opções para alterar as cores ou limpar a tela.

import turtle

t = turtle.Turtle()

def move_up():
    t.setheading(90)
    t.forward(10)

def move_down():
    t.setheading(270)
    t.forward(10)

def move_left():
    t.setheading(180)
    t.forward(10)

def move_right():
    t.setheading(0)
    t.forward(10)

screen = turtle.Screen()
screen.listen()
screen.onkey(move_up, "Up")
screen.onkey(move_down, "Down")
screen.onkey(move_left, "Left")
screen.onkey(move_right, "Right")
screen.mainloop()

Projetos criativos

Os gráficos de tartaruga não se limitam a formas e padrões. A combinação de loops, recursões e condicionais pode criar designs exclusivos e bonitos. Você pode fazer criações artísticas, como mandalas ou formas abstratas, com alguma prática. Neste exemplo, a tartaruga desenha um padrão de mandala colorida mudando continuamente de direção e cor.

import turtle

t = turtle.Turtle()
t.speed(0)

colors = ['red,' 'purple,' 'blue,' 'green,' 'orange,' 'yellow']

for x in range(360):
    t.pencolor(colors[x % 6])
    t.width(x // 100 + 1)
    t.forward(x)
    t.left(59)

turtle.done()

Desenho de uma mandala com gráficos de tartaruga. Imagem do autor

Dicas para você começar a usar o Turtle Graphics

Aqui estão algumas dicas para ajudar você a usar os gráficos da tartaruga Python com mais eficiência:

• Comece com formas simples: Desenhe formas básicas como quadrados e círculos. Isso ajudará você a entender como funcionam os movimentos da tartaruga e lhe dará uma base sólida para projetos mais complexos.

• Experimente as cores e o tamanho da caneta: Os gráficos da Turtle permitem que você altere o tamanho, a velocidade e a cor da caneta da Turtle. Use Turtle. pensize(), Turtle. Speed() e Turtle. Color() para tornar seus desenhos mais interessantes.

• Use loops e funções: Os loops são usados para criar padrões repetitivos com eficiência. Em vez de escrever código manualmente para desenhar as mesmas formas várias vezes, use loops e funções para automatizar ações repetitivas e criar designs complexos com menos linhas de código.

• Explore a documentação: O módulo de tartaruga tem vários comandos além dos movimentos básicos. Mergulhe na documentação para descobrir recursos como formas, carimbos e técnicas de desenho mais avançadas. Você se surpreenderá com o que pode criar!

Conclusão

Além das formas que criamos neste artigo, como quadrados, estrelas, espirais e o triângulo de Sierpiński, os gráficos de tartaruga permitem que você experimente outras formas, como pentágonos ou padrões florais complexos. À medida que você se torna mais confiante, os gráficos de tartaruga crescem com você, permitindo que você enfrente projetos cada vez mais difíceis. Continue experimentando e tentando novas ideias. Além disso, lembre-se de dar o próximo passo, experimentando nosso curso introdutório de Python para continuar aprimorando suas habilidades!