20. Projet

Dans ce chapitre, nous allons faire un projet de dessin. Nous allons mettre en pratique un certain nombre de concepts de ce cours :

• dessiner

• définir

• colorier

• répéter

• cercler

• parcourir

• calculer

• typographier

• itérer

• paramétrer

• randomiser

20.1. Consignes

Vous devez créer un dessin avec un programme Python.

En concret, vous devez :

• créer un dessin concret (pas abstrait)

• choisir un sujet libre : nature, ville, intérieur, jeux vidéo, science-fiction, etc.

• utiliser le module turtle pour dessiner

• écrire 500 à 1000 lignes de code

• commencer le programme avec un commentaire (auteur, date, description)

• utiliser des dots, lignes et le remplissage

• varier l’épaisseur du trait

• lever et baisser le stylo

• utiliser des cercles et des arcs de cercle

• utiliser des couleurs de ligne, point, remplissage et arrière-fond

• décomposer en fonctions appropriées, avec une taille de 2-15 lignes

• décrire chaque fonction avec un commentaire de 1-2 ligne

• utiliser des variables pour nommer vos entités (largeur, hauteur, rayon, couleur)

• utiliser des expressions mathématiques (largeur/n, 2*rayon, etc.)

• avoir une hiérarchie de fonctions (des plus complexes qui appellent des plus simples)

• définir d’abord toutes les fonctions pour dessiner

• définir une dernière fonction main() qui utilise ces fonctions pour créer un dessin

• appeler main() vers la fin du programme pour créer le dessin

• suivre la typographie standard PEP8 (espacement, noms des variables)

• vérifier votre code en ligne pep8online.com

• parcourir avec for des séquences de couleurs, angles, distances, et tailles

• répéter avec for en 1D (par exemple: hublots, traverses, fenêtres, roues, clôtures)

• répéter avec for en 2D (par exemple: fenêtres, grilles, pixels, etc.)

• utiliser des fonctions aléatoires (module random) pour introduire de la variété

• utiliser la perspective : des objets plus près sont plus grands

• utiliser random.seed(n) pour rendre votre dessin reproductible

• exporter en format image : EPS, PNG, JPG

• déposer sur Moodle les 4 fichiers avec un nom de forme prénom_projet1 (par exemple alice_projet1.py, alice_projet1.eps, etc.)

20.2. Exemples

Ces exemples ont été créés par des élèves en 3M, en option complémentaire informatique, après 2 mois de cours sur la programmation en Python (environ 24 périodes au total).

Jeu vidéo

Maison de campagne

Cadre des Pyrénées

Japon

Swiss space

Maison meublée

Casque d’astronaute

Urbain et rural

Star Trek

Loup sous la lune

Fantaisie psychédélique

Bateaux de pêche

20.3. Refactoring

Le Refactoring (réusinage) de code est l’opération consistant à retravailler le code source d’un programme informatique, de façon à en améliorer la lisibilité et, la maintenance, ou à le rendre plus générique.

Le refactoring est une réécriture de code pour le rendre

• plus lisible

• plus standard

• plus réutilisable

• plus général

Téléchargez le code source project1.py

20.4. Style PEP 8

PEP est un acronyme anglais signifiant Python Enhancement Proposal que l’on pourrait traduire en français par « Proposition d’Amélioration de Python » (PAP donc 😄).

Le document PEP 8 présente les bonnes conventions pour écrire du code lisible.

• Utilisez 4 espaces pour l’indentation

• Limitez les lignes à 79 caractères au maximum

• Séparez des fonctions par 2 lignes vides

• Écrivez les importations sur des lignes séparées

Espaces

• Ne mettez pas d’espace entre nom de fonction et parenthèse (faux: f (x))

• Ne mettez pas d’espace à l’intérieur des parenthèses (faux: f( x, y ))

• Ne mettez pas d’espace avant ,, ;, : (faux: def f(x , y) :)

• Mettez un espace avant et après un opérateur (+, -, *, /, etc.)

• Mettez un espace avant et après le symbole d’affectation =

Allez sur le site pep8online.com et copiez-y votre code.

Corrigez les 77 erreurs de styles.

• Mettez un espace après #

• Mettez deux lignes vides entre fonctions

• Mettre un espace après ,

20.5. Nom de fonction

En Python les variables sont écrites avec des minuscules. Si une variable consiste en plusieurs mots, utilisez un tiret bas (_) pour séparer les mots. En Python, les noms commençant avec des majuscules sont réservés pour les classes. Par exemple

player = Player()

Donc, changez les noms suivants :

• Exporter → exporter

• Niveau → niveau

• RepositionnementFin → repositionnement_fin

• PlateformePiques → plateforme_piques

• TriangleDrapeau → triangle_drapeau

• BatonDrapeau → baton_drapeau

• ReplacementPiques → replacement_piques

• Player → player

• Brique → brique

• Mur → mur

• ReplacementMur → replacement_mur

• Plateforme → plateforme

Comme un nom de fonction peut être utilisé à différents endroits nous avons avantage d’utiliser la fonction rechercher et remplacer

Dans VS Code nous avons aussi une fonction Remplacer Symbol F2

20.6. Conseils

Ce programme est récursif - La fonction main() appelle begin() qui appelle nuages() qui appelle soleil() etc. Pour avoir des fonctions réutilisables au maximum, vous devez écrire des fonctions indépendantes les unes des autres, avec beaucoup de paramètres.

Donc voici les conseils essentiels :

• utilisez la fonction goto() pour positionner la tortue (il ne faut pas inclure la position dans la fonction)

• créez des fonctions indépendants (il ne faut pas les enchaîner)

• créez des fonctions avec plein de paramètres (taille, couleur, épaisseur, etc.)

• utilisez des valeurs par défaut pour préconfigurer les paramètres de la fonction

20.7. Jeu vidéo

Cette image utilise beaucoup d’éléments réutilisables:

• nuages

• arbres

• briques

• murs

• piques

• drapeau

Soleil

La fonction soleil() n’a pas d’argument et utilise un cercle pour dessiner un disque. La position de départ est le bord inférieur du disque.

Une meilleure façon est de créer une fonction soleil(d, col, a, angle, n) avec :

• un diamètre d

• une longueur de rayons a

• un angle entre les rayons angle

• un nombre de rayons n

• une couleur col

• une position initiale au centre du cercle

Nuage

Dans ce projet, les nuages sont créés par 6 disques de taille aléatoire avec 2 niveaux de gris.

La fonction nuage() possède un argument taille, mais cet argument n’a pas d’effet. La variable taille est remplacée par une valeur aléatoire dans l’intervalle [2, 4]. Voici ci-dessous cette fonction corrigée, pour créer des nuages de taille variable.

Arbre

La fonction arbre_AP(angle) (AP = arrière-plan):

• spécifie comme argument l’angle

• ne spécifie pas l’épaisseur du tronc

• ne permet pas de varier la taille

• laisse le stylo en position basse

Une meilleure façon est de créer une fonction arbre(h) dont

• la direction est toujours verticale

• la taille (hauteur h) est un argument

• l’épaisseur du tronc et 0.2 fois la hauteur

• le diamètre du feuillage est 1.0 fois la hauteur

• qui laisse le stylo en position haute

• retourne au point de départ

Montagne

La fonction montagne_AP():

• n’a aucun argument

• dessine en arrière (de droite à gauche)

• nécessite deux fonctions supplémentaires (colorier et replacement)

• n’est pas réutilisable pour le premier plan (PP)

Une meilleure façon est de créer une fonction montagne(h, rayons, couleur) qui :

• accepte la taille des arbres h

• accepte une liste de rayons rayons

• accepte une couleur couleur

• mémorise le point de départ p

• descend vers -180

• mémorise une liste des positions des arbres

• dessine les arbres à ces positions

• peut être réutilisée pour le premier plan

• dessine de gauche à droite

Joueur

La fonction joueur() n’a aucun argument.

Une meilleure façon est de créer une fonction joueur(a, bras, jambes, col) qui :

• accepte la taille des membres a

• accepte une liste d’angles pour les bras

• accepte une liste d’angles pour les jambes

• accepte une couleur col

Mur

Nous utilisons la fonction rectangle pour dessiner un mur. La fonction mur(h, w, a, b) dessine un mur avec h x w briques de taille a x b.

Piques

La fonction piques() dessine une série de 6 triangles de taille fixe.

Une meilleure façon est de créer deux fonctions. Une fonction triangle(a) qui :

• peut être utilisé seul

• avec un côté a

et une fonction piques(n, a) qui répète le triangle n fois.

Drapeau

La fonction drapeau() dessine un seul type de drapeau.

Une meilleure façon est de créer une fonction drapeau(h, a, col, text) qui dessine un drapeau avec :

• une hauteur h

• un triangle de côté a

• de couleur col

• qui affiche text

Plateforme

La fonction plateforme_piques() dessine deux plateformes fixes.

Une meilleure façon est de créer une fonction plateforme(col, a, w) qui dessine une plateforme :

• de couleur col

• de longueur a et

• d’une épaisseur w

Téléchargez le code source du projet réusiné project1b.py

20.8. Champignon

Ce projet utilise principalement la fonction circle(r, angle) qui permet de dessiner un arc de cercle de rayon r et d’une longueur défini par angle.

Par défaut, un cercle entier est dessiné avec 36 segments. Si une meilleure précision est nécessaire, on peut augmenter le nombre de segments, en spécifiant le paramètre optionnel step de la façon suivante: circle(r, angle, steps=200).

Ci-dessous nous donnons quelques explications comment créer les éléments de ce type d’image.

Sol et Base

Beaucoup d’éléments sont créés par des ovales. Par exemple le sol, la serrure et les ronds sur le chapeau.

Porte

La porte est composée de 4 segments courbés. Nous tournons à gauche (rayon r positif). La fonction porte possède un paramètre r pour la taille. Ceci nous permet de dessiner un ombre de la porte plus grand (à 110%) et plus foncé, pour donner un effet 3D.

Pour bien fermer la forme, nous mémorisons la position de départ dans la variable locale p. En fin du dessin nous fermons la courbe avec l’instruction goto(p).

Fenêtre

L’origine de la fenêtre est au centre. Elle peut être dessinée avec deux disques. La vitre est en noir et elle a une taille de 80% par rapport au diamètre extérieur. Le cadre est fait avec 4 lignes qui partent du centre.

Chapeau

Le chapeau est composé d’arcs de différents rayons.

Fentes

Pour dessiner les fentes du champignon, nous utilisons deux arcs de cercle.

L’arc commence en position p et pointe vers center. L’arc a une courbure donnée par rayon. La longueur de l’arc est exprimée par une valeur décimale entre 0 et 1 (0.5 par défaut). Au bout de l’arc nous tournons d’une valeur angle et nous revenons en arrière le même arc.

Arrière-fond

Pour dessiner les lignes psychédéliques de l’arrière-fond, nous réutilisons les fentes de tout à l’heure.

Les fentes commencent le long des 4 bordes avec des coordonnées (x, y) et pointent vers center.

20.9. Loup

Ce projet utilise des polygones.

Dessiner un polygone

Un polygone est défini comme un tuple de coordonnées (x, y) des points du polygone.

Nous devons d’abord aller vers le premier point du polygone poly[0], baisser le stylo, et ensuite parcourir le reste de la séquence poly[1:].

Dessiner le loup

La façon la plus efficace est de mettre les coordonnées de chaque polygone dans un tuple. Ici nous commençons le tuple du polygone avec la couleur et nous ajoutons ensuite les points. Le loup est constitué de 22 polygones.

Changement d’échelle

L’utilisation de polygones permet de réutiliser la forme. Nous pouvons facilement changer :

• la position,

• la taille,

• l’orientation.

Points numérotés

Il est possible de numéroter les 22 polygones et les points. Les grands nombres désignent les polygones, les petits numéros désignent les sommets.