PyCairo 中的基本绘图 - 《ZetCode 中文系列教程》

直线
填充和描边
笔划线
线帽
线连接
贝塞尔曲线

原文： https://zetcode.com/gfx/pycairo/basicdrawing/

在 PyCairo 教程的这一部分中，我们绘制了一些基本图元。我们使用填充和描边操作，笔划线，线帽和线连接。

直线

线是非常基本的矢量对象。要画一条线，我们使用两个方法调用。通过move_to()调用指定起点。线的终点通过line_to()调用指定。

lines.py

#!/usr/bin/python
'''
ZetCode PyCairo tutorial 
In this program, we connect all mouse
clicks with a line.
Author: Jan Bodnar
Website: zetcode.com 
Last edited: April 2016
'''
from gi.repository import Gtk, Gdk
import cairo
class MouseButtons:
    LEFT_BUTTON = 1
    RIGHT_BUTTON = 3
class Example(Gtk.Window):
    def __init__(self):
        super(Example, self).__init__()
        self.init_ui()
    def init_ui(self):    
        self.darea = Gtk.DrawingArea()
        self.darea.connect("draw", self.on_draw)
        self.darea.set_events(Gdk.EventMask.BUTTON_PRESS_MASK)        
        self.add(self.darea)
        self.coords = []
        self.darea.connect("button-press-event", self.on_button_press)
        self.set_title("Lines")
        self.resize(300, 200)
        self.set_position(Gtk.WindowPosition.CENTER)
        self.connect("delete-event", Gtk.main_quit)
        self.show_all()
    def on_draw(self, wid, cr):
        cr.set_source_rgb(0, 0, 0)
        cr.set_line_width(0.5)
        for i in self.coords:
            for j in self.coords:
                cr.move_to(i[0], i[1])
                cr.line_to(j[0], j[1]) 
                cr.stroke()
        del self.coords[:]            
    def on_button_press(self, w, e):
        if e.type == Gdk.EventType.BUTTON_PRESS \
            and e.button == MouseButtons.LEFT_BUTTON:
            self.coords.append([e.x, e.y])
        if e.type == Gdk.EventType.BUTTON_PRESS \
            and e.button == MouseButtons.RIGHT_BUTTON:
            self.darea.queue_draw()           
def main():
    app = Example()
    Gtk.main()
if __name__ == "__main__":    
    main()

在我们的示例中，我们用鼠标左键随机单击窗口。每次点击都存储在一个列表中。当我们右键单击窗口时，所有点都与列表中的每个其他点相连。右键单击将清除窗口。

class MouseButtons:
    LEFT_BUTTON = 1
    RIGHT_BUTTON = 3

GTK 文档仅声明鼠标左键的编号为 1，鼠标右键的编号为 3。我们创建了一个自定义类，其中包含一些鼠标键的标识符。

self.darea.set_events(Gdk.EventMask.BUTTON_PRESS_MASK)

默认情况下，某些事件未启用。鼠标按下事件就在其中。因此，我们需要使用set_event()方法启用鼠标按下事件。

self.darea.connect("button-press-event", self.on_button_press)

在此代码示例中，我们对鼠标按下事件做出反应。

cr.set_source_rgb(0, 0, 0)
cr.set_line_width(0.5)

线条以黑色墨水绘制，宽度为 0.5 点。

for i in self.coords:
    for j in self.coords:
        cr.move_to(i[0], i[1])
        cr.line_to(j[0], j[1]) 
        cr.stroke()

我们将列表中的每个点连接到其他每个点。 stroke()调用画线。

del self.coords[:]

最后，将删除所有坐标。现在，我们可以创建另一个对象。

def on_button_press(self, w, e):
    if e.type == Gdk.EventType.BUTTON_PRESS \
        and e.button == MouseButtons.LEFT_BUTTON:
        self.coords.append([e.x, e.y])
...

如果按下鼠标左键，我们会将其 x 和 y 坐标添加到self.coords列表中。

if e.type == Gdk.EventType.BUTTON_PRESS \
    and e.button == MouseButtons.RIGHT_BUTTON:
    self.darea.queue_draw()

在按下鼠标右键的情况下，我们调用queue_draw()方法来重绘绘图区域。所有的点都用线连接。

PyCairo 中的基本绘图 - 图1

图：直线

填充和描边

描边操作绘制形状的轮廓，填充操作填充形状的内部。

fillstroke.py

#!/usr/bin/python
'''
ZetCode PyCairo tutorial 
This code example draws a circle
using the PyCairo library.
Author: Jan Bodnar
Website: zetcode.com 
Last edited: April 2016
'''
from gi.repository import Gtk
import cairo
import math
class Example(Gtk.Window):
    def __init__(self):
        super(Example, self).__init__()
        self.init_ui()
    def init_ui(self):    
        darea = Gtk.DrawingArea()
        darea.connect("draw", self.on_draw)
        self.add(darea)
        self.set_title("Fill & stroke")
        self.resize(230, 150)
        self.set_position(Gtk.WindowPosition.CENTER)
        self.connect("delete-event", Gtk.main_quit)
        self.show_all()
    def on_draw(self, wid, cr):
        cr.set_line_width(9)
        cr.set_source_rgb(0.7, 0.2, 0.0)
        w, h = self.get_size()      
        cr.translate(w/2, h/2)
        cr.arc(0, 0, 50, 0, 2*math.pi)
        cr.stroke_preserve()
        cr.set_source_rgb(0.3, 0.4, 0.6)
        cr.fill()
def main():
    app = Example()
    Gtk.main()
if __name__ == "__main__":    
    main()

在示例中，我们绘制了一个圆圈，并用纯色填充。

import math

用于绘制圆的pi常数需要此模块。

cr.set_line_width(9)
cr.set_source_rgb(0.7, 0.2, 0.0)

我们使用set_line_width()方法设置线宽。我们使用set_source_rgb()方法将光源设置为深红色。

w, h = self.get_size()

在这里，我们获得了窗口的宽度和高度。我们需要这些值使圆在窗口上居中。

cr.translate(w/2, h/2)
cr.arc(0, 0, 50, 0, 2*math.pi)
cr.stroke_preserve()

使用translate()方法，我们将图形原点移动到窗口的中心。我们希望我们的圈子居中。 arc()方法向 Cairo 图形上下文添加了新的圆形路径。最后，stroke_preserve()方法绘制圆的轮廓。与stroke()方法不同，它还保留了形状以供以后绘制。

cr.set_source_rgb(0.3, 0.4, 0.6)
cr.fill()

我们使用fill()方法更改绘制颜色，并用新颜色填充圆。

PyCairo 中的基本绘图 - 图2

图：填充和描边

笔划线

每条线可以用不同的笔划线绘制。笔笔划线定义线条的样式。笔划线由set_dash()方法指定。该模式由笔划线列表设置，笔划线列表是浮点值的列表。他们设置笔划线图案的开和关部分。 stroke()方法使用笔划线创建一条线。如果笔划线为 0，则禁用笔划线。如果笔划线的数量为 1，则假定使用对称模式，其中交替的开和关部分由笔划线中的单个值指定。

def on_draw(self, wid, cr):
    cr.set_source_rgba(0, 0, 0, 1)
    cr.set_line_width(2)
    cr.set_dash([4.0, 21.0, 2.0])
    cr.move_to(40, 30)  
    cr.line_to(250, 30)
    cr.stroke()
    cr.set_dash([14.0, 6.0])
    cr.move_to(40, 50)
    cr.line_to(250, 50)
    cr.stroke()
    cr.set_dash([1.0])
    cr.move_to(40, 70)
    cr.line_to(250, 70)
    cr.stroke()

我们用三个不同的笔划线画了三条线。

cr.set_dash([4.0, 21.0, 2.0])

我们有三个数字的模式。我们绘制了 4 个点，未绘制 21 个，绘制了 2 个点，然后绘制了 4 个点，绘制了 21 个点。和 2 未绘制。该模式轮流直到行尾。

cr.set_dash([14.0, 6.0])

在这种模式下，我们总是绘制 14 点，未绘制 6 点。

cr.set_dash([1.0])

在这里，我们创建了一个对称图案的笔划线，该图案交替出现单个接通和断开点。

PyCairo 中的基本绘图 - 图3

图：笔划线

线帽

线帽是线的端点。

Cairo.LINE_CAP_BUTT
Cairo.LINE_CAP_ROUND
Cairo.LINE_CAP_SQUARE

Cairo 有三种不同的线帽样式。

PyCairo 中的基本绘图 - 图4

图：正方形，圆和端帽

带有cairo.LINE_CAP_SQUARE帽的线的大小与带有cairo.LINE_CAP_BUTT帽的线的大小不同。如果一行的宽度是 x 单位，则带cairo.LINE_CAP_SQUARE上限的行的大小将恰好是 x 单位；开头x / 2个单位，结尾x / 2个单位。

def on_draw(self, wid, cr):
    cr.set_source_rgba(0, 0, 0, 1)
    cr.set_line_width(12)
    cr.set_line_cap(cairo.LINE_CAP_BUTT)
    cr.move_to(30, 50)
    cr.line_to(150, 50)
    cr.stroke()
    cr.set_line_cap(cairo.LINE_CAP_ROUND)
    cr.move_to(30, 90)
    cr.line_to(150, 90)
    cr.stroke()
    cr.set_line_cap(cairo.LINE_CAP_SQUARE)
    cr.move_to(30, 130)
    cr.line_to(150, 130)
    cr.stroke()
    cr.set_line_width(1.5)
    cr.move_to(30, 35)
    cr.line_to(30, 145)
    cr.stroke()
    cr.move_to(150, 35)
    cr.line_to(150, 145)
    cr.stroke()
    cr.move_to(155, 35)
    cr.line_to(155, 145)
    cr.stroke()

该示例绘制具有三个不同线帽的三条线。通过绘制三条额外的细垂直线，它还将以图形方式显示线的大小差异。

cr.set_line_width(12)

我们的生产线将是 12 个单位宽。默认线宽为 2。

cr.set_line_cap(cairo.LINE_CAP_ROUND)
cr.move_to(30, 90)
cr.line_to(150, 90)
cr.stroke()

在这里，我们用cairo.LINE_CAP_ROUND帽画一条水平线。

cr.set_line_width(1.5)
cr.move_to(30, 35)
cr.line_to(30, 145)
cr.stroke()

这是用来说明大小差异的三条垂直线之一。

PyCairo 中的基本绘图 - 图5

图：直线的端帽

线连接

可以使用三种不同的连接样式来连接线。

Cairo.LINE_JOIN_MITER
Cairo.LINE_JOIN_BEVEL
Cairo.LINE_JOIN_ROUND

PyCairo 中的基本绘图 - 图6

图：斜角，圆角，斜接线连接

def on_draw(self, wid, cr):
    cr.set_line_width(14)
    cr.rectangle(30, 30, 100, 100)        
    cr.set_line_join(cairo.LINE_JOIN_MITER)
    cr.stroke()
    cr.rectangle(160, 30, 100, 100)
    cr.set_line_join(cairo.LINE_JOIN_BEVEL)
    cr.stroke()
    cr.rectangle(100, 160, 100, 100)
    cr.set_line_join(cairo.LINE_JOIN_ROUND)
    cr.stroke()

在此示例中，我们绘制了三个具有各种线连接的粗矩形。

cr.set_line_width(14)

线宽为 14 个单位。

cr.rectangle(30, 30, 100, 100)        
cr.set_line_join(cairo.LINE_JOIN_MITER)
cr.stroke()

在这里，我们绘制一个具有cairo.LINE_JOIN_MITER连接样式的矩形。

PyCairo 中的基本绘图 - 图7

图：直线连接

贝塞尔曲线

贝塞尔曲线是由数学公式定义的曲线。绘制曲线的数学方法由 PierreBézier 在 1960 年代后期创建，用于雷诺的汽车制造。

curve_to(x1, y1, x2, y2, x3, y3)

curve_to()方法将三次贝塞尔曲线样条添加到路径。参数为第一控制点的 x 和 y 坐标，第二控制点的 x 和 y 坐标以及曲线末端的 x 和 y 坐标。

def on_draw(self, wid, cr):
    cr.move_to(20, 40)
    cr.curve_to(320, 200, 330, 110, 450, 40)        
    cr.stroke()

在此示例中，使用curve_to()方法绘制了贝塞尔曲线。

PyCairo 中的基本绘图 - 图8

图：贝塞尔曲线

在 PyCairo 教程的这一章中，我们做了一些基本的绘制。