Page d’exemple

Astronomie : Un semblant de liberté

« C’est dur, oui, il a tant cherché sa place dans l’univers : société, nature sauvage, vie luxueuse,… mais rien de tout ça ne lui convenait. Se tournant vers le ciel, c’était peut-être parmi les étoiles que se trouvait sa place… »

Introduction

À l’aide du module Turtle, on va pouvoir créer une image en python, animée ou non.
Aujourd’hui, ce sera alors plutôt un dessin que nous générerons par notre code, de plus, celle-ci sera différente à chaque exécution !
Nous allons alors décortiquer des parties de celui-ci afin de le comprendre, si ce n’est pas déjà le cas ! 😉

Une mise en bouche qui nous prépare

colormode(255)
color(5,9,44)
goto(-640,0)
pensize(1000)
forward(1000)

Ce bloc de code permet de préparer le dessin en y installant un fond bleu nuit rappelant l’espace.
La couleur est définie dans les 2 premières lignes, ensuite on se rend à des coordonnées hors du champ de vision puis on trace un trait très épais.

Des fonctions par-ci, des fonctions par-là

def etoile():
    pensize(2)
    couleur = randint(0,3)
    if couleur == 0:
        color(250, 137, 25)
    else:
        color(247,247,36)
    for _ in range(5):
        forward(10)
        right(144)

Le bloc de code suivant est une fonction, elle nous permet de définir une suite d’instructions qu’on peut utiliser par la suite.
Elle dessine une étoile tout en utilisant un autre module permettant d’utiliser l’aléatoire, à l’aide de celui-ci et de structure conditionnelles, on choisit aléatoirement entre 2 couleurs pour l’étoile.
Puis, on la trace à l’aide d’une boucle bornée. 😵

def position_aleatoire():
    penup()
    x = randint(-640,640)
    y = randint(-320,320)
    goto(x,y)
    pendown()

Cette seconde fonction diffère de la 1ère par son utilité-même : elle permet de choisir une position aléatoire.
La fonction génère aléatoirement des coordonnées dans un intervalle défini, ici, celle de la fenêtre puis elle s’y rend.

for _ in range(42):
    position_aleatoire()
    type_etoile = randint(0,2)
    if type_etoile == 0:
        etoile_2()
    else:
        etoile()

C’est alors que la magie entre en scène, on manipule les fonctions précédemment créées afin de produire un splendide ciel étoilé !
On se rend à un endroit aléatoire grâce à la 2ème fonction puis on dessine une étoile grâce à la 1ère fonction (et une autre produisant un autre type d’étoile), et ceci 42 fois !! 😱

Des éléments de décoration

D’autres éléments constituant l’image proviennent de fonctions, prenons ici l’exemple de la fusée :

def fusee():
    left(55)
    penup()
    goto(-100,-40)
    pendown()
    corps_fusee()
    for i in range(2):
        penup()
        goto(-125+i*275/100*25,-50-i*5/2*20)
        pendown()
        moteur()
    for i in range(2):
        penup()
        goto(-15+i*35*135/100,-65/2+i*50*135/100)
        pendown()
        hublot()
    right(30)
    penup()
    goto(15,125)
    pendown()
    toit()

On peut voir une différence notable avec les fonctions précédentes, cette fonction est elle-même constituée de fonctions : « corps_fusee » ; « moteur » ; « hublot » et « toit ».
Et comme dit plus tôt, on utilise et manipule ces fonctions, par exemple en les utilisant plusieurs fois dans une boucle, en définissant un angle au préalable,… et ça ne s’arrête pas là ! on pourrait très bien utiliser la fonction définissant la fusée afin de lui donner une autre utilité !

C’est alors en usant de fonctions, de boucles et de structures conditionnelles qu’on peut facilement produire une œuvre avec le module Turtle, mais tout cela ne peut se réaliser qu’avec de la pratique, car comme j’ai dit : « C’est en programmant que l’on devient programmeur ».

L’image finale

Télécharger le .py

Urbanisme : La skyline de New York

Pour ce premier projet en classe de première NSI nous avons choisi comme thème l’urbanisme. Nous avons souhaiter créer un projet original. Ce programme a pour but de réaliser un rendu graphique qui se rapproche au maximum du flat design. 

C’est quoi le flat design ?

Petit point de culture générale : Très brièvement le flat design est un style graphique caractérisé par le minimalisme et la simplicité des éléments présents sur le rendu. On ne cherche pas à faire à être dans le détail avec des ombres, des effets 3d… mais à être dans la simplicité avec une recherche en amont. Le flat design est aujourd’hui utilisé dans différentes catégories telle que l’illustration ou encore dans l’UI design où il consistera à obtenir un rendu fluide et ergonomique pour l’utilisateur. Un très grand artiste français qui utilise le flat design est Malika Favre voilà quelques exemples de créations qu’il a pu réaliser :

Les Recherches

Dans un premier temps pour réaliser ce projet nous avons dû faire différentes recherches sur internet. Les recherches finies, nous avons créer un moodboard pour mettre nos idées au claire et pour avoir de l’inspiration.

Nous avons sélectionné une image de la Skyline sur internet et nous l’avons directement modifiée sur Photoshop pour ne pas avoir de soucis avec les droits d’auteur.

Dans un second temps, nous nous sommes mis d’accord pour ne pas créer une simple Skyline mais bien plus. Notre point de départ est un couché de soleil avec des couleurs pastelles pour obtenir un rendu idéal qui se rapproche du flat design.

Une fois que nous étions d’accord sur les détails de notre projet, nous avons commencé le script phyton. Nous nous sommes divisés le travail en deux groupes :

• Skyline : Noah / Henry
• Ciel : Constance

Le code en entier

from turtle import *
from random import randint

#Lever de soleil

colormode(255)
bgcolor("#ffb399")

def disque(rayon, x, y, couleur=(1, 1, 1)):
    penup()
    goto(x, y-rayon)
    pendown()
    pencolor(couleur)
    fillcolor(couleur)
    begin_fill()
    circle(rayon)
    end_fill()
    
x, y = (0,-120)
radius = (500)
color = ("#ffc6b3")
disque(radius, x, y, color) 

x, y = (0,-120)
radius = (400)
color = ("#ffd9cc")
disque(radius, x, y, color) 
    
x, y = (0,-120)
radius = (300)
color = ("#ffece6")
disque(radius, x, y, color)     

x, y = (0,-120)
radius = (200)
color = ('white')
disque(radius, x, y, color)   


def arrondi_gauche():
    for i in range(180):
        left(1)
        forward(7/45)
        
def arrondi_droit():
    for i in range(180):
        right(1)
        forward(7/100)


def nuage():
    speed(10)
    pendown()
    width(2)
    pencolor("#ffffb3")
    fillcolor("#ffffb3")
    begin_fill()
    forward(210)
    arrondi_gauche()
    forward (21)
    arrondi_droit()
    forward(14)
    arrondi_gauche()
    forward(70)
    arrondi_droit()
    forward(56)
    arrondi_gauche()
    forward(28)
    arrondi_droit()
    forward(14)
    arrondi_gauche()
    forward(20)
    for i in range(90):
        right(1)
        forward(7/50)
    for i in range(90):
        left(1)
        forward(7/45)
    forward(35)
    for i in range(90):
        left(1)
        forward(7/45)
    for i in range(90):
        right(1)
        forward(7/50)
    forward(21)
    arrondi_gauche()
    forward(14)
    arrondi_droit()
    forward(49)
    arrondi_gauche()
    forward(42)
    arrondi_droit()
    forward(56)
    arrondi_gauche()
    forward(7)
    arrondi_droit()
    forward(42)
    arrondi_gauche()
    forward(10)
    end_fill()

penup()
goto(-450,-40)
nuage()

penup()
goto(300,55)
nuage()

penup()
goto(-50,200)
nuage()

#Skyline

pensize(3)
def building1(longueur,largeur, couleur=(1,1,1)):
    pendown()
    pencolor(couleur)
    left(90)
    forward(longueur)
    right(90)
    forward(largeur)
    right(90)
    forward(longueur/1.5)
    left(90)
    forward(longueur/2)
 
def building2(longueur, largeur, couleur=(1,1,1)):
    etage(longueur, largeur/5)
    etage(longueur/2 , largeur/5)
    etage(longueur/3 , largeur/5)
    left(80)
    forward(longueur/2)

def etage(longueur, largeur, couleur=(1,1,1)):
    left(90)
    forward(longueur)
    right(90)
    forward(largeur)

def etage_inverse(longueur, largeur, couleur=(1,1,1)):
    forward(largeur)
    left(270)
    forward(longueur)
    left(90)
def building2_inverse(longueur, largeur, couleur=(1,1,1)):
    right(160)
    forward(longueur/2)
    left(80)
    etage_inverse(longueur/3, largeur/5)
    etage_inverse(longueur/2 , largeur/5)
    etage_inverse(longueur, largeur/5)

def building3(longueur, largeur, couleur=(1,1,1)):
   forward(longueur/3)
   left(90)
   forward(longueur)
   right(90)
   forward(largeur)
   right(90)
   forward(longueur/4)
   left(90)
   forward(largeur)
   left(90)
   forward(longueur/5)
   right(90)
   forward(largeur)
   right(90)
   forward(longueur/2)
   
def building4(longueur, largeur, couleur=(1,1,1)):
    left(90)
    forward(largeur/3)
    left(90)
    forward(longueur)
    right(90)
    forward(largeur)
    left(90)
    forward(longueur-30)
    right(90)
    forward(largeur+25)
    right(90)
    forward(longueur+20)
    
def building5(longueur, largeur, couleur=(1,1,1)):
    left(90)
    forward(largeur)
    left(90)
    forward(longueur)
    right(90)
    forward(largeur)
    right(90)
    forward(longueur/2)
    left(45)
    forward(longueur/2)
    right(225)
    forward(longueur/3)
    right(90)
    forward(largeur+5)
    right(90)
    forward(longueur+30)
    
def building6(longueur, largeur, couleur=(1,1,1)):
    left(90)
    forward(largeur)
    left(90)
    forward(longueur)
    right(30)
    forward(longueur/8)
    left(30)
    forward(30)
    right(30)
    forward(longueur/8)
    left(30)
    forward(60)

def building6_reverse(longueur, largeur, couleur=(1,1,1)):
    left(180)
    forward(60)
    left(30)
    forward(longueur/8)
    right(30)
    forward(30)
    left(30)
    forward(longueur/8)
    right(30)
    forward(longueur)
    left(90)
    forward(largeur)
    
def building7(longueur, largeur, couleur=(1,1,1)):
    left(90)
    forward(largeur)
    left(90)
    forward(longueur)
    right(90)
    forward(largeur)
    left(90)
    forward(longueur/3)
    right(90)
    forward(largeur)
    right(90)
    forward(longueur-130)
    left(90)
    forward(largeur)
    right(90)
    forward(longueur-50)
    left(35)
    forward(largeur*2)
    right(35)
    forward(longueur-75)


def building8(longueur, largeur, couleur=(1,1,1)):
    left(90)
    forward(largeur)
    left(90)
    forward(longueur)
    right(90)
    forward(largeur)
    right(90)
    forward(longueur/2)
    left(35)
    forward (largeur)
    right(35)
    forward(longueur-20)
       
    
    
penup()
fillcolor("#80586D")
begin_fill()
goto(-630,-350)
goto(-630,-300)
building1(60,30, couleur=("#80586D"))
building2(150,80 , couleur=("#80586D"))
building2_inverse(150,80 , couleur=("#80586D"))
building3(120,30, couleur=("#80586D"))
building4(100,40, couleur=("#80586D"))
building5(80,25, couleur=("#80586D"))
building6(275,50, couleur=("#80586D"))
building6_reverse(275,50, couleur=("#80586D"))
right(90)
building4(90,30, couleur=("#80586D"))
building7(165,35, couleur=("#80586D"))
left(90)
building3(170,35, couleur=("#80586D"))
building8(150,45, couleur=("#80586D"))
pendown()
goto(630,-350)
goto(-630,-350)
end_fill()



penup()
fillcolor("#01343D")
begin_fill()
left(90)
goto(-620,-350)
building1(60,30, couleur=("#01343D"))
building2(150,80 , couleur=("#01343D"))
building2_inverse(150,80 , couleur=("#01343D"))
building3(120,30, couleur=("#01343D"))
building4(100,40, couleur=("#01343D"))
building5(80,25, couleur=("#01343D"))
building6(275,50, couleur=("#01343D"))
building6_reverse(275,50, couleur=("#01343D"))
right(90)
building4(90,30, couleur=("#01343D"))
building7(165,35, couleur=("#01343D"))
left(90)
building3(170,35, couleur=("#01343D"))
building8(150,45, couleur=("#01343D"))
pendown()
goto(-630,-350)
end_fill()

Le Fond

def disque(rayon, x, y, couleur=(1, 1, 1)):
    penup()
    goto(x, y-rayon)
    pendown()
    pencolor(couleur)
    fillcolor(couleur)
    begin_fill()
    circle(rayon)
    end_fill()
    
x, y = (0,-120)
radius = (500)
color = ("#ffc6b3")
disque(radius, x, y, color) 

x, y = (0,-120)
radius = (400)
color = ("#ffd9cc")
disque(radius, x, y, color) 
    
x, y = (0,-120)
radius = (300)
color = ("#ffece6")
disque(radius, x, y, color)     

x, y = (0,-120)
radius = (200)
color = ('white')
disque(radius, x, y, color)   


def arrondi_gauche():
    for i in range(180):
        left(1)
        forward(7/45)
        
def arrondi_droit():
    for i in range(180):
        right(1)
        forward(7/100)

Pour réaliser le fond, j’ai adapté la fonction disque des exemples donnés afin de faire un dégradé de disques partant d’un peu plus bas que le centre et du plus clair au plus foncé. De cette manière, le disque au centre est blanc et représente donc le Soleil. De plus, les disques autour forment un dégradé de couleurs modélisant le levé du Soleil dans le ciel.

Les nuages

def nuage():
    speed(10)
    pendown()
    width(2)
    pencolor("#ffffb3")
    fillcolor("#ffffb3")
    begin_fill()
    forward(210)
    arrondi_gauche()
    forward (21)
    arrondi_droit()
    forward(14)
    arrondi_gauche()
    forward(70)
    arrondi_droit()
    forward(56)
    arrondi_gauche()
    forward(28)
    arrondi_droit()
    forward(14)
    arrondi_gauche()
    forward(20)
    for i in range(90):
        right(1)
        forward(7/50)
    for i in range(90):
        left(1)
        forward(7/45)
    forward(35)
    for i in range(90):
        left(1)
        forward(7/45)
    for i in range(90):
        right(1)
        forward(7/50)
    forward(21)
    arrondi_gauche()
    forward(14)
    arrondi_droit()
    forward(49)
    arrondi_gauche()
    forward(42)
    arrondi_droit()
    forward(56)
    arrondi_gauche()
    forward(7)
    arrondi_droit()
    forward(42)
    arrondi_gauche()
    forward(10)
    end_fill()

penup()
goto(-450,-40)
nuage()

penup()
goto(300,55)
nuage()

penup()
goto(-50,200)
nuage()

Pour rajouter un effet naturel au ciel, on a décidé d’ajouter des nuages avec une couleur et une forme adaptée au moment de la journée du levé de Soleil. J’ai donc crée une fonction nuage qui comprend également deux autres fonctions pour arrondir chaque bosse des nuages. De cette façon, le script est bien plus court. Pour faire les arrondis, j’ai d’abord fait le script d’un cercle, puis je l’ai adapté dans chacune des fonctions afin que sa largeur puisse varier.

La Skyline

def building1(longueur,largeur, couleur=(1,1,1)):
    pendown()
    pencolor(couleur)
    left(90)
    forward(longueur)
    right(90)
    forward(largeur)
    right(90)
    forward(longueur/1.5)
    left(90)
    forward(longueur/2)
 
def building2(longueur, largeur, couleur=(1,1,1)):
    etage(longueur, largeur/5)
    etage(longueur/2 , largeur/5)
    etage(longueur/3 , largeur/5)
    left(80)
    forward(longueur/2)

def etage(longueur, largeur, couleur=(1,1,1)):
    left(90)
    forward(longueur)
    right(90)
    forward(largeur)

def etage_inverse(longueur, largeur, couleur=(1,1,1)):
    forward(largeur)
    left(270)
    forward(longueur)
    left(90)
def building2_inverse(longueur, largeur, couleur=(1,1,1)):
    right(160)
    forward(longueur/2)
    left(80)
    etage_inverse(longueur/3, largeur/5)
    etage_inverse(longueur/2 , largeur/5)
    etage_inverse(longueur, largeur/5)

def building3(longueur, largeur, couleur=(1,1,1)):
   forward(longueur/3)
   left(90)
   forward(longueur)
   right(90)
   forward(largeur)
   right(90)
   forward(longueur/4)
   left(90)
   forward(largeur)
   left(90)
   forward(longueur/5)
   right(90)
   forward(largeur)
   right(90)
   forward(longueur/2)
   
def building4(longueur, largeur, couleur=(1,1,1)):
    left(90)
    forward(largeur/3)
    left(90)
    forward(longueur)
    right(90)
    forward(largeur)
    left(90)
    forward(longueur-30)
    right(90)
    forward(largeur+25)
    right(90)
    forward(longueur+20)
    
def building5(longueur, largeur, couleur=(1,1,1)):
    left(90)
    forward(largeur)
    left(90)
    forward(longueur)
    right(90)
    forward(largeur)
    right(90)
    forward(longueur/2)
    left(45)
    forward(longueur/2)
    right(225)
    forward(longueur/3)
    right(90)
    forward(largeur+5)
    right(90)
    forward(longueur+30)
    
def building6(longueur, largeur, couleur=(1,1,1)):
    left(90)
    forward(largeur)
    left(90)
    forward(longueur)
    right(30)
    forward(longueur/8)
    left(30)
    forward(30)
    right(30)
    forward(longueur/8)
    left(30)
    forward(60)

def building6_reverse(longueur, largeur, couleur=(1,1,1)):
    left(180)
    forward(60)
    left(30)
    forward(longueur/8)
    right(30)
    forward(30)
    left(30)
    forward(longueur/8)
    right(30)
    forward(longueur)
    left(90)
    forward(largeur)
    
def building7(longueur, largeur, couleur=(1,1,1)):
    left(90)
    forward(largeur)
    left(90)
    forward(longueur)
    right(90)
    forward(largeur)
    left(90)
    forward(longueur/3)
    right(90)
    forward(largeur)
    right(90)
    forward(longueur-130)
    left(90)
    forward(largeur)
    right(90)
    forward(longueur-50)
    left(35)
    forward(largeur*2)
    right(35)
    forward(longueur-75)


def building8(longueur, largeur, couleur=(1,1,1)):
    left(90)
    forward(largeur)
    left(90)
    forward(longueur)
    right(90)
    forward(largeur)
    right(90)
    forward(longueur/2)
    left(35)
    forward (largeur)
    right(35)
    forward(longueur-20)
       
    
    
penup()
fillcolor("#80586D")
begin_fill()
goto(-630,-350)
goto(-630,-300)
building1(60,30, couleur=("#80586D"))
building2(150,80 , couleur=("#80586D"))
building2_inverse(150,80 , couleur=("#80586D"))
building3(120,30, couleur=("#80586D"))
building4(100,40, couleur=("#80586D"))
building5(80,25, couleur=("#80586D"))
building6(275,50, couleur=("#80586D"))
building6_reverse(275,50, couleur=("#80586D"))
right(90)
building4(90,30, couleur=("#80586D"))
building7(165,35, couleur=("#80586D"))
left(90)
building3(170,35, couleur=("#80586D"))
building8(150,45, couleur=("#80586D"))
pendown()
goto(630,-350)
goto(-630,-350)
end_fill()



penup()
fillcolor("#01343D")
begin_fill()
left(90)
goto(-620,-350)
building1(60,30, couleur=("#01343D"))
building2(150,80 , couleur=("#01343D"))
building2_inverse(150,80 , couleur=("#01343D"))
building3(120,30, couleur=("#01343D"))
building4(100,40, couleur=("#01343D"))
building5(80,25, couleur=("#01343D"))
building6(275,50, couleur=("#01343D"))
building6_reverse(275,50, couleur=("#01343D"))
right(90)
building4(90,30, couleur=("#01343D"))
building7(165,35, couleur=("#01343D"))
left(90)
building3(170,35, couleur=("#01343D"))
building8(150,45, couleur=("#01343D"))
pendown()
goto(-630,-350)
end_fill()

Dans le cas de la Skyline, le principal défi a été d’éviter de reproduire la même chose. Donc pour remédier au problème, nous avons coder de nombreuses fonctions « def » pour initialiser les buildings. Ensuite, il s’agissait surtout de calculer les bâtiments et les étages car ils étaient tous hétérogènes. Enfin, il nous suffisait d’utiliser les fonctions en rentrant les mesures et définir les couleurs puis la Skyline de New York prend vie.

Conclusion

En réalisant ce projet, nous avons étudié l’architecture de New York en analysant les suites logiques de buildings en fonction de leurs tailles par exemple. Nous avons aussi travaillé sur la meilleure façon de représenter un lever de Soleil de manière simple et évidente en regardant des exemples sur des dessins et des photos. En python, on a appris à manipuler les fonctions pour exécuter des scripts sans les réécrire plusieurs fois (avec les arrondis des nuages par exemple). Nous avons aussi du travailler beaucoup avec les couleurs avec les plusieurs plans des buildings qui ont permis de donner du relief à l’image grâce aux couleurs mais aussi avec le dégradé du ciel pour qu’il paraisse naturel. Nous avons aussi du visualiser l’image finale en gardant le meilleur de différentes inspirations et tout calculer pour que l’image ne soit ni trop vide ni trop surchargée d’éléments. Cette réalisation avait pour but d’être esthétique, moderne et simple.4

Télécharger le .py

Si vous voulez l’essayer, vous trouverez le script ci-dessous, mais attention, les nuages prennent énormément de temp à s’exécuter !

Astronomie : Le Seigneur des Anneaux … d’Uranus

Dans cet article, nous allons vous présenter notre projet sur Uranus, la septième planète du système solaire, que nous avons réalisée grâce au module turtle de python. Pour rédiger le script, nous avons notamment utilisé des fonctions, boucles et instructions conditionnelles.

Présentation et début du projet

pensize(10000)
goto(100,1)
pensize(5)

def uranus(rayon, x, y, couleur=(1, 1, 1)):
    penup()
    goto(x, y)
    pendown()
    pencolor(couleur)
    circle(rayon)

t = 1
for t in range(220):
    x, y = 50,-200
    radius = 0 + t
    color = (254 - t, 12 + t, 1 + t)
    uranus(radius, x, y, color)

Et voici le résultat (fond noir + fonction uranus) :

Améliorations du projet

Une fois la planète obtenue sur fond noir nous contemplons de manière enthousiaste notre travail. Mais il nous reste toujours les anneaux à faire ! Et c’est là que ça se complique.

• Pour les anneaux, nous pensions tout d’abord à les faire avec des cercles. Après plusieurs tentatives, il faut se rendre à l’évidence : les anneaux avec les cercles ça ne marche pas ! C’est à ce moment-là que l’un d’entre nous se souvient de la présence, sur la calculatrice NumWorks, dans la rubrique « Fonction », d’une fonction appelée « conique » qui trace des ellipses. La forme de l’ellipse nous semblant similaire à celle des anneaux, nous décidons donc de tracer des ellipses pour les anneaux. Comme nous ne savons pas comment coder une ellipse avec le module turtle de python, nous faisons une recherche sur Internet. Nous tombons alors sur une fonction très simple permettant de tracer une ellipse. Nous l’ajoutons alors au script.
• Puis, nous remanions le script trouvé sur Internet en reprenant les mêmes principes utilisés précédemment dans la fonction uranus c’est-à-dire en augmentant progressivement la taille du rayon et en faisant un dégradé de couleurs. Pour définir la couleur, nous avons utilisé pencolor() afin que la couleur des anneaux soit autre que noir. Puis nous avons aussi rajouté pensize(5) avant for j in range(30) pour augmenter la taille du tracé. Enfin nous avons changé la valeur de seth() afin que les anneaux soient inclinés vers le bas droit de l’image, ainsi que la valeur de la fonction anneaux() dans le but que ceux-ci soient assez grands pour que la planète se situe bien au milieu.
• Et comme d’habitude ne pas oublier de définir la variable avant son utilisation (sinon ça ne marche pas😉). Ci-dessous le code python des anneaux ainsi qu’Uranus + ses anneaux.

# Source: https://stacklima.com/dessiner-une-ellipse-a-laide-de-turtle-en-python/
j = 1
def anneaux(rad):
  pensize(5)
  for j in range(30):
    pencolor(255- 5*j, 255- 5*j, 255- 5*j)
    circle(rad + j,90)
    circle(rad//2 + j,90)

seth(-80) 
anneaux(290)

Arrivés à ce stade-là, on aurait pu arrêter. On avait la planète Uranus, ses anneaux et le fond noir. Mais l’image semblait un peu vide, on a donc eu l’idée de rajouter quelque chose en fond d’écran : des étoiles.

• Pour dessiner les étoiles, c’est assez facile. Si on veut dessiner une étoile à 5 branches on peut dessiner une partie de l’étoile et répéter cette action cinq fois. Tout ceci en utilisant (encore) une fonction, dans laquelle on doit définir la longueur d’un trait, les coordonnées (x, y) du point de départ ainsi que la couleur de l’étoile. Avant de coder la fonction on met la taille du stylo à 5 avec pensize(5) pour remplir l’interieur de l’étoile (il est inutile de le préciser avant puisqu’on l’a déjà mis dans le code du fond noir qui est situé avant la fonction etoiles). On choisit aussi de préférence une longueur assez basse (mais pas trop quand même). 4 est un bon chiffre par exemple.
• La boucle for i in range(5) permet de dessiner 5 fois deux demi-branches d’étoiles pour obtenir une étoile (il faut faire attention aux mesures d’angles et si l’on tourne à droite ou à gauche). La boucle for i range(210) permet de dessiner 210 étoiles. Dans cette boucle, on définit les coordonnées (x, y) ainsi que la couleur de l’étoile grâce au module randint. Celui-ci permet, pour chaque étoile, de définir des coordonnées aléatoires comprises entre -800 et 800 pour x et -400 et 400 pour y. C’est le même principe pour les couleurs à part que l’on a réduit l’écart entre les nombres pour obtenir comme couleur (toujours de manière aléatoire) du jaune, de l’orange ou des couleurs s’en rapprochant de très près.

Le code python des étoiles :

def etoiles(longueur, x, y, couleur=(1, 1, 1)):
    penup()
    goto(x, y)
    pendown()
    pencolor(couleur)
    for i in range(5):
        forward(longueur)
        left(74.2)
        forward(longueur)
        right(146)

for i in range(210):
    x, y = randint(-800, 800), randint(-400, 400)
    longueur = 4
    color = (randint(247, 255), randint(127, 255), randint(0, 12)) 
    etoiles(longueur, x, y, color)

Et le résultat :

Finalisation du projet

Enfin, nous avons pensé à rajouter le plus grand satellite naturel d’Uranus, Titania (à ne pas confondre avec Titan qui lui est le plus grand satellite naturel de Saturne).

• On s’est dit que rajouter un petit détail supplémentaire pourrait être intéressant. On a tout de suite pensé à rajouter son plus grand satellite naturel. Pour le faire, on a utilisé le même procédé que pour Uranus, à savoir des cercles qui augmentent progressivement de rayon et un dégradé de couleurs. Mais cette fois-ci, pour plus d’originalité, nous avons utilisé des instructions conditionnelles pour faire le dégradé de couleur en fonction de la taille des cercles.
• On utilise une boucle while cette fois-ci (on aurait pu aussi utiliser une boucle for comme dans les autres fonctions et vice versa). Ici on prend radius (le rayon du cercle) comme variable puis on l’augmente de 1 (avec +=) jusqu’à ce que radius soit égal à 30 : le principe reste donc le même qu’avec une boucle for.
• Puis, dans la boucle while, on utilise des instructions conditionnelles afin que les cercles soit d’une certaine couleur en fonction de leur taille. Ainsi, la première condition (if) s’applique aux cercles dont le rayon est inférieur ou égal à 28 et dont la couleur sera du marron très clair. La deuxième condition (elif) concerne les cercles ayant un rayon compris entre 28 (non inclus) et 29 (inclus) : la couleur du cercle sera marron clair. A noter que l’on aurait pu remplacer elif radius > 28 and radius <= 29: par elif radius == 29: . Enfin, la troisième et dernière condition (else) concerne tous les cercles dont le rayon va jusqu’à 30 (mais ne concerne pas ceux des précédentes conditions), qui auront donc un couleur marron.
• Le code et l’image obtenus :

def titania(rayon, x, y, couleur=(1, 1, 1)):
    penup()
    goto(x, y)
    pendown()
    pencolor(couleur)
    circle(rayon)
    
x, y = -200, 100
radius = 0
while radius <= 30:
    radius += 1
    if radius <= 28:
        color = (167-2, 103-2, 38-1)
    elif radius > 28 and radius <= 29:
        color = (136-2, 66-2, 29)   
    else :
        color = (91-2, 60-2, 17)
    titania(radius, x, y, color)

Au cours de la rédaction de notre script python, nous avons rencontré différents problèmes que nous avons essayé de résoudre.

• Le problème majeur que nous avons rencontré est le décalage des anneaux et de la planète sur l’image quand d’autres fonctions étaient exécutées avant. De plus, comme la même variable i était utilisée pour chaque fonction cela créait des confusions de même que le positionnement des objets sur l’image. Nous avons donc changé le nom des variables afin que chacune est un nom différent (i, j, t et radius) ce qui explique le nom des variables précédentes. Nous avons aussi ajouté les lignes suivantes entre chaque fonction afin d’éviter toutes confusions et pour remettre les fonctions à jour :

penup()
goto(0,0)
pendown()

• Nous avons aussi eu des problèmes avec la fonction titania, notamment avec le cercle marron qui se décalait trop vers le haut. Nous avons donc réduit l’intervalle dans lequel il était appliqué pour supprimer ce décalage. Nous avons rencontré d’autres problèmes minimes et sans importance notamment sur les valeurs et la précision de celles-ci, qui peuvent faire varier le rendu.

L’image finale

Voici donc le résultat final ci-dessous une fois que tous les éléments ont été assemblés et les problèmes réglés :

Télécharger le .py

Si vous désirez le télécharger (il en format compressé il faudra donc le décompresser😉). Le script contient un code python permettant de générer une image ainsi que les fonctions permettant de dessiner le fond noir, les étoiles, les anneaux, Uranus et Titania (dans l’ordre) :

Astronomie : La carte du ciel

Depuis la nuit des temps, l’Homme est fasciné par ce qu’il se trouve au-dessus de sa tête à tel point qu’il a créé des cartes pour répertorier ces astres lumineux. Cette fascination pour l’inconnu a perduré au fil des siècles et, grâce aux cartes du ciel, les aventuriers d’hier, d’aujourd’hui et de demain on réussit à se repérer dans l’espace et surtout à rêver comme nous le montre James Michener dans La course aux étoiles.

Genèse de l’idée

Lors de l’explication du projet, nous avons réfléchi et nous avons tout de suite pensé au domaine de l’astronomie. Au début nous avons pensé que faire une représentation en Pixel Art serait une bonne idée mais après de longues réflexions nous sommes revenus aux bases de l’astronomie et nous avons eu notre idée actuelle ; une carte du ciel de l’hémisphère Nord. C’est ainsi que notre projet a pu débuter…

Développement

Pour commencer nous avions besoin d’un fond dégradé du bleu au noir pour représenter notre beau ciel étoilé. De ce fait nous avons dû chercher comment le réaliser et nous avons trouvé un exemple de code sur Internet et nous avons pu l’adapter à notre manière.

Une fois le fond terminé et opérationnel, nous nous sommes concentrés sur la création des étoiles qui composeront notre carte. Ainsi, nous avons défini 3 types d’étoiles :

Les petites étoiles :

def etoilep():
    pensize(1)
    pencolor("white")
    for i in range(150):
        penup()
        x,y = randint(-640,640), randint(-360,360)
        goto(x,y)
        pendown()
        circle(1)

Nous avons positionné les petites étoiles de façon aléatoire grâce à un module python nommé random permettant un meilleur rendu visuel puisqu’elles servent à définir les étoiles les plus lointaines et donc visibles seulement par la NASA, l’ESA et également visibles dans les films de science-fiction tel H2G2.

Les étoiles moyennes :

def etoilen():
    pendown()
    pensize(2)
    pencolor("yellow")
    for i in range(5):
        right(30)
        forward(2)
        right(120)
        forward(2)
        left(78)

Celles-ci servent à constituer les étoiles formant les constellations visibles dans notre hémisphère et donc forment les différentes constellations.

L’étoile polaire :

def etoilepolaire():
    pendown()
    pensize(2)
    pencolor("yellow")
    for i in range(5):
        right(30)
        forward(2)
        right(120)
        forward(2)
        left(78)

L’étoile polaire est une étoile particulière. En effet, sa position dans l’espace ne varie pas et indique globalement le nord. Elle servait notamment aux marins pour se repérer en pleine mer. C’est pour ça que nous l’avons défini aux coordonnées (0 , 0).

Conclusion

Malgré les quelques difficultés rencontrées nous avons réussi à modéliser, assez grossièrement, nous devons l’admettre, une carte du ciel. Néanmoins, cette esquisse ravira sans aucun doute les amateurs d’astronomie pour sa beauté graphique et les informations données, malgré son imprécision elle reste tout de même assez juste et véridique. Notre projet se prête bien au thème de l’astronomie et nous en sommes fières. Cependant , il peut bien évidemment être amélioré avec un script plus optimisé et un peu plus de constellations.

Et puis, comme disait Léonard de Vinci, Celui qui s’oriente sur l’étoile ne se retourne pas.

Télécharger le .py

L’image finale

Astronomie : L’amas de trous noirs

« L’amas de trous noirs » est le nom de notre premier projet développé en Python. Notre petit programme vous permettra de profiter d’un magnifique ciel étoilé… avec quelques trous noirs. En effet, ce programme générera pour vous une image d’une beauté à couper le souffle… Enfin, nous espérons !

Introduction

Représenter ce que l’être humain ne peut atteindre est une de ses passions favorites. En effet, nous allons vous présenter notre projet Python se prénommant : L’amas de trous noirs. Effrayant, n’est-ce pas ?

Le résultat final doit ressembler à ceci, mais vous le savez déjà :

Comme vous pouvez le voir, il y a plusieurs éléments sur cette image : des trous noirs, des étoiles et un arrière-plan noir. Commençons par le programme pour former les trous noirs.

Nous avons utilisé le module turtle de python qui permet de dessiner à l’écran. Dans la suite de l’article, nous ferons référence à ce module sous le nom de tortue.

Les trous noirs

Un code non optimisé

C’est la première chose sur laquelle nous avons travaillé. Afin que vous conserviez votre santé mental, nous éviterons de vous montrer le code qui forme cette image :

Si vous le voulez vraiment :

def cercle(rayon, x, y, r=1, v=1, b=1):
    pensize(5)
    while rayon > 372 and r < 254:
        penup()
        goto(x, y - rayon)
        pendown()
        pencolor((r, v, b))
        circle(rayon)
        rayon -= 1
        r += 2
    while rayon > 244 and v < 254:
        penup()
        goto(x, y - rayon)
        pendown()
        pencolor((r, v, b))
        circle(rayon)
        rayon -= 1
        v += 2
    while rayon > 119 and b < 254:
        penup()
        goto(x, y - rayon)
        pendown()
        pencolor((r, v, b))
        circle(rayon)
        rayon -= 1
        b += 2
    while r > 0 and v > 0 and b > 0:
        penup()
        goto(x, y - rayon)
        pendown()
        pensize(2)
        pencolor((r, v, b))
        circle(rayon)
        rayon -= 1
        b -= 16
        v -= 16
        r -= 16


cercle(500, 0, 0)

Ce code ne nous satisfait pas car il a des limites d’utilisations. C’est-à-dire qu’il est impossible de dessiner des trous noirs de n’importe quel diamètre. On a par exemple ce cas où l’on choisi un rayon de 200 :

Maintenant que nous avons vu un code qui vous pique encore les yeux, nous allons voir une autre version plus optimisée et bien plus flexible.

Un code optimisé

Avant toute chose, nous définissons au début de notre programme colormode(255) qui nous permettra de définir des couleurs au format (r, v, b), r pour rouge, v pour vert et b pour bleu qui sont les trois teintes permettant de composer n’importe quelle couleur.

Ensuite nous définissons notre fonction trou_noir(). Nous allons la découper en plusieurs portions de code afin de vous l’expliquer étape par étape.

• Première étape : Initialisation de diverses informations.

colormode(255)

def trou_noir(x, y, rayon):
    color(0, 0, 0)
    pensize(5)
    r = -1
    v = -1
    b = -1
    penup()
    goto(x, y - rayon - 20)
    pendown()

Notre fonction aura donc besoin de trois paramètres : les coordonnées x, y et le rayon du trou noir. Nous indiquons que la couleur du stylo sera noir, en raison de l’arrière-plan qui sera noir également. Nous définissons le taille du trait à 5, qui est la valeur la plus basse tout en évitant des artéfacts au niveau du trou noir comme ceci :

Nous définissons trois variables qui, comme leur nom l’indique, seront les variables liées au changement de couleur. Nous les définissons avec une valeur négative, ce qui peut paraitre assez étrange, car les valeurs minimales pour le vert, le rouge ou le bleu sont zéro. Nous vous expliquerons un peu plus bas pourquoi nous faisons cela.

La fonction penup() permet de lever le stylo, la fonction goto() permet de le déplacer. On met en paramètre les coordonnées x et y en paramètre. La fonction pendown() permet elle, de poser le stylo.

Concernant la fonction goto(), elle prend en paramètre les coordonnées x et y, qui représente un point de l’écran. La tortue n’est capable de dessiner un cercle qu’à partir de sa base (le point le plus bas du cercle). Nous souhaitons utiliser le centre géométrique d’un cercle pour les positionner. Nous allons donc décaler la coordonnée y de la distance du rayon. Cela donne le code suivant : goto(x, y - rayon).

Nous avons choisi d’ajouter autour de notre trou noir une zone noire (🥴) de 20 pixels d’épaisseur (cette valeur a été défini de façon arbitraire). Nous verrons par la suite que c’est un choix esthétique, cette marge de 20 pixels se retrouve donc dans l’appel de notre fonction goto() : goto(x, y - rayon - 20).

• Deuxième étape : Création d’un disque noir.

	begin_fill()
    fillcolor("black")
    circle(rayon + 20)
    end_fill()

Ce disque a été rajouté afin d’améliorer la fonction trou_noir() : en effet, après une première version de la fonction trou noir, nous avons amélioré le rendu graphique en dessinant un premier disque noir sur lequel la tortue dessine le trou noir. Cela apporte deux avantages : produire la marge de 20 pixels autour du trou noir (cf. paragraphe au-dessus) et remplir le centre de notre trou noir. Voyez ainsi :

Ce disque noir sert de transition entre le ciel étoilé (que vous verrons par la suite) et le trou noir en lui-même.

• Troisième étape : Construction du trou noir (dégradé du rouge vers le blanc).

    while r < 255:
        penup()
        goto(x, y - rayon)
        pendown()
        r += 2
        pencolor((r, 0, 0))
        circle(rayon)
        rayon -= rayon/500

    while v < 255:
        penup()
        goto(x, y - rayon)
        pendown()
        v += 2
        pencolor((r, v, 0))
        circle(rayon)
        rayon -= rayon/500

    while b < 255:
        penup()
        goto(x, y - rayon)
        pendown()
        b += 2
        pencolor((r, v, b))
        circle(rayon)
        rayon -= rayon/500

Ces trois boucles while sont très similaires. Elles servent à créer le dégradé du trou noir. Ce que notre tortue fait est de dessiner un cercle d’une couleur différente à chaque fois que la boucle se répète. La boucle se termine une fois que la variable de la couleur donnée dans la condition while a atteint son maximum, soit 255. A chaque itération, nous incrémentons de 2 chaque variable de couleur, et nous le faisons juste avant de dessiner le cercle. Avec cette incrémentation, il nous faudrait 128 itérations pour arriver à la valeur 256. Cette valeur est donc supérieur à 255, nous avons donc décidé d’initialiser chaque variable de couleur à -1 afin de compenser ce problème. Pour la variable r par exemple, la première fois que notre boucle va s’exécuter, elle va s’incrémenter de 2 ( -1 + 2 = 1 ), puis choisir une couleur pour le stylo : pencolor((r, 0, 0)), puis dessiner le cercle. Lors de la dernière itération, r est égal à 253, donc 253 + 2 = 255, la tortue dessine le cercle avec cette valeur. Nous sortirons ensuite de la boucle. Nous faisons ceci trois fois, pour les trois variables de couleurs.

La dernière ligne qui est intéressant dans l’extrait cité est rayon -= rayon/500. La valeur 500 provient de notre « programme d’essai », celui non optimisé. Nous avons utilisé la proportionnalité par rapport à la valeur trouvée grâce à ce programme. Dans le programme d’essai nous retirions 1 au rayon pour un cercle de rayon 500. Ici nous retirons au rayon le résultat de la division du rayon par 500. Par exemple si le rayon est 500, on retirera 1 ( 500/500 = 1 ), si c’est 250, on retirera 0,5 ( 250/500 = 0,5 ), si c’est 750, on retirera 1,5 ( 750/500 = 1,5 ), etc. Ceci permet de faire des trous noir de la taille que l’on souhaite.

• Quatrième étape : Dégradé du blanc au noir de finition.

    while r > 0 and v > 0 and b > 0:
        penup()
        goto(x, y - rayon)
        pendown()
        pencolor((r, v, b))
        circle(rayon)
        rayon -= rayon / 500
        b -= 16
        v -= 16
        r -= 16
    pencolor("black")
    circle(rayon)

Cette dernière boucle permet de faire un fort dégradé entre le blanc et le centre du trou noir, qui est… noir (🥴). Elle n’a rien de particulier par rapport à ce que l’on a expliqué plus haut mis à part la valeur forte de la réduction des valeurs des trois variables de couleurs (que l’on décrémente de 16) et également la condition de la boucle qui permet qu’elle s’arrête une fois que la couleur atteinte est le noir.

Les deux dernières lignes de l’extrait permettent d’éviter ce problème :

Les étoiles

Voici le code pour former les étoiles :

def etoile(x, y, branche, longueur, couleur=(255, 230, 0)):
    penup()
    goto(x, y)
    degre_angle = 180 - (360 / (branche * 2))
    begin_fill()
    fillcolor(couleur)
    for i in range(branche):
        forward(longueur)
        right(degre_angle)
    end_fill()

Cette fonction prend en paramètre les coordonnées x et y, le nombre de branche, la longueur des branches (plus précisément la longueur des segments constituants l’étoile) et la couleur (avec une couleur par défaut qui est un jaune-orange qui tend plus vers le jaune). On lève notre stylo, on se positionne de manière à ce que le centre de l’étoile soit les coordonnées données en paramètres et… pas de pendown() ? En effet celui-ci serait inutile pour former les étoiles car nous n’allons pas utiliser la fonction de tracé de ligne mais plutôt utiliser la fonction de remplissage (de couleur) de zone. Ensuite, nous créons une variable degre_angle. Elle est très importante car elle va définir le degré des angles qui vont permettre de former l’étoile. Regardez :

L’étoile est formée de la même manière que l’extrait cité sauf qu’ici le stylo est baissé, et il n’y a pas de couleur de remplissage. Les angles qui nous intéressent sont au bout des branches. Ce sont ces angles là que le programme contrôle.

En A), notre tortue avance. Elle est à une position avec un angle de 0°. L’angle en rouge est égal à 180°. C’est notre 180 dans la formule ! Et (360 / (branche * 2)) est en fait l’angle intérieur. Pour savoir la valeur de cet angle, il faut imaginer l’étoile dans un cercle. La somme de tous les sommets de cette étoile dans un cercle donne 360°. Et dans une étoile, le nombre de sommet est le double du nombre de branche.

Ensuite en B), elle s’oriente de l’angle calculé dans la variable degre_angle. Le trait violet est un trait de construction rajouté pour que le schéma soit plus clair.

Pour finir en C), la tortue avance. Ici on voit bien l’angle formé qui est celui de degre_angle. Le trait en cyan est un trait de construction.

D’une pierre deux coup, nous vous avons expliqué aussi la boucle qui est dans le programme. Avec begin_fill(), fillcolor(couleur) et end_fill() nous remplissons l’intérieur de l’étoile avec la couleur donnée en paramètre.

Le ciel (arrière-plan et étoiles)

Cool ! On a bien avancé. On continue avec cette fois-ci un bon bgcolor("black") qui est censé faire un arrière-plan en noir et… non. Cela ne va pas marcher, nous verrons cela un peu après, une fois le code entièrement présenté. Nous allons donc concevoir une fonction arriere_plan() :

def arriere_plan():
    # .ps est incapable de récupérer le bgcolor() selon internet...
    # Et des barres blanches apparaissent avec ce code dans le .png généré...
    penup()
    goto(-640, 0)
    pendown()
    pensize(900)
    forward(1280)

Il y a un bavard dans le code de ce que je vois, mais il a raison (ou on a tous les deux torts, c’est une éventualité). Encore une fois, nous verrons ceci un peu plus tard. Cette fonction est très simple, elle conçoit simplement un fond noir, en se positionnant le plus à gauche du canvas (zone de dessin) et en traçant un trait de la taille du canvas (le résultat doit avoir une taille de 1280 pixels de largeur par 720 pixels d’hauteur) avec une taille exagérée.

def ciel():
    arriere_plan()
    liste_couleur = [(255, 255, 255), (255, 230, 0)]
    for i in range(0, randint(71, 121)):
        liste_couleur[1] = (255, randint(150, 230), 0)
        etoile(randint(-630, 630), randint(-350, 350), 5, 10, choice(liste_couleur))
    for i in range(0, randint(16, 31)):
        liste_couleur[1] = (255, randint(150, 230), 0)
        etoile(randint(-620, 620), randint(-340, 340), 7, 20, choice(liste_couleur))
    for i in range(0, randint(6, 16)):
        liste_couleur[1] = (255, randint(150, 230), 0)
        etoile(randint(-600, 600), randint(-320, 320), 15, 40, choice(liste_couleur))

Occupons nous maintenant de la fonction ciel(). Nous appelons la fonction arriere_plan() puis le programme dessine des étoiles dans notre ciel. Nous utilisons simplement trois boucles qui dessineront 3 types d’étoiles différentes. En effet grâce aux paramètres branche et longueur, nous pouvons former des étoiles complètements différentes, diversifiant le ciel. Concernant le paramètre couleur, nous avons une liste qui varie à chaque fois que la boucle se répète. C’est plus précisément le second élément qui varie. On modifie aléatoirement la quantité de vert dans la couleur, rendant l’étoile plus ou moins orangée. La fonction choice() permet de choisir un élément aléatoirement parmi une liste donnée en paramètre. Pour finir sur ce bout de code, chaque boucle for génère un nombre aléatoire d’étoile entre deux valeurs précisées (ex : randint(71, 121)). On remarque que les étoiles plus petites apparaissent plus nombreuses.

Voici un rendu de la fonction ciel() :

On remarque bien le fond généré « artificiellement » dans la première image, et comment cela rend dans les bonnes dimensions.

Assemblement et problèmes

Bien, nous avons notre ciel, plus qu’à rajouter les trous noirs. Nous en ferons trois :

ciel()
trou_noir(randint(-490, -250), randint(-260, 260), randint(50, 150))
trou_noir(randint(100, 250), randint(-260, 260), randint(50, 150))
trou_noir(randint(400, 490), randint(-260, 260), randint(50, 150))

On appelle donc notre fonction ciel() et nous générons trois trous noirs. Ils sont positionnés aléatoirement mais pour éviter une fusion de trou noir, nous les plaçons dans des coordonnées où ils ne peuvent s’entrechoquer. On remarque qu’il y a un décalage de 150 entre chaque plage de coordonnées x. C’est dû à la taille qui est aléatoire entre 50 et 150.

Nous vous avions proposé un résultat en début d’article, en voici un autre :

On remarque diverse imperfection. La plupart provienne d’un problème lors de la conception du fichier postscript et nous n’avons pas trouver comment régler ce problème.

Un autre problème que nous avons eu a été celui-là :

Bon, qu’est-ce qui s’est passé ? Lorsque nous avons généré cette image, nous utilisions la fonction bgcolor("black") pour générer le fond noir sauf qu’après une petite recherche sur internet, le fichier postscript ne prend pas en compte cette action, il ne la « voit » pas. Nous avons donc dû changer par la fonction arriere_plan() que nous vous avons expliqué plus haut.

Conclusion

Vous pouvez former des images complètement différentes de ce que l’on a généré simplement en modifiant quelques valeurs ou en rajoutant une boucle for… Vous pouvez faire un ciel beaucoup plus dense, des dégradés plus profonds, des trous noirs plus grands, etc. Nous avons voulu faire un programme qui puisse avec très peu de modification générer des résultats d’une grande diversité.

Télécharger le .py

Si l’envie vous prend de rendre ces personnalisations plus simples d’accès et/ou optimiser notre code, voici un petit cadeau :

L’image finale

Balles et ballons : les ballons du système solaire

Le premier projet de la classe de 1ère NSI est « Regard de géomètre ». Ce projet consiste en la création d’une image basée sur un ou plusieurs thèmes donnés. Pour notre image, on a choisi les thèmes astronomie et balles et ballons. Nous avons voulu représenter le système solaire mais en remplaçant les planètes et le Soleil par des balles et des ballons de différents sports.

Les étapes de création de notre image

Après avoir choisi nos thèmes et décidé de l’illustration que l’on souhaitait faire, nous avons commencé par le fond de notre illustration. Pour cela, on voulait un fond noir avec des étoiles représentées par des points blancs et de tailles différentes placées aléatoirement sur l’image. Cependant, les grosses étoiles à cause de leur couleur blanche, se voyaient trop par rapport aux plus petites. On a alors ajouté une couleur un peu plus grise pour les grosses étoiles mais on a gardé le blanc pour les petites. Pour faire cela, nous avons utilisé une instruction conditionnelle :

import turtle
import random
turtle.speed(0)
for i in range(150):
    turtle.penup()
  turtle.goto(random.randint(-640,640),random.randint(-350,350)) 
    turtle.pencolor("black")
    turtle.pendown()
    a=random.randint(1,5)
    if a<2:
        turtle.begin_fill()
        turtle.fillcolor("white")
        turtle.circle(a)
        turtle.end_fill()
    else:
        turtle.begin_fill()
        turtle.fillcolor("#e1e1df")
        turtle.circle(a)
        turtle.end_fill()

Ce qui donne avec le fond:

Dans un second temps, nous avons choisi les balles que l’on voulait représenter puis nous les avons tracées chacune séparément pour avoir le rendu le plus fidèle possible. Les balles choisies sont:

• la balle de tennis
• le ballon de basket-ball
• le ballon de rugby
• la balle de base-ball

A l’origine, on voulait faire le ballon de football plutôt que la balle de base-ball mais le motif de ce ballon est un peu trop complexe à faire et n’apportait que peu d’intérêt pour notre script.

Script pour le tracé du ballon de basket :

import turtle
turtle.bgcolor("black")
turtle.begin_fill()
turtle.fillcolor("coral")
turtle.goto(0,-3)
turtle.circle(98)
turtle.end_fill()
turtle.penup()
turtle.goto(-97,93)
turtle.left(-73)
turtle.pendown()
turtle.pensize(5)
turtle.pencolor("black")
turtle.circle(100,150)
turtle.penup()
turtle.goto(-97,93)
turtle.left(180)
turtle.pendown()
turtle.circle(100,-150)
turtle.penup()
turtle.goto(-97,93)
turtle.right(107)
turtle.pendown()
turtle.forward(186)

Dans la dernière étape de la création de notre image, nous avons regroupé toutes nos créations (fond, balles et ballons) dans un même script et nous avons rajouté certaines fonctionnalités comme les ellipses ou l’effet d’ombre qui vous seront montrés plus loin. Mais, lors de ce regroupement, nous avons fait face à plusieurs problèmes notamment au positionnement des balles et également à leur proportion (un ballon de basket ne peut pas être plus petit qu’une balle de tennis). Pour cela, on a effectué une suite d’essai-erreur jusqu’à ce que le résultat nous plaise.

Les fonctions utilisées dans le script

La première fonction importante de ce script est la fonction « orbite ». Elle consiste en la création d’une « fausse ellipse » à l’aide de 4 arcs de cercles de rayons différents. Cette fonction est plutôt simple mais extrêmement efficace.

def orbite(rayon):
  turtle.seth(-45) 
  for i in range(2):
      turtle.circle(rayon,90)
      turtle.circle(rayon/2,90)
  return()

La deuxième fonction marquante de ce script est la fonction permettant de créer un effet d’ombre sur les balles et ballons ayant une forme circulaire. Pour cela, il faut créer un dégradé de couleur formé à l’aide de cercles de plus en plus petits dont la couleur varie en même temps que le rayon diminue. Cette fonction s’appelle « surface ».

def surface(couleur,rayon,posx,posy):
    r=couleur[0]
    g=couleur[1]
    b=couleur[2]
    turtle.pensize(5)
    for i in range(51):
        turtle.home()
        turtle.goto(posx,posy)
        turtle.pendown()
        if ((r-i*1.5)>=0) and ((g-i*1.5)>=0) and ((b-i*1.5)>=0):
            r1=r-i*1.5; g1=g-i*1.5; b1=b-i*1.5;
        elif ((r-i*1.5)<0): r1=r
        elif ((g-i*1.5)<0): g1=g
        else: b1=b
        turtle.pencolor((r1/255,g1/255,b1/255))
        turtle.circle((100-2*i)*rayon)
        turtle.penup()

Enfin, la dernière fonction est la fonction étoile, elle permet comme son nom l’indique de tracer des étoiles de taille et avec un nombre de branches variables. Elle a pour paramètres le nombre de branches et la longueur des branches.

def etoiles(branches, longueur):
    turtle.begin_fill()
    turtle.fillcolor("white")
    for i in range(branches):
        turtle.forward(longueur)
        turtle.right(180+180/branches)
        turtle.forward(longueur)
        turtle.left(180-180/branches)
    turtle.end_fill()

Malheureusement, cette fonction a un défaut que l’on n’a pas su régler. Lorsque l’on choisit un nombre pair de branches, le nombre n’est pas respecté.

Exemple: lorsque l’on exécute etoiles(6,100). Le nombre de branches n’est pas correct.

Alors que lorsqu’on veut faire une étoile avec un nombre de branches impair, le nombre de branches est respecté.

Exemple: lorsque l’on exécute etoiles(9,100). Le nombre de branches est correct.

Problèmes rencontrés

Lors de la création de notre script, nous avons rencontré plusieurs problèmes comme le positionnement des balles ou encore la proportion des ballons mais également des problèmes qui survenaient lorsqu’on voulait créer une image. Ce problème venait de la commande bgcolor(). Cette fonction consiste à colorier le fond de la toile par la couleur de son choix. Cependant, sur le script nous permettant de créer nos images, le fond n’apparaissait pas. Pour résoudre ce problème, nous avons rajouté au script une boucle faisant des allers-retours sur la toile à l’aide d’un stylo épais permettant de créer manuellement ce fond.

turtle.goto(-760,400)
turtle.pensize(10)
turtle.right(90)
for i in range(75):
    turtle.forward(420*2)
    turtle.left(90)
    turtle.forward(10)
    turtle.left(90)
    turtle.forward(420*2)
    turtle.right(90)
    turtle.forward(10)
    turtle.right(90)

Conclusion sur notre premier projet en NSI

Ce premier projet nous a permis d’approfondir nos connaissances en turtle et de créer notre premier « gros script » de cette année en python en faisant appel à toutes les fonctions vues en cours. Nous aurions pu essayer d’apporter des améliorations avec un peu plus de temps en ajoutant par exemple d’autres balles plus complexes comme la balle de golf.

Télécharger le .py

L’image finale