Turtleグラフィックス⑤ イベントの処理

イベントの処理

Turtleグラフィックスのイベント処理 の仕組みに関して学習しましょう． キャンバス上でのクリック操作とキー操作を検出し，特定の処理を実行することができます． イベント処理はライブラリに依存するため，汎用的なPythonの文法ではありませんが，その特徴を理解すれば，他のライブラリへの応用も簡単です．

準備

Muエディタを起動したら，Python3 モードを選択しましょう． ツールバーにある「保存」をクリックして，「chapter6.py」という名前でスクリプトを保存します． また，Turtleグラフィックスのライブラリ（モジュール）をインポートしておきましょう．

# Turtleグラフィックスのライブラリをインポート
from turtle import *

クリック・イベント

Turtleグラフィックスでは，クリック・イベントを検出して，特定の処理を実行することができます．

クリック・イベントが発生したときの処理を関数mouse_event(x, y)として定義します． このとき，引数のxとyは，スクリーン上でクリックされた座標を表します． ここでは，クリックされた座標に，直径10のドット（点）を描画します． この関数mouse_event(x, y)を，関数onscreenclick()に引数として渡します． これで，クリック・イベントが発生したときに，自動的に関数mouse_event(x,y)が呼び出されます．

# クリックが発生したときの処理
def mouse_event(x, y):
    penup()
    goto(x, y)
    pendown()
    dot(10)

# 関数を登録
onscreenclick(mouse_event)

マウスのボタン（左，中央，右）を区別して関数を登録することもできます． 関数onscreenclick()の第2引数として，左ボタンは1，中央ボタンは2，右ボタンは3を設定します． ここでは，左ボタンなら赤色のドット，中央ボタンなら青色のドットを描画します．

# 左ボタンの処理
def mouse_left(x, y):
    penup()
    goto(x, y)
    pendown()
    color("red")
    dot(10)

# 中央ボタンの処理
def mouse_center(x, y):
    penup()
    goto(x, y)
    pendown()
    color("blue")
    dot(10)

# 左ボタンのクリックに関数を登録
onscreenclick(mouse_left, 1)

# 中央ボタンのクリックに関数を登録（トラックパッドの場合は2本指でタップ）
onscreenclick(mouse_center, 2)

例題1

マウスの右ボタンで緑色のドットを描画してください．

キー・イベント

Turtleグラフィックスでは，キー・イベントを検出して，特定の処理を実行することができます．

キーボードの上下左右のカーソル・キー（Right，Up，Left，Down）を押したときの処理を，それぞれright()，up()，left()，down()として定義します． カーソル・キーの方向に，setheading()でタートルの進行方向を設定し，20だけ前進させます． これらの関数を，関数onkeypress()に引数として渡します． これで，キー・イベントが発生したときに，自動的にright()，up()，left()，down()が呼び出されます． 最後にlisten()を実行する必要があることに注意してください．

def right():
    setheading(0)
    forward(20)

def up():
    setheading(90)
    forward(20)

def left():
    setheading(180)
    forward(20)

def down():
    setheading(270)
    forward(20)

onkeypress(right, "Right")
onkeypress(up, "Up")
onkeypress(left, "Left")
onkeypress(down, "Down")
listen()

例題2

キーrを押すと，スクリーンをリセットするようにしてください． リセットするにはresetscreen()を実行します．

タイマー

Turtleグラフィックスでは，タイマーを設定して，一定時刻後に特定の処理を実行することができます．

一定時刻後に実行する処理を関数random_move()として定義します． randint(0, 359)で0から359までの乱数を生成ます． この乱数をタートルの向きに設定し，100だけ前進します． この関数random_move()を，関数ontimer()に引数として渡します． ontimer()の第2引数はタイマーの時間（単位はミリ秒）であり， ここでは2秒（2000ms）後に設定しています．

from random import *

def random_move():
    angle = randint(0, 359) # ランダムに角度を設定
    setheading(angle)
    forward(100)

ontimer(random_move, 2000) # 2000ms後に実行

繰り返しを表現するfor文の代わりにタイマーを用いることが可能です． 次のようにrandom_move()の内部で，タイマーを利用して，再帰的にrandom_move()を呼び出します． この結果，2秒ごとに繰り返して，random_move()が実行されることになります．

from random import *

def random_move():
    angle = randint(0, 359) # ランダムに角度を設定
    setheading(angle)
    forward(100)
    ontimer(random_move, 2000) # 2000ms後に実行

random_move()

イベントを組み合わせた描画

タイマーとマウス・イベントを組み合わせて，マウスでクリックした座標を，タートルに追いかけさせてみましょう． マウスでクリックした座標は グローバル変数 のtarget_xとtarget_yに記録します．

• グローバル変数 関数定義の外側で宣言した変数のことで，全ての関数から値を参照することが可能．
• ローカル変数 関数定義の内側で宣言した変数のことで，宣言した関数内から値を参照することが可能（関数の外からは参照できない）．

グローバル変数は全ての関数から，代入されている値を参照することができますが，関数内で更新（値を変更）することはできません． 例えば，次の例では，target_xとtarget_yは，関数setTarget()の内側で値を更新していますが，関数の外では更新されていません．

# グローバル変数（ターゲットの座標）
target_x = 0
target_y = 0

# ターゲットの更新
def setTarget(x, y):
    target_x = x
    target_y = y

setTarget(3, 5)
print(f"target_x={target_x} target_y={target_y}") # 更新されていない

関数内でglobalを用いて対象のグローバル変数を指定することで，更新が可能になります． ここでは，setTarget()の内部で，globalを指定することで，マウスのクリックした座標を，ターゲット座標のtarget_xとtarget_yに更新しています． また，chase()で，タートルから見たターゲットの方向をtowards()で算出し，20だけ前進させます． このとき，タートルとターゲットの距離をdistance()で算出し，距離が20より大きいときだけ前進させることにします． 距離が20以下のときは，setposition()で，ターゲットと同じ位置にタートルを移動させます． このchase()を200msごとに再帰的に呼び出すことで，タートルは繰り返しターゲットを追いかけます．

# グローバル変数（ターゲットの座標）
target_x = 0
target_y = 0

# ターゲットの更新
def setTarget(x, y):
    global target_x, target_y # グローバル変数を指定
    target_x = x
    target_y = y

onscreenclick(setTarget)

# ターゲットを追いかける
def chase():

    # ターゲットまでの距離が20より大きいとき
    if(distance(target_x, target_y) > 20):
        angle = towards(target_x, target_y) # 目的方向の角度を算出
        setheading(angle)
        forward(20)
    else:
        goto(target_x, target_y) # ターゲットに移動

    ontimer(chase, 200) # 200msごとにchase()を再帰的に呼び出す

chase()

課題

次の課題に取組んでください．

• キーrで赤色，キーgで緑色，キーbで青色のペンを変更する
• キーspaceを押すと原点(0, 0)をターゲットに設定する

課題を完成させたらスクリプトを保存し，「chapter6.py」を提出してください．

参考書籍