Python Turtle 实现动态时钟：十二时辰与星空流星效果

news2024/12/14 22:53:13

在这篇文章中，我将带你通过 Python 的 turtle 模块构建一个动态可视化时钟程序。这个时钟不仅具备传统的时间显示功能，还融合了中国古代的十二时辰与八卦符号，并通过动态星空、流星效果与昼夜背景切换，为程序增添了观赏性和文化内涵。这是一次将现代编程技术与传统文化元素相结合的实践，非常适合提升编程技巧与创意表达。

项目介绍

我们将实现一个可视化的时钟，主要包含以下功能：

动态时钟指针：模拟现实中的时钟，具有秒针、分针、时针。
十二时辰与八卦符号展示：表盘上添加了中国传统的十二时辰与八卦符号，增强文化气息。
动态星空与流星：在夜晚模式下模拟星空和流星效果，增加动态视觉体验。
昼夜模式切换：自动判断当前时间，白天和夜晚显示不同背景色。
随机天气提示：结合当前时辰，给出随机的天气提示，提升趣味性。
版权信息展示：页面底部显示公司信息，增加程序的专业感。

核心代码解析

以下是项目中主要模块的详细解析：

1. 设置 Turtle 屏幕与标题

首先，通过 turtle 初始化主窗口，设置窗口大小、背景色及标题。

def setup_screen():
    turtle.setup(800, 1000)  # 窗口大小
    turtle.bgcolor("black")  # 初始背景为黑夜
    turtle.title("动态时钟与真实流星 + 星空 + 昼夜模式")
    turtle.tracer(0)  # 关闭自动刷新，提升性能

2. 绘制时钟表盘与刻度

使用 turtle 绘制标准的圆形表盘，并添加小时与分钟刻度。

def draw_clock_face():
    pen = turtle.Turtle()
    pen.speed(0)
    pen.hideturtle()
    pen.color("white")

    # 绘制外圆
    pen.penup()
    pen.goto(0, -200)
    pen.pendown()
    pen.circle(200)

    # 绘制刻度
    for i in range(60):
        pen.penup()
        pen.goto(0, 0)
        pen.setheading(-6 * i + 90)
        pen.forward(180)
        pen.pendown()
        if i % 5 == 0:  # 每5个刻度为大刻度
            pen.forward(20)
        else:
            pen.forward(10)

3. 添加十二时辰与八卦符号

将十二时辰和八卦符号分布在表盘周围，利用 setheading 精确定位文本位置。

shichen_mapping = [
    ('子', '胆经当令, 万籁俱静正好眠'),
    ...
]
bagua_symbols = ["乾", "兑", "离", "震", "巽", "坎", "艮", "坤"]

def draw_bagua_and_shichen():
    pen = turtle.Turtle()
    pen.hideturtle()
    pen.color("yellow")

    # 绘制十二时辰
    for i, (shichen, _) in enumerate(shichen_mapping):
        pen.penup()
        pen.goto(0, 0)
        pen.setheading(-30 * i + 90)
        pen.forward(260)
        pen.write(shichen, align="center", font=("Courier", 14, "bold"))

    # 绘制八卦符号
    pen.color("cyan")
    for i, symbol in enumerate(bagua_symbols):
        pen.penup()
        pen.goto(0, 0)
        pen.setheading(-45 * i + 90)
        pen.forward(220)
        pen.write(symbol, align="center", font=("Courier", 18, "bold"))

4. 绘制动态星空与流星

通过随机坐标绘制星星，流星的尾迹采用不同的亮度与宽度来实现渐变效果。

def draw_static_stars():
    star_pen.clear()
    star_pen.color("white")
    for _ in range(80):
        x = random.randint(-400, 400)
        y = random.randint(-400, 400)
        star_pen.penup()
        star_pen.goto(x, y)
        star_pen.pendown()
        star_pen.dot(random.randint(1, 3))


def draw_meteor():
    meteor_pen.clear()
    meteor_pen.penup()
    x_start = random.randint(-400, 400)
    y_start = random.randint(200, 400)
    x_end = x_start - random.randint(50, 150)
    y_end = y_start - random.randint(50, 150)

    meteor_pen.goto(x_start, y_start)
    meteor_pen.pendown()
    for i in range(10):
        brightness = 1.0 - (i / 10)
        meteor_pen.pencolor((brightness, brightness, brightness))
        meteor_pen.width(3 - i / 4)
        meteor_pen.goto(
            x_start - (x_start - x_end) * (i / 10),
            y_start - (y_start - y_end) * (i / 10)
        )

5. 动态时钟指针与时辰描述

每秒更新时钟状态，展示当前时辰描述与随机天气。

def update_clock(sec_hand, min_hand, hour_hand, label_pen):
    now = datetime.datetime.now()
    sec = now.second
    minute = now.minute + sec / 60
    hour = (now.hour % 12) + minute / 60

    # 更新指针角度
    sec_hand.setheading(-6 * sec + 90)
    min_hand.setheading(-6 * minute + 90)
    hour_hand.setheading(-30 * hour + 90)

    # 显示时辰信息
    label_pen.clear()
    shichen_index = (now.hour % 24) // 2
    info = shichen_mapping[shichen_index]
    label_pen.goto(0, -350)
    label_pen.write(f"当前时辰：{info[0]}时\n{info[1]}\n天气：{random.choice(['晴', '多云', '小雨'])}",
                    align="center", font=("Courier", 16, "bold"))
    draw_static_stars()
    draw_meteor()
    update_background()
    turtle.update()
    turtle.ontimer(lambda: update_clock(sec_hand, min_hand, hour_hand, label_pen), 1000)