Pythonで図形アニメーションを作成する方法

2024年7月7日2024年8月21日

Pythonは、その柔軟性と簡単な文法から、さまざまなプログラミングニーズに対応するために広く使われています。

特に、図形アニメーションの作成は、教育現場や趣味のプロジェクトとしても人気があります。

この記事では、Pythonを使って基本的な図形アニメーションを作成する方法をご紹介します。

必要なライブラリ

まずは、図形アニメーションを作成するために必要なPythonライブラリをインストールしましょう。

代表的なライブラリとして、turtleとmatplotlib.animationがあります。

Turtleライブラリ

turtleは、簡単に図形を描くことができるライブラリです。

Pythonに標準で組み込まれているため、追加のインストールが不要です。

MatplotlibのAnimationモジュール

より高度なアニメーションを作成したい場合は、matplotlibのanimationモジュールを使用します。

このライブラリは非常に強力で、複雑なアニメーションの作成が可能です。

Turtleを使った簡単なアニメーション

まず、turtleを使って基本的なアニメーションを試してみましょう。

以下のコードスニペットは、画面上で円を動かすシンプルなアニメーションを作成します。


import turtle
import time

# 画面のセットアップ
wn = turtle.Screen()
wn.bgcolor("black")

# タートルオブジェクトの作成
circle = turtle.Turtle()
circle.shape("circle")
circle.color("white")
circle.shapesize(2)

# 動くアニメーション
for _ in range(36):
    circle.forward(10)
    circle.right(10)
    time.sleep(0.1)  # スリープタイムを入れることで動きをゆっくりに

# ウィンドウを閉じないように待機
turtle.done()

Matplotlibを使った高度なアニメーション

次に、matplotlib.animationを使用して、より高度なアニメーションを作成しましょう。

以下のコードスニペットは、サイン波のアニメーションを描画します。


import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
from matplotlib.animation import FuncAnimation

# データの生成
x = np.linspace(0, 2 * np.pi, 100)
y = np.sin(x)

fig, ax = plt.subplots()
line, = ax.plot(x, y)

# アニメーション関数
def update(frame):
    y = np.sin(x + frame / 10.0)  # フレームに基づいて更新
    line.set_ydata(y)
    return line,

# アニメーションのセットアップ
ani = FuncAnimation(fig, update, frames=range(100), interval=50)
plt.show()