Turtle Graphics on Gloss

Gloss を使った Turtle Graphics を作ってみました。

実際のコードはこちらの github にあります。

Gloss についてはこちらの記事が参考になると思います。

含まれるファイル

app / Main.hs               -- 実験用

sample
├─ circle / Main.hs         -- 複数の円を同時に描く
├─ dragonCurve / Main.hs    -- ドラゴン曲線を描く
├─ koch / Main.hs           -- Koch 曲線を描く
├─ spiral / Main.hs         -- らせんを描く
└─ star / Main.hs           -- 星を描く

src / Graphics / Turtle.hs  -- Turtle Graphics 本体

Sample の実行法

stack build を実行することで sample ディレクトリ以下にあるサンプルがコンパイルされ、 Circle, Spiral, Koch, DragonCurve, Star といったファイルが作られます。
stack exec Circle や stack exec Spiral を実行すると図形が描画されます。

Turtle Graphics の使い方

使用例を示します。

import           Graphics.Gloss
import           Graphics.Turtle


main :: IO ()
main = runTurtle window white 20 [(st, cmdLst)]
  where
    window = InWindow "test" (800, 600) (10, 10)
    st = initST
    cmdLst = [forward 200, left 120, forward 200, left 120, forward 200]

runTurtle の型は次のようになってます。

runTurtle :: Display                -- gloss の描画モード
          -> Color                  -- gloss の背景色
          -> Int                    -- 1 秒あたりのステップ数
          -> [(TurtleST, [Command]) -- 亀のデータ
          -> IO ()

Display および Color は gloss の simulate 関数に渡すものです。
詳しくはこちらを参照してください。

TurtleST は亀の初期値です。

data TurtleST = TurtleST { angle    :: Float -- ^ 亀の向き
                         , point    :: Point -- ^ 亀の位置
                         , penColor :: Color -- ^ ペンの色
                         , pen      :: Bool  -- ^ up or down
                         , mark     :: Bool  -- ^ 亀のマーク
                         } deriving Show

TurtleST は initST で自動的に設定されますが、自分で設定することも可能です。

initST = TurtleST { angle    = 0
                  , point    = (0, 0)
                  , penColor = black
                  , pen      = True
                  , mark     = True }

Command は亀に実行させる命令です。

Turtle Graphics のコマンド

各コマンドの型は次のようになっています。

type PrimitiveCommand = TurtleST -> (Picture, TurtleST)

type Command = [PrimitiveCommand]

PrimitiveCommand は TurtleST を受け取り、図形 (Picture) とコマンド実行後の TurtleST を返します。

Command は PrimitiveCommand のリストになっており、通常はこちらを使用します。

forward n, fd n

亀が n だけ前進する。ペンが下りていれば線を描く。

quickForward n, qf n

forward より高速に前進する。

backward n, bk n

亀が n だけ後退する。ペンが下りていれば線が描く。

left th, lt th

亀が th 度だけ左旋回する。

quickLeft th, ql th

left より高速に左旋回する。

right th, rt th

亀が th 度だけ右旋回する。

quickRight th, qr th

right より高速に右旋回する。

goto p

亀が p の位置へ移動する。亀の向きは変らない。ペンが下りていれば線を描く。

penDown, pd

亀のペンを下げる。亀が移動すると線が描かれる。

penUp, pu

亀のペンを上げる。亀が移動しても線は描かれない。

setAngle th

亀の向きを th 度に設定する。

setPoint p

亀の位置を p に設定する。

setColor c

亀のペンの色を c に設定する。

drawPolygonL n m

一辺の長さが m の正 n 角形を左回りに描く

drawPolygonR n m

一辺の長さが m の正 n 角形を右回りに描く

drawCircle r

亀の位置を中心に、半径 r の円を描く。

drawArcL th r

中心角 th , 半径 r の円弧を左回りに描く。

drawArcR th r

中心角 th , 半径 r の円弧を右回りに描く。

gloss で Turtle Graphics