Tkinter Canvas画布控件详解

 
Canvas 控件具有两个功能,首先它可以用来绘制各种图形,比如弧形、线条、椭圆形、多边形和矩形等,其次 Canvas 控件还可以用来展示图片(包括位图),我们将这些绘制在画布控件上的图形,称之为“画布对象”。

每一个画布对象都有一个“唯一身份ID”,这是 Tkinter 自动为其创建的,从而方便控制和操作这些画布对象。

通过 Canvas 控件创建一个简单的图形编辑器,让用户可以达到自定义图形的目的,就像使用画笔在画布上绘画一样,可以绘制各式各样的形状,从而有更好的人机交互体验。

Canvas控件基本属性

下面对 Canvas 控件的常用属性做简单的介绍,如下表所示:

属性 方法
background(bg) 指定 Canvas 控件的背景颜色
borderwidth(bd) 指定 Canvas 控件的边框宽度
closeenough 1. 指定一个距离,当鼠标与画布对象的距离小于该值时,认为鼠标位于画布对象上
2. 该选项是一个浮点类型的值
confine 1. 指定 Canvas 控件是否允许滚动超出 scrollregion 选项设置的滚动范围,默认值为 True
selectbackground 指定当画布对象(即在 Canvas 画布上绘制的图形)被选中时的背景色,
selectborderwidth 指定当画布对象被选中时的边框宽度(选中边框)
selectforeground 指定当画布对象被选中时的前景色
state 设置 Canvas 的状态:"normal" 或 "disabled",默认值是 "normal",注意,该值不会影响画布对象的状态
takefocus 指定使用 Tab 键可以将焦点移动到输入框中,默认为开启,将该选项设置为 False 避免焦点在此输入框中
width 指定 Canvas 的宽度,单位为像素
xscrollcommand 与 scrollbar(滚动条)控件相关联(沿着 x 轴水平方向)
xscrollincrement 1. 该选项指定 Canvas 水平滚动的“步长”
2. 例如 '3c' 表示 3 厘米,还可以选择的单位有 'i'(英寸),'m'(毫米)和 'p'(DPI,大约是 '1i' 等于 '72p')
3. 默认为 0,表示可以水平滚动到任意位置
yscrollcommand 与 scrollbar 控件(滚动条)相关联(沿着 y 轴垂直方向)
yscrollincrement 1. 该选项指定 Canvas 垂直滚动的“步长”
2. 例如 '3c' 表示 3 厘米,还可以选择的单位有 'i'(英寸),'m'(毫米)和 'p'(DPI,大约是 '1i' 等于 '72p')
3. 默认值是 0,表示可以垂直方向滚动到任意位置

上述属性是用来设置 Canvas 控件的,下面示例定义了出一张画布(Canvas),如下所示:
import tkinter as tk

window = tk.Tk()
window.title("C语言中文网")
window.geometry('400x200')
# 创库不允许改变
window.resizable(0,0)
window.iconbitmap('C:/Users/Administrator/Desktop/C语言中文网logo.ico')
# 创建画布
canvas = tk.Canvas(window,
                   bg='#CDC9A5',
                   height=200,
                   width=300)

canvas.pack()
window.mainloop()

程序运行结果如下:
 

tkinter canvas画布
图1:tkinter Canvas控件

Canvas控件绘图常用方法

Cansvas 控件提供了一系列绘制几何图形的常用方法,下面对这些方法做简单介绍:
 

方法 说明
create_line(x0, y0, x1, y1, ... , xn, yn, options) 1. 根据给定的坐标创建一条或者多条线段;
2. 参数 x0,y0,x1,y1,...,xn,yn 定义线条的坐标;
3. 参数 options 表示其他可选参数
create_oval(x0, y0, x1, y1, options) 1. 绘制一个圆形或椭圆形;
2. 参数 x0 与 y0 定义绘图区域的左上角坐标;参数 x1 与 y1 定义绘图区域的右下角坐标;
3. 参数 options 表示其他可选参数
create_polygon(x0, y0, x1, y1, ... , xn, yn, options) 1. 绘制一个至少三个点的多边形;
2. 参数 x0、y0、x1、y1、...、xn、yn 定义多边形的坐标;
3. 参数 options 表示其他可选参数
create_rectangle(x0, y0, x1, y1, options) 1. 绘制一个矩形;
2. 参数 x0 与 y0 定义矩形的左上角坐标;参数 x 与 y1 定义矩形的右下角坐标;
3. 参数 options 表示其他可选参数
create_text(x0, y0, text, options) 1. 绘制一个文字字符串。其中
2. 参数 x0 与 y0 定义文字字符串的左上角坐标,参数 text 定义文字字符串的文字;
3. 参数 options 表示其他可选参数
create_image(x, y, image) 1. 创建一个图片;
2. 参数 x 与 y 定义图片的左上角坐标;
3. 参数 image 定义图片的来源,必须是 tkinter 模块的 BitmapImage 类或 PhotoImage 类的实例变量。
create_bitmap(x, y, bitmap) 1. 创建一个位图;
2. 参数 x 与 y 定义位图的左上角坐标;
3. 参数 bitmap 定义位图的来源,参数值可以是 gray12、gray25、gray50、gray75、hourglass、error、questhead、info、warning 或 question,或者也可以直接使用 XBM(X Bitmap)类型的文件,此时需要在 XBM 文件名称前添加一个 @ 符号,例如 bitmap=@hello.xbm
create_arc(coord, start, extent, fill) 1. 绘制一个弧形;
2. 参数 coord 定义画弧形区块的左上角与右下角坐标;
3. 参数 start 定义画弧形区块的起始角度(逆时针方向);
4. 参数 extent 定义画弧形区块的结束角度(逆时针方向);
5. 参数 fill 定义填充弧形区块的颜色。

注意:上述方法都会返回一个画布对象的唯一 ID。关于 options 参数,下面会通过一个示例对经常使用的参数做相关介绍。(但由于可选参数较多,并且每个方法中的参数作用大同小异,因此对它们不再逐一列举)

从上述表格不难看出,Canvas 控件采用了坐标系的方式来确定画布中的每一点。一般情况下,默认主窗口的左上角为坐标原点,这种坐标系被称作为“窗口坐标系”,但也会存在另外一种情况,即画布的大小可能大于主窗口,当发生这种情况的时,可以采用带滚动条的 Canvas 控件,此时会以画布的左上角为坐标原点,我们将这种坐标系称为“画布坐标系”。

1) 绘制直线

下面示例展示了如何在画布(Canvas控件)上绘制一条虚线和实线,代码如下:
from tkinter import *
root = Tk()
# 设置窗口的背景颜色以区别画布
root.config(bg='#87CEEB')
root.title("C语言中文网")
root.geometry('450x350')
root.iconbitmap('C:/Users/Administrator/Desktop/C语言中文网logo.ico')
# 设置画布的背景颜色为白色
cv=Canvas(root,bg="white",width =300, height = 250)
# 将控件放置在主窗口中
cv.pack()
# 设置坐标点,此处可以元组的形式来设置坐标点
point=[(10,20),(20,30),(30,40),(40,100),(80,120),(150,90)]
# 创建画布,添加线条
# fill 参数指定填充的颜色,如果为空字符串,则表示透明
# dash 参数表示用来绘制虚线轮廓,元组参数,分别代表虚线中线段的长度和线段之间的间隔
# arrow 设线段的箭头样式,默认不带箭头,参数值 first 表示添加箭头带线段开始位置,last表示到末尾占位置,both表示两端均添加
# smooth 布尔值参数,表示是否以曲线的样式划线,默认为 False
# width 控制线宽
line1=cv.create_line(point,fill="purple",dash=(1,1),arrow=LAST,width=5)
print('线段line1的画布id号:',line1)
line2=cv.create_line(point,fill="red",arrow=BOTH,smooth=TRUE,width=5)
print('线段line2的画布id号:',line2)
# 移动其中一条线段,只需要更改其坐标就可以,使用 coords()方法移动曲线
cv.coords(line2,50,30,25,35,35,40,50,120,60,170,10,180)
# 显示窗口
root.mainloop()
程序运行的最终结果,见下图:

tkinter canvas控件
图1:tkinter Canvas控件


上述示例中涉及了一部分参数,比如 fill、dash、arrow 等,下表对 create_line() 函数的相关参数做了简单介绍:

属性 说明
activedash 当画布对象状态为 "active" 的时候,绘制虚线
activefill 当画布对象状态为 "active" 的时候,填充颜色
activestipple 当画布对象状态为 "active" 的时候,指定填充的位图
activewidth 当画布对象状态为 "active" 的时候,指定边框的宽度
arrow 1. 默认线段是不带箭头的,通过设置该选项添加箭头到线段中
2. "first" 表示添加箭头到线段开始的位置
3. "last" 表示添加箭头到线段结束的位置
4. "both" 表示两端均添加箭头
arrowshape 1. 用一个三元组来指定箭头的形状,默认值是 (8, 10, 3),元组中的数值分别代表箭头中三条边的长度
capstyle 1. 指定线段两端的样式,默认值是 "butt"
2. 该选项的值可以是:
"butt"(线段的两段平切于起点和终点)
"projecting"(线段的两段在起点和终点的位置将 width 选项设置的长度分别延长一半)
"round"(线段的两段在起点和终点的位置将 width设置的长度分别延长一半,并以圆角进行绘制)
dash 绘制虚线,该选项值是一个整数元组,元组中的元素分别代表短线的长度和间隔,比如 (3, 5) 代表 3 个像素的短线和 5 个像素的间隔
dashoffset 指定虚线开始的偏移位置,比如 dash=(5, 1, 2, 1),dashoffset=3,则从 2 开始画虚线
disableddash 当画布对象状态为 "disabled" 的时候,绘制虚线
disabledfill 当画布对象状态为 "disabled" 的时候,填充颜色
disabledstipple 当画布对象状态为 "disabled" 的时候,指定填充的位图
disabledwidth 当画布对象状态为 "disabled" 的时候,指定边框的宽度
fill 1. 指定填充的颜色,空字符串表示透明
joinstyle 1. 指定当绘制两个相邻线段之间时接口的样式,默认为 "round"
2. 该选项的值可以是:
"round"(以连接点为圆心,1/2 width 选项设置的长度为半径来绘制圆角)
"bevel"(在连接点处将两线段的夹角做平切操作)
"miter"(沿着两线段的夹角延伸至一个点)
offset 指定当点画模式时填充位图的偏移
smooth 默认值为 False,若设置为 True,表示将以曲线的样式代替所绘线段
splinesteps 当绘制曲线的时,该选项指定由多少条折线来构成曲线,默认值是 12,这里需要注意,只有当 smooth 选项为 True 时该选项才会生效。
state 指定该画布对象的状态,默认值为 "normal",参数值有 "normal","disabled"(不可用)和 "hidden"(隐藏)三种状态。
stipple 指定一个位图进行填充,默认值为空字符串,表示实心
tags 为创建的画布对象添加标签
width 指定边框的宽度

对于扇形、矩形、三角形、圆形等,这些封闭式图形,它们由轮廓线和填充颜色两部分组成。在绘制这些图形时相关函数的可选参数与上述表格也存在略微差异,下面以绘制扇形的 create_arc() 函数为例做简单的介绍:
 
属性 方法
activedash 当画布对象状态为 "active" 的时候,绘制虚线
activefill 当画布对象状态为 "active" 的时候,填充颜色
activeoutline 当画布对象状态为 "active" 的时候,绘制轮廓线
activeoutlinestipple 当画布对象状态为 "active" 的时候,指定填充轮廓的位图
activestipple 当画布对象状态为 "active" 的时候,指定填充的位图
activewidth 当画布对象状态为 "active" 的时候,指定边框的宽度
dash 指定绘制虚线轮廓,与绘制线段的含义相同
dashoffset 指定虚线轮廓开始的偏移位置
disableddash 当画布对象状态为 "disabled" 的时候,绘制虚线
disabledfill 当画布对象状态为 "disabled" 的时候,填充颜色
disabledoutline 当画布对象状态为 "disabled" 的时候,绘制轮廓线
disabledoutlinestipple 当画布对象状态为 "disabled" 的时候,指定填充轮廓的位图
disabledstipple 当画布对象状态为 "disabled" 的时候,指定填充的位图
disabledwidth 当画布对象状态为 "disabled" 的时候,指定边框的宽度
extent 指定跨度(从 start 选项指定的位置开始到结束位置的角度)默认值是 90.0
fill 与上述表格的含义相同,表示指定的填充颜色,若为空字符串则为透明色
offset 指定当点画模式时填充位置的偏移,参数值为 "x,y"坐标偏移和位置偏移两种方式,比如 "ne"/"e" 等
outline 指定轮廓的颜色
outlineoffset 指定当点画模式绘制轮廓时位图的偏移
outlinestipple 当 outline 选项被设置时,该选项用于指定一个位图来填充边框,默认值是空字符串,表示黑色
start 指定起始位置的偏移角度
style  默认创建的是扇形,指定该方法创建的是扇形("pieslice")、弓形("chord")还是弧形("arc")
tags 为创建的画布对象添加标签
width 指定边框的宽度

在实际的使用的过程中经常用到的参数有 dash、fill、outline、extend 和 start,但是这么多的参数我们也不可能都记住,这时查手册是一种很好的方法,官网文档地址:点击前往

下面让我们来一组绘制几何图形的简单示例:
from tkinter import *
root = Tk()
# 设置主窗口区的背景颜色以区别画布区的颜色
root.config(bg='#8DB6CD')
root.title("C语言中文网")
root.geometry('500x400')
root.iconbitmap('C:/Users/Administrator/Desktop/C语言中文网logo.ico')

# 将画布设置为白色
canvas = Canvas(root,width = 400,height = 400,bg='white')
# 设置基准坐标
x0,y0,x1,y1 = 10,10,80,80
# 绘制扇形,起始角度为 0 度,结束角度为 270, 扇形区域填充色为淡蓝色,轮廓线为蓝色,线宽为 2px
arc = canvas.create_arc(x0, y0, x1, y1,start = 0, extent = 270, fill = '#B0E0E6',outline ='blue',width = 2)
# 绘制圆形
oval = canvas.create_oval(x0+150, y0, x1+150, y1,fill ='#CD950C',outline = 'blue',width=2)
# 绘制矩形,并将轮廓线设置为透明色,即不显示最外围的轮廓线,默认为黑色
rect = canvas.create_rectangle(x0,y0+100,x1,y1+100,fill='red',outline = '')
# 绘制一个三角形,填充色为绿色
trigon = canvas.create_polygon(80,80,150,80,200,200, outline="", fill="green",)

# 当然也可以绘制一个任意多边形,只要你的坐标正确就可以
# 绘制一个多边形,首先定义一系列的多边形上的坐标点
poly_points=[(0,280),(140,200),(140,240),(270,240),(270,320),(140,320),(140,360)]
polygon = canvas.create_polygon(poly_points,fill="#BF3EFF")

# 放置画布在主窗口
canvas.pack()
# 显示窗口
root.mainloop()
程序运行结果如下所示:

 

tkinter canvas画布控件
图2:tkinter绘制几何图形

注意:create_rectangle() 方法的前两个参数决定了矩形的左上角坐标,后两个参数决定了矩形的右下角坐标;另外 create_oval() 方法并不是只能绘制圆形,还能绘制椭圆形,这取决于传入的参数。

除了能够绘制几何图形之外,Tkinter 还可以展示图片、创建位图以及文本信息等,示例如下所示:
from tkinter import *
root=Tk()
# # 设置主窗口区的背景颜色以区别画布区的颜色
root.config(bg='#8DB6CD')
root.title("C语言中文网")
root.geometry('500x300')
root.iconbitmap('C:/Users/Administrator/Desktop/C语言中文网logo.ico')
# # 将画布设置为白色
cv = Canvas(root,bg='white')
# tkinter 提供的内置位图名称
bitmaps = ["error", "gray75", "gray50", "gray25", "gray12",
"hourglass", "info", "questhead", "question", "warning"]
# 列出所有的位图样式
for i in range(len(bitmaps)):
    # 前两个参数指定一个位图的位置,后续依次排列
    cv.create_bitmap((i+1)*30,30,bitmap=bitmaps[i])

#并在画布上添加文本
# 参数说明,前两个参数(x0,y0)参照点,指定文字字符串的左上角坐标
# anchor 指定了文本的对于参照点的相对位置,以方位来指定,比如 W/E/N/S等
cv.create_text(30,80,text = "tkinter内置位图预览",fill ='#7CCD7C',anchor = W,font =('微软雅黑',15,'bold'))
# 展示图片,使用 PhotoImage()来加载图片
img = PhotoImage (file="C:/Users/Administrator/Desktop/c.biancheng.gif")
cv.create_image(30,150,image = img,anchor =W)
cv.create_text(30,220,text = "图片预览",fill ='#7CCD7C',anchor = W,font =('微软雅黑',15,'bold'))
cv.pack()
mainloop()
程序运行结果如下:
tkinter canvas画布控件
图3:tkinter Canvas控件

注意,添加到 Canvas 上的对象会一直保留直着。如果你希望修改它们,您可以使用 coords() 和 move() 方法来移动画布上的对象,当然您可以使用 delete() 来删除它们,示例如下:
from tkinter import *
root=Tk()
# # 设置主窗口区的背景颜色以区别画布区的颜色
root.config(bg='#8DB6CD')
root.title("C语言中文网")
root.geometry('500x300')
root.iconbitmap('C:/Users/Administrator/Desktop/C语言中文网logo.ico')
# 定义移动函数
def move_img():
    # 定义移动坐标
    cv.move(image1,50,30)

# # 将画布设置为白色
cv = Canvas(root,bg='white')
# 使用 PhotoImage()来加载图片
img = PhotoImage (file="C:/Users/Administrator/Desktop/c.biancheng.gif")
image1=cv.create_image(30,150,image = img,anchor =W)
# 将按钮放置在画布中
btn=Button(cv,text="点击移动画布",bg="#8A8A8A",activebackground="#7CCD7C",command=move_img)
# 在指定位置创建一个窗口控件,tags来添加标签
cv.create_window(365,250,height=30,width=30,window=btn)
# 调用delete() 删除画布对象,若传入ALL,则删除所有的画布对象
#cv.delete(image1)
cv.pack()
# 显示窗口
root.mainloop()
程序运行结果如下:
tkinter canvas控件
图4:移动画布对象

注意:使用画布控件允许用户自己进行绘图,但这需要与 tkinter 事件机制相配合才能实现,在后续会做相关介绍。

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