Tracés avec matplotlib et turtle

Utiliser les bibliothèques graphiques

Utiliser les bibliothèques graphiques n'est pas tout à fait immédiat.

Voici trois exemples.

I. Utiliser la bibliothèque matplotlib⚓︎

Le principe

Le fichier Python

Le fichier Python dans lequel se trouve le code qui permet de tracer la figure désirée peut contenir une section :

# --- PYODIDE:env --- #

Dans cette section on fera en premier l'import import matplotlib.pyplot as plt et on on créera des objets PyodidePlot qui permettront ensuite d'utiliser les sytaxes habituelles de matplotlib avec plt et de tracer les figures aux bons endroits dans la page.

Le fichier Markdown

Le principe est d'appeler :

Une fois la macro
```
{{ IDE(...) }}
```
Autant de fois que de fenêtres graphiques désirées, la macro :
```
{{ figure(...) }}
```
Dans le cas où l'on désire plusieurs fenêtres, il faut les identifier. On appelera donc par exemple pour deux fenêtres :
```
{{ figure('cible_1') }}

{{ figure('cible_2') }}
```

Tracé d'un seul graphique⚓︎

Code Markdown dans le fichier .md

{{ IDE('scripts/fct_carre') }}
{{ figure() }}

Votre figure

Votre tracé sera ici

Fichier python utilisé pour cet exemple

fct_carre.py

# --- PYODIDE:env --- #

# Un import de matplotlib en tout premier est indispensable, pour que la classe
# PyodidePlot devienne disponible dans l'environnement:
import matplotlib.pyplot as plt
PyodidePlot().target()     # Cible la figure dans laquelle tracer la figure dans la page

# --- PYODIDE:code --- #
# L'import suivant a été fait dans du code caché : 
# import matplotlib.pyplot as plt

xs = [-3 + k * 0.1 for k in range(61)]
ys = [x**2 for x in xs]
plt.plot(xs, ys, "r-")
plt.grid()  # Optionnel : pour voir le quadrillage
plt.axhline()  # Optionnel : pour voir l'axe des abscisses
plt.axvline()  # Optionnel : pour voir l'axe des ordonnées
plt.title("La fonction carré")
plt.show()

Tracé de deux graphiques différents dans deux fenêtres différentes⚓︎

Code Markdown dans le fichier .md

{{ IDE('scripts/fct_cube') }}
{{ figure('cible_1') }}

{{ IDE('scripts/fct_sqrt') }}
{{ figure('cible_2') }}

Rendu

Votre figure

Votre tracé sera ici

Votre figure

Votre tracé sera ici

Fichiers Python utilisés pour cet exemple

fct_cube.py

# --- PYODIDE:env --- #
import matplotlib.pyplot as plt
fig1 = PyodidePlot('cible_1') 
fig1.target() # Pour tracer la fonction ci-dessous 

# --- PYODIDE:code --- #
# L'import suivant a été fait dans du code caché : 
# import matplotlib.pyplot as plt


xs = [-2 + k * 0.1 for k in range(41)]
ys = [x**3 for x in xs]
plt.plot(xs, ys, "r-")
plt.grid()  # Optionnel : pour voir le quadrillage
plt.axhline()  # Optionnel : pour voir l'axe des abscisses
plt.axvline()  # Optionnel : pour voir l'axe des ordonnées
plt.title("La fonction cube")
plt.show()

fct_sqrt.py

# --- PYODIDE:env --- #
import matplotlib.pyplot as plt
fig2 = PyodidePlot('cible_2') 
fig2.target() # Pour tracer la fonction ci-dessous 

# --- PYODIDE:code --- #
# L'import suivant a été fait dans du code caché : 
# import matplotlib.pyplot as plt
from math import sqrt

xs = [k * 0.02 for k in range(201)]
ys = [sqrt(x) for x in xs]
plt.plot(xs, ys, "r-")
plt.grid()  # Optionnel : pour voir le quadrillage
plt.axhline()  # Optionnel : pour voir l'axe des abscisses
plt.axvline()  # Optionnel : pour voir l'axe des ordonnées
plt.title("La fonction racine carrée")
plt.show()

Tracé de deux graphiques superposés dans la même fenêtre⚓︎

Code Markdown dans le fichier .md

{{ IDE('scripts/carre_cube_superposees') }}
{{ figure('cible_double') }}

Rendu

Votre figure

Votre tracé sera ici

Fichier Python utilisé pour cet exemple

carre_cube_superposees.py

# --- PYODIDE:env --- #
import matplotlib.pyplot as plt         # Indispensable (provoque la déclaration de PyodidePlot)
fig = PyodidePlot('cible_double')  
fig.target()

# --- PYODIDE:code --- #
# L'import suivant a été fait dans du code caché : 
# import matplotlib.pyplot as plt

xs1 = [-3 + k * 0.1 for k in range(61)]
ys1 = [x**2 for x in xs1]

xs2 = [-2 + k * 0.1 for k in range(41)]
ys2 = [x**3 for x in xs2]

plt.plot(xs1, ys1, "r-", xs2, ys2, "b+")  
plt.grid()  # Optionnel : pour voir le quadrillage
plt.axhline()  # Optionnel : pour voir l'axe des abscisses
plt.axvline()  # Optionnel : pour voir l'axe des ordonnées
plt.title("La fonction carré et la fonction cube")
plt.show()

Documentation détaillée

Documentation officielle pour l'utilisation de Matplotlib

Attention

Il ne faut pas utiliser plusieurs fois le même identifiant dans une page du site, par exemple ici l'identifiant cible_1

{{ figure('cible_1') }}

L’appel sans argument (ci-dessous) utilise également "figure1" comme valeur par défaut pour identifier une figure, donc il ne peut être utilisé qu’une seule fois par page, et les autres appels ne doivent pas utiliser le même identifiant.

{{ figure() }}

II. Utiliser la bibliothèque simpy⚓︎

Calcul formel et tracés avec sympy

III. Réaliser des animations avec P5⚓︎

Documentation officielle de Frédéric Zinelli

IV. Utiliser la tortue par Romain Janvier⚓︎

Pour pouvoir utiliser la bibliothèque turtle

Si votre site a été créé à partir du site modèle de ce tutoriel après le 1er novembre 2024, tout fonctionnera correctement.
Sinon, vérifier les points suivants (le dossier turtle à télécharger a été modifié le 1er novembre 2024) :

Mise à jour - points à vérifier

Il faut rajouter dans le dossier mkdocs.yml :

YAML

plugins:
  - pyodide_macros:
      build:
        python_libs:
          - turtle

Il faut mettre le dossier turtle à la racine du site à télécharger ici : Clic droit puis "Enregistrer la cible du lien sous" Décompresser le fichier turtle.zip puis mettre le dossier turtle à la racine du projet.

turtle

Vous obtiendrez :

turtle à la racine

Remarque : exécuter deux fois un script

Avec la version actuelle, si on exécute une fois un script, la figure apparaît en une seule fois. Si on exécute à nouveau ce même script, on voit la tortue se déplacer.

Code Markdown dans le fichier .md

???+ question "Utilisation de la tortue"


    {{ IDE('scripts/arbre_tortue') }}

    {{ figure('cible_3') }}

Utilisation de la tortue

Votre figure

Votre tracé sera ici

Fichier Python utilisé pour cet exemple

arbre_tortue.py

# --------- PYODIDE:env --------- #
from js import document
if "restart" in globals():
    restart()

def m_a_j(cible):
    done()
    document.getElementById(cible).innerHTML = Screen().html

_cible = 'cible_3'

# --------- PYODIDE:code --------- #
from turtle import *
setup(640, 480)  # pour définir la taille de la fenêtre
speed(10)

def arbre(l=100, n=5):
    forward(l)
    if n > 0:
        left(45)
        arbre(l/2, n-1)
        right(90)
        arbre(l/2, n-1)
        left(45)
    back(l)

arbre(200, 5)

# --------- PYODIDE:post --------- #
if Screen().html is None:
    forward(0)
m_a_j(_cible)

# --------- PYODIDE:post_term --------- #
if "m_a_j" in globals():
    m_a_j(_cible)

À recopier dans votre fichier Python

👉 Il faut juste bien adapter la section # --- PYODIDE:env --- # avec le nom de l'id utilisé dans le fichier md :

Ici _cible = 'cible_3'

correspond à :

{{ figure('cible_3') }}

Code à copier

# --------- PYODIDE:env --------- #
from js import document
if "restart" in globals():
    restart()

def m_a_j(cible):
    done()
    document.getElementById(cible).innerHTML = Screen().html

_cible = 'cible_3' # adapter cette ligne

# --------- PYODIDE:code --------- #
from turtle import *
# Votre code avec turtle 


# --------- PYODIDE:post --------- #
if Screen().html is None:
    forward(0)
m_a_j(_cible)

# --------- PYODIDE:post_term --------- #
if "m_a_j" in globals():
    m_a_j(_cible)

Crédit pour la réalisation de l'utilisation de turtle : Romain Janvier