Pythonで図形を描いてみよう！turtleとmatplotlibで始める初心者向けガイド

こんにちは、とまだです。

Pythonで絵を描くコードを見て、「これ、どうやって動いてるの？」と思ったことはありませんか？

でも、基本を押さえれば意外とシンプルなんです。

今回は、Pythonで図形を描く方法を、初心者の方でも分かるように解説していきます。

図形描画とは？

図形描画は、プログラムで円や四角形などを画面に表示することです。

身近な例でいえば、お絵かきソフトのようなものですね。

ただし、マウスで描くのではなく、コードで指示を出します。

「前に100歩進んで」「右に90度曲がって」という命令を組み合わせて、図形を作っていくイメージです。

なぜPythonで図形を描くのか

プログラミングの学習では、結果が目に見えることが大切です。

数値の計算だけだと、正しく動いているか分かりにくいですよね。

でも図形なら、コードを変えると絵も変わります。

この「見える」という体験が、理解を深めてくれるんです。

さらに、図形描画で学んだことは、グラフ作成にも活かせます。

データ分析の場面で、数値を視覚化する技術につながるわけです。

主な描画方法は2つ

Pythonで図形を描く方法はいくつかありますが、初心者におすすめなのは次の2つです。

1. turtle（タートル）

Pythonに最初から入っているモジュールです。

亀（タートル）がペンを持って動き回るイメージで図形を描きます。

動きが見えるので、どこを描いているか分かりやすいんです。

2. matplotlib（マットプロットリブ）

グラフ作成で有名なライブラリです。

円や四角形などの基本図形も描けます。

データ分析に興味がある方は、こちらから始めるのもいいでしょう。

turtleで四角形を描いてみよう

まずは、一番シンプルなturtleから始めます。

以下のコードで四角形が描けます。

import turtle

# 画面とペンを準備
screen = turtle.Screen()
pen = turtle.Turtle()

# 四角形を描く処理
for _ in range(4):
    pen.forward(100)  # 100ピクセル前進
    pen.right(90)     # 90度右回転

# 画面を閉じないように待機
screen.mainloop()

このコードのポイントは、同じ動作を4回繰り返しているところです。

「まっすぐ進んで、直角に曲がる」を4回やれば、四角形になりますよね。

円も簡単に描ける

turtleには円を描く専用の命令もあります。

import turtle

screen = turtle.Screen()
pen = turtle.Turtle()

# 半径50の円を描く
pen.circle(50)

screen.mainloop()

たった1行で円が描けます。

半径の数値を変えれば、大きさも自由に調整できます。

matplotlibでも図形を描いてみよう

次は、matplotlibを使った方法です。

少し書き方が違いますが、慣れれば便利です。

import matplotlib.pyplot as plt
import matplotlib.patches as patches

# 描画エリアを準備
fig, ax = plt.subplots()

# 円を作成（中心座標、半径を指定）
circle = patches.Circle((0.5, 0.5), 0.2,
                       fill=False,
                       edgecolor='blue')
ax.add_patch(circle)

# 四角形を作成（左下座標、幅、高さを指定）
rectangle = patches.Rectangle((0.2, 0.2), 0.3, 0.2,
                            fill=False,
                            edgecolor='red')
ax.add_patch(rectangle)

# 表示範囲を設定
ax.set_xlim(0, 1)
ax.set_ylim(0, 1)

# 描画を実行
plt.show()

matplotlibでは、図形を「パーツ」として作ります。

そして、それを描画エリアに追加していく方式です。

グラフを描くときと同じ考え方なので、データ可視化への応用もスムーズです。

よくある困りごと

ウィンドウがすぐ閉じる

turtleで描画したのに、一瞬で消えてしまうことがあります。

これはscreen.mainloop()を忘れているケースが多いです。

この命令がないと、描画後すぐにプログラムが終了してしまいます。

図形が見えない

matplotlibで図形が表示されない場合は、表示範囲を確認しましょう。

set_xlim()とset_ylim()で、図形が収まる範囲を指定する必要があります。

色や線が薄い

線の太さはlinewidthパラメータで調整できます。

最初は2や3など、少し太めに設定すると見やすくなります。

次のステージへ

基本的な図形が描けるようになったら、応用も楽しいです。

例えば、ループを使って模様を作ったり。

色を変えながら重ねて描いたり。

少しずつ複雑な絵に挑戦していけば、プログラミングの理解も深まります。

まとめ

Pythonでの図形描画は、見た目にも楽しく、学習効果も高い練習方法です。

turtleなら動きが見えて分かりやすく。

matplotlibならデータ可視化への道も開けます。

どちらも基本は同じです。

命令を組み合わせて、思い通りの形を作っていく。

この体験を通じて、プログラミングの楽しさを感じてもらえたら嬉しいです。