Исполнитель Чертёжник

Что такое Чертёжник

Чертёжник — это учебный графический исполнитель, который рисует на координатной плоскости с помощью пера. Перо может находиться в двух состояниях: опущено (тогда при движении остаётся след — линия) или поднято (тогда исполнитель перемещается без следа). Чертёжник помогает понять, как из простых команд складывается алгоритм построения рисунка, и служит мостиком между обычными алгоритмами и настоящим программированием графики.

Положение пера задаётся парой координат (x, y). В начале работы перо обычно находится в точке начала координат (0, 0), а само перо поднято. Горизонтальная ось направлена вправо, вертикальная — вверх, поэтому большие значения координат соответствуют точкам правее и выше.

Среда исполнителя

У каждого исполнителя есть среда (то, где он работает) и система команд (то, что он умеет). Среда Чертёжника — это координатная плоскость без границ. Система команд — небольшой набор действий с пером. Исполнитель выполняет команды строго по порядку и не понимает ничего, кроме своих команд: если дать ему недопустимое указание, он сообщит об отказе.

Основные команды

У Чертёжника есть команды для управления пером и его перемещением. Команды относительного перемещения сдвигают перо на заданное число шагов от текущего положения, а абсолютные — переносят в указанную точку.

Разбор примера

Нарисуем квадрат со стороной 3 с левым нижним углом в начале координат. Алгоритм запишем по шагам:

сместиться в точку (0, 0)
опустить перо
сместиться на вектор (3, 0)
сместиться на вектор (0, 3)
сместиться на вектор (-3, 0)
сместиться на вектор (0, -3)
поднять перо

Перо проходит четыре стороны и возвращается в исходную точку. Отрицательные числа в векторе означают движение влево и вниз. После последней команды перо поднимается, чтобы при переходе к следующей фигуре не осталось лишней линии.

Частая ошибка: ученик забывает командой опустить перо перевести перо в рабочее состояние. Тогда исполнитель двигается, но не оставляет линий, и рисунок остаётся пустым. Так же важно поднимать перо, когда нужно перейти к новой фигуре без соединяющей линии.

Зачем нужны относительные команды

Относительное перемещение удобно, когда одну и ту же фигуру нужно нарисовать в разных местах: достаточно сначала перейти в нужную точку, а затем повторить набор векторов. Это основа для использования циклов и вспомогательных алгоритмов при рисовании повторяющихся узоров. Например, чтобы нарисовать пять одинаковых квадратов в ряд, набор векторов одной фигуры помещают в цикл, а между повторениями сдвигают перо вправо на ширину квадрата.

Абсолютное и относительное движение

Важно различать два способа перемещения. Команда сместиться в точку переносит перо в заданное место независимо от того, где оно было. Команда сместиться на вектор отсчитывает сдвиг от текущего положения. Для построения фигур по сторонам удобнее векторы, а для точного перехода в начало рисунка — абсолютная точка.

Кратко о главном

• Чертёжник — графический исполнитель, рисующий пером на координатной плоскости.
• У исполнителя есть среда (плоскость) и система команд (действия с пером).
• Перо бывает опущено (рисует) и поднято (двигается без следа).
• Перемещение задаётся вектором сдвига или абсолютной точкой.
• Отрицательные числа в векторе означают движение влево и вниз.
• Перед рисованием перо нужно опустить, а при переходе — поднять.