Pythonで絵を描こう！Turtleモジュールの使い方と応用
2025-06-06
Python の turtle モジュールは、グラフィックを描画するためのシンプルな方法を提供するモジュールです。特に教育目的で、プログラミングの基本的な概念（ループ、条件分岐、関数など）を視覚的に学ぶのに非常に適しています。
turtle.Turtle は、その turtle モジュールの中核となるクラスです。このクラスは、画面上に「タートル」（カメ）と呼ばれる描画ペンを生成し、そのタートルを動かすことで線や図形を描画することができます。
概念
- 描画領域 (Screen): タートルが動き回るキャンバスとなるウィンドウです。
- タートル (Turtle): 画面上に表示される小さなアイコン（デフォルトでは矢印や三角形）で、これが実際に描画を行う「ペン」の役割を果たします。
できること
turtle.Turtle オブジェクトを生成すると、以下のような操作が可能です。
-
移動 (Movement):
forward(距離): タートルが向いている方向に指定された距離だけ進みます。backward(距離): タートルが向いている方向と逆方向に指定された距離だけ進みます。right(角度): タートルを時計回りに指定された角度だけ回転させます。left(角度): タートルを反時計回りに指定された角度だけ回転させます。goto(x, y): タートルを画面上の指定された (x, y) 座標に移動させます。
-
ペンの制御 (Pen Control):
penup(): ペンを上げます。この後移動しても線は描画されません。pendown(): ペンを下げます。この後移動すると線が描画されます。pensize(太さ): 描画される線の太さを設定します。pencolor(色): 描画される線の色を設定します（例: 'red', 'blue', '#FF00FF'）。
-
描画の設定 (Drawing Settings):
speed(速さ): タートルの移動速度を設定します（1から10まで、または'fastest', 'fast', 'normal', 'slow', 'slowest'）。fillcolor(色): 塗りつぶしの色を設定します。begin_fill(): 塗りつぶしを開始します。end_fill(): 塗りつぶしを終了し、begin_fill()からend_fill()までの描画パスで囲まれた領域を塗りつぶします。
使用例
簡単な四角形を描画する例を見てみましょう。
import turtle
# タートルオブジェクトの作成
# これが「タートル」そのものです
my_turtle = turtle.Turtle()
# 描画速度の設定 (任意)
my_turtle.speed(1) # 遅めに設定
# 四角形を描画
for _ in range(4):
my_turtle.forward(100) # 100ピクセル前進
my_turtle.right(90) # 右に90度回転
# 描画ウィンドウがすぐに閉じないようにする
# これがないと、描画後にウィンドウがすぐに消えてしまいます
turtle.done()
turtleモジュールは初心者にとって非常に親しみやすいですが、それでもいくつかの一般的なエラーに遭遇することがあります。以下に主なエラーとその解決策を挙げます。
ウィンドウがすぐに閉じてしまう（または表示されない）
これは最もよくある問題の一つです。コードを実行しても、一瞬ウィンドウが表示されてすぐに消えてしまったり、全く表示されなかったりします。
- 解決策
プログラムの最後にturtle.done()またはturtle.exitonclick()を追加します。turtle.done(): 描画が終わった後もウィンドウを開いたままにし、手動で閉じられるまでプログラムを待機させます。turtle.exitonclick(): ウィンドウをクリックするとプログラムが終了するようにします。- 例
import turtle my_turtle = turtle.Turtle() my_turtle.forward(100) turtle.done() # または turtle.exitonclick()
- 原因
turtleの描画が終わった後、プログラムが終了してしまうため、描画ウィンドウも閉じられます。
NameError: name 'turtle' is not defined または NameError: name 'Turtle' is not defined
これは、turtleモジュールが正しくインポートされていない場合に発生します。
-
解決策
- コードの先頭に
import turtleを追加します。 - タートルオブジェクトを作成する際は、
my_turtle = turtle.Turtle()のように、モジュール名をプレフィックスとして付けます。 - もし
from turtle import *を使用している場合は、my_turtle = Turtle()のように書くことができますが、これは名前の競合を引き起こす可能性があるため、通常はimport turtleの使用が推奨されます。
例
import turtle # これが重要 my_turtle = turtle.Turtle() # turtle. が必要 my_turtle.forward(50) turtle.done() - コードの先頭に
-
import turtleを忘れている。turtle.Turtle()と書くべきところを、単にTurtle()と書いてしまっている（from turtle import *を使った場合を除く）。- 変数名のスペルミス。
AttributeError: 'module' object has no attribute 'forward' または AttributeError: 'Turtle' object has no attribute 'move'
これは、存在しない関数やメソッドを呼び出そうとしたときに発生します。
-
解決策
- タートルを動かすメソッドは、作成したタートルオブジェクト（例:
my_turtle）に対して呼び出す必要があります。turtleモジュール自体には直接移動するメソッドはありません。 - 正しいメソッド名を使用します（
forward(),backward(),left(),right(),goto(),penup(),pendown()など）。
例
import turtle my_turtle = turtle.Turtle() # turtle.forward(100) はエラー my_turtle.forward(100) # 正しい my_turtle.left(90) # 正しい turtle.done() - タートルを動かすメソッドは、作成したタートルオブジェクト（例:
-
原因
turtleモジュール自体に、タートルオブジェクトのメソッドを直接呼び出そうとしている（例:turtle.forward(100)）。- タートルオブジェクトに存在しないメソッド名を呼び出している（例:
my_turtle.move(100)の代わりにmy_turtle.forward(100)が正しい）。 - メソッド名のスペルミス（例:
forewardではなくforward）。
TypeError: ... takes exactly 1 argument (0 given) または TypeError: ... takes no arguments (1 given)
関数やメソッドに渡す引数の数が間違っている場合に発生します。
-
解決策
- エラーメッセージを読み、どの引数が不足しているか、または多すぎるかを特定します。
- ドキュメントや例を参照して、正しい引数の数と型を確認します。
例
import turtle my_turtle = turtle.Turtle() # my_turtle.forward() は引数がないのでエラー my_turtle.forward(100) # 正しい（距離100を指定） # my_turtle.pensize("5") は文字列なのでエラー my_turtle.pensize(5) # 正しい（数値5を指定） turtle.done() -
原因
- 引数を必要とするメソッドに引数を渡していない（例:
my_turtle.forward()のように距離を指定していない）。 - 引数を必要としないメソッドに引数を渡している。
- 引数の型が間違っている（例:
my_turtle.forward("100")のように文字列を渡している。数値であるべき）。
- 引数を必要とするメソッドに引数を渡していない（例:
SyntaxError: invalid syntax
Pythonの文法規則に違反している場合に発生します。
-
解決策
- エラーメッセージが示す行とその周辺を注意深く確認します。
forループやif文の後にコロンがあるか、関数の呼び出しで括弧が閉じられているかなどを確認します。- IDE（統合開発環境）を使用している場合、多くは文法エラーをリアルタイムでハイライト表示してくれます。
例
import turtle my_turtle = turtle.Turtle() # for _ in range(4: はコロンの位置が間違い for _ in range(4): # 正しい my_turtle.forward(100) my_turtle.right(90) turtle.done() -
原因
- 括弧、引用符、コロンなどの記号の閉じ忘れや不足。
- インデント（字下げ）の間違い。
- 予約語を変数名として使用している。
ウィンドウがフリーズする、応答しない
特に複雑な描画や無限ループを使用している場合に発生することがあります。
- 原因
- 非常に多くの描画コマンドを短時間に実行しているため、GUIが更新に追いつかない。
- 意図しない無限ループに入ってしまっている。
turtle.tracer(0)を使用して描画を高速化し、その後にturtle.update()を呼び出すのを忘れている。
色の指定がうまくいかない
色指定の形式が間違っていることがあります。
- 解決策
- 色の名前は英語で指定します（例: "red", "blue", "green"）。
- RGB値を使用する場合は、タプルで
(R, G, B)の形式で指定するか、16進数の文字列（例: "#FF0000"）で指定します。RGB値は0〜255の範囲です。my_turtle.pencolor("red") my_turtle.fillcolor((0, 255, 0)) # 緑 my_turtle.pencolor("#0000FF") # 青
- 原因
- 存在しない色の名前を使用している。
- RGB値を正しく指定していない。
Pythonのturtle.Turtleを使ったプログラミングの具体例をいくつかご紹介します。これらの例を通して、turtleモジュールの基本的な使い方や、様々な図形を描画する方法を学ぶことができます。
基本的な直線と回転：四角形を描く
最も基本的な操作です。タートルを動かして、単純な四角形を描きます。
import turtle
# 1. タートルオブジェクトの作成
# 画面に描画される「ペン」です
my_turtle = turtle.Turtle()
# 2. 描画速度の設定（任意）
# 1（最も遅い）から10（最も速い）まで、または文字列（'fastest', 'fast', 'normal', 'slow', 'slowest'）
my_turtle.speed(3) # やや遅めに設定して、描画プロセスを確認しやすくする
# 3. 四角形を描画
# 4回繰り返すことで四角形を完成させる
for _ in range(4):
my_turtle.forward(100) # 現在向いている方向に100ピクセル進む
my_turtle.right(90) # 右に90度回転する（時計回り）
# 4. 描画ウィンドウを閉じるまで待機
# これがないと、描画後にウィンドウがすぐに閉じてしまいます
turtle.done()
解説
turtle.done(): これがないと、描画ウィンドウがすぐに閉じてしまいます。ユーザーがウィンドウを閉じるまでプログラムを停止させます。my_turtle.right(90): タートルを右に90度回転させます。my_turtle.forward(100): タートルを100ピクセル前進させます。ペンが下がっていれば線が引かれます。for _ in range(4): 4回繰り返すループです。_はループ変数を使わない場合に慣習的に使われます。my_turtle.speed(3): タートルが動く速さを設定します。turtle.Turtle(): 新しいタートルオブジェクトを作成し、変数my_turtleに割り当てています。import turtle:turtleモジュールを使用するために必須です。
ペンの色と太さを変更：星を描く
ペンの設定を変更して、カラフルな星を描いてみます。
import turtle
screen = turtle.Screen() # 描画スクリーンオブジェクトを取得（設定変更のため）
screen.bgcolor("black") # 背景色を黒に設定
star_turtle = turtle.Turtle()
star_turtle.speed(0) # 速度を最速に設定（描画を一瞬で完了させるため）
star_turtle.pencolor("yellow") # ペンの色を黄色に設定
star_turtle.pensize(2) # ペンの太さを2ピクセルに設定
# 星を描画 (5つの頂点を持つ星)
for i in range(5):
star_turtle.forward(150) # 150ピクセル進む
star_turtle.right(144) # 144度右に回転 (360 / 5 * 2 = 144度)
turtle.done()
解説
star_turtle.right(144): 星を描くための回転角度です。正五角形の外角は72度ですが、星形では2頂点飛ばしで繋ぐため、144度回転させます。star_turtle.pensize(2): 線の太さを2ピクセルに設定します。star_turtle.pencolor("yellow"): 線の色を「yellow」に設定します。色の名前は英語で指定できます。star_turtle.speed(0):0は最速を意味します。すぐに描画を完了させたい場合に便利です。screen.bgcolor("black"): スクリーンの背景色を黒に設定します。screen = turtle.Screen(): 描画ウィンドウ自体（スクリーン）にアクセスするためのオブジェクトを取得します。
塗りつぶしとランダムな動き：複数の色付き円
円を描き、それを色で塗りつぶします。複数の円を描くために、タートルの位置と色をランダムに設定します。
import turtle
import random # ランダムな値を使うためにインポート
screen = turtle.Screen()
screen.setup(width=600, height=600) # スクリーンサイズを設定
screen.colormode(255) # 色モードをRGB (0-255) に設定
circle_turtle = turtle.Turtle()
circle_turtle.speed(0)
circle_turtle.penup() # 最初はペンを上げて移動（線を描かない）
num_circles = 10 # 描画する円の数
for _ in range(num_circles):
# ランダムな位置に移動
x = random.randint(-250, 250)
y = random.randint(-250, 250)
circle_turtle.goto(x, y)
# ランダムな色を設定
r = random.randint(0, 255)
g = random.randint(0, 255)
b = random.randint(0, 255)
circle_turtle.pencolor(r, g, b) # 線の色
circle_turtle.fillcolor(r, g, b) # 塗りつぶしの色
# ランダムな半径の円
radius = random.randint(20, 80)
circle_turtle.pendown() # ペンを下ろす（線を描く）
circle_turtle.begin_fill() # 塗りつぶしを開始
circle_turtle.circle(radius) # 円を描画
circle_turtle.end_fill() # 塗りつぶしを終了
circle_turtle.penup() # ペンを上げる（次の移動で線を描かない）
turtle.done()
解説
circle_turtle.end_fill():begin_fill()からend_fill()までの描画パスで囲まれた領域を塗りつぶします。circle_turtle.circle(radius): 指定された半径の円を描画します。circle_turtle.begin_fill(): 塗りつぶしの開始を宣言します。circle_turtle.fillcolor(r, g, b): 塗りつぶしの色をRGB値で設定します。circle_turtle.pencolor(r, g, b): 線の色をRGB値で設定します。circle_turtle.goto(x, y): タートルを指定された(x, y)座標に直接移動させます。random.randint(a, b):aからbまでの範囲の整数をランダムに生成します。circle_turtle.penup()/circle_turtle.pendown():penup(): ペンを上げます。この後タートルが移動しても線は描画されません。pendown(): ペンを下ろします。この後タートルが移動すると線が描画されます。
screen.colormode(255): 色の指定方法をRGB値（0-255）にするための設定です。デフォルトは0.0-1.0です。screen.setup(width=600, height=600): 描画ウィンドウのサイズを600x600ピクセルに設定します。import random: ランダムな数値を生成するためにrandomモジュールをインポートします。
複数のタートルオブジェクト：2匹のカメで絵を描く
複数のturtle.Turtleオブジェクトを作成し、それぞれを独立して動かすことができます。
import turtle
screen = turtle.Screen()
screen.setup(width=800, height=600)
screen.bgcolor("lightblue") # 背景色を薄い青に
# 最初のタートル（青）
blue_turtle = turtle.Turtle()
blue_turtle.color("blue")
blue_turtle.shape("turtle") # タートルの形状を「カメ」にする
blue_turtle.pensize(3)
blue_turtle.penup()
blue_turtle.goto(-200, 0) # 左に移動
blue_turtle.pendown()
blue_turtle.speed(1) # 遅めに
# 2番目のタートル（赤）
red_turtle = turtle.Turtle()
red_turtle.color("red")
red_turtle.shape("turtle")
red_turtle.pensize(3)
red_turtle.penup()
red_turtle.goto(200, 0) # 右に移動
red_turtle.pendown()
red_turtle.speed(1) # 遅めに
# それぞれのタートルで描画
# 青いタートルは四角形
for _ in range(4):
blue_turtle.forward(100)
blue_turtle.left(90) # 左に回転
# 赤いタートルは三角形
for _ in range(3):
red_turtle.forward(100)
red_turtle.left(120) # 左に120度回転 (360 / 3 = 120度)
turtle.done()
- それぞれのタートルは独立してコマンドを受け付け、それぞれの描画を行います。
goto()メソッドを使って、それぞれのタートルを異なる開始位置に移動させています。my_turtle.shape("turtle"): タートルの形状をデフォルトの矢印から「turtle」（カメのアイコン）に変更します。他にも"arrow", "circle", "square", "triangle", "classic"などがあります。blue_turtle.color("blue")/red_turtle.color("red"): タートルの色（アイコンの色とペン色）を設定します。blue_turtle = turtle.Turtle()とred_turtle = turtle.Turtle(): 2つの独立したタートルオブジェクトを作成しています。
turtleモジュールが提供する「描画ペン」の抽象化は、学習には最適ですが、実際のアプリケーション開発では、より強力で柔軟なライブラリが使われます。
Tkinter (標準ライブラリ)
Pythonに標準でバンドルされているGUIツールキットです。turtleモジュール自体もTkinterの上に構築されています。Tkinterを使用すると、ウィンドウ、ボタン、テキストボックスなどのウィジェットを作成し、それらを操作してグラフィックスを描画することができます。
- 例（Tkinterで線を引く）
import tkinter as tk root = tk.Tk() root.title("Tkinter Line") canvas = tk.Canvas(root, width=400, height=300, bg="white") canvas.pack() # 線を描画 canvas.create_line(50, 50, 350, 250, fill="blue", width=3) # 長方形を描画 canvas.create_rectangle(100, 100, 300, 200, outline="red", fill="yellow") # 円/楕円を描画 canvas.create_oval(150, 150, 250, 250, outline="green", fill="lightgreen") root.mainloop() - turtleとの関連性
turtleはTkinterのCanvasウィジェットの上にタートルを描画しています。turtle.Screen()オブジェクトは、内部的にTkinterのTk()ウィンドウとCanvasウィジェットを管理しています。 - 用途
- 簡単なデスクトップアプリケーション。
- グラフや図の描画（
turtleよりも柔軟）。 - GUIの基本的な概念を学ぶ。
- 特徴
- Pythonの標準ライブラリなので、追加のインストールが不要です。
- シンプルなGUIアプリケーションや基本的なグラフィックスに適しています。
canvasウィジェットを使って、線、円、四角形などのプリミティブな図形を描画できます。
Pygame (ゲーム開発向け)
Pythonで2Dゲームを開発するために広く使われているライブラリです。グラフィックス、サウンド、入力処理など、ゲーム開発に必要な機能が豊富に用意されています。
- 例（Pygameで円を描く）
import pygame pygame.init() # Pygameを初期化 screen_width = 600 screen_height = 400 screen = pygame.display.set_mode((screen_width, screen_height)) # 画面を設定 pygame.display.set_caption("Pygame Circle") running = True while running: for event in pygame.event.get(): if event.type == pygame.QUIT: # ウィンドウを閉じるイベント running = False screen.fill((255, 255, 255)) # 背景を白で塗りつぶす (毎フレーム) # 円を描画 (サーフェス, 色, 中心座標, 半径, 太さ) pygame.draw.circle(screen, (255, 0, 0), (300, 200), 50, 0) # 赤い塗りつぶされた円 pygame.display.flip() # 画面を更新 pygame.quit() # Pygameを終了 - turtleとの違い
turtleが描画ペンで静的な図形を描くのに特化しているのに対し、Pygameは動的な要素（キャラクターの動き、アニメーションなど）を効率的に扱うための機能を提供します。 - 用途
- 2Dゲーム開発。
- リアルタイムグラフィックスシミュレーション。
- インタラクティブなアプリケーション。
- 特徴
- 高速な2Dグラフィックス描画が可能です。
- 画像（スプライト）、サウンド、キーボード/マウス入力の扱いが容易です。
- ゲームループという概念が中心となり、フレームベースでの描画と更新を行います。
PyQt / PySide (強力なGUIフレームワーク)
QtはC++で書かれた非常に高機能なGUIフレームワークで、Pythonからそれを利用するためのバインディングがPyQt（商用ライセンスあり、LGPLライセンスもあり）やPySide（LGPLライセンス）です。非常に複雑なデスクトップアプリケーションを構築するのに適しています。
- 例（PyQtでシンプルなウィンドウ）
from PyQt5.QtWidgets import QApplication, QWidget, QPushButton, QVBoxLayout import sys app = QApplication(sys.argv) window = QWidget() window.setWindowTitle("PyQt Example") window.setGeometry(100, 100, 300, 200) # x, y, width, height layout = QVBoxLayout() button = QPushButton("Click Me!") layout.addWidget(button) window.setLayout(layout) def on_button_click(): print("Button Clicked!") button.clicked.connect(on_button_click) window.show() sys.exit(app.exec_()) - turtleとの違い
Tkinterよりもはるかに高機能で、大規模なアプリケーション開発に向いています。学習コストは高めですが、その分できることも多いです。 - 用途
- プロフェッショナルなデスクトップアプリケーション開発。
- データ可視化ツール。
- 科学技術計算ソフトウェアのGUI。
- 特徴
- 非常にリッチなUIコンポーネント（複雑なレイアウト、ツリービュー、テーブルなど）を提供します。
- クロスプラットフォーム（Windows, macOS, Linuxなどで動作）。
- Qt DesignerなどのGUIビルダツールでUIを視覚的に設計できます。
- グラフィックスビューフレームワークにより、高性能な2Dグラフィックスが可能です。
Kivy (マルチタッチアプリケーション向け)
Kivyは、マルチタッチアプリケーションに特化したオープンソースのPythonライブラリです。デスクトップだけでなく、iOSやAndroidなどのモバイルプラットフォームにも対応しています。
- turtleとの違い
turtleは描画のみですが、Kivyはタッチイベントや独自のグラフィックスエンジンを備え、UIフレームワークとしての機能が非常に充実しています。 - 用途
- モバイルアプリ開発。
- タッチスクリーン対応のデスクトップアプリ。
- インタラクティブな情報キオスクなど。
- 特徴
- タッチインターフェースに最適化されています。
- 独自のUI/UXを提供し、プラットフォーム固有のルック＆フィールに依存しません。
- Kv言語という独自のUI記述言語を使用できます。
Matplotlib (データ可視化向け)
厳密にはGUIフレームワークではありませんが、科学技術計算やデータ分析の分野で非常に広く使われている、Pythonのプロットライブラリです。様々な種類のグラフやチャートを作成できます。
- turtleとの違い
turtleが自由な図形描画に特化しているのに対し、Matplotlibはデータに基づいてグラフを生成することに特化しています。 - 用途
- 科学データ可視化。
- 研究発表用のグラフ作成。
- データ分析結果の図示。
- 特徴
- 2Dプロット（折れ線グラフ、棒グラフ、散布図、ヒストグラムなど）を高品質で生成。
- 3Dプロットもサポート。
- NumPyと相性が良い。
pyplotインターフェースはMATLABに似た使い勝手。
turtle.Turtleはプログラミングの学習、特にループや条件分岐といった概念を視覚的に理解するのに素晴らしいツールです。しかし、より本格的なGUIアプリケーションやゲーム、データ可視化、あるいはインタラクティブな要素を持つプログラムを作成したい場合は、上記のいずれかのライブラリがより適切な選択肢となります。
- データ可視化/グラフ作成
Matplotlib - マルチタッチ/モバイルアプリ
Kivy - プロフェッショナルなデスクトップアプリ
PyQt/PySide - 2Dゲーム開発/リアルタイムグラフィックス
Pygame - 手軽なGUI/シンプルなグラフィックス
Tkinter