Kivy — создание мобильных приложений на Python

Принципы работы фреймворка Kivy Python

Kivy был создан в 2011 году. Данный кросс-платформенный фреймворк Python работает на Windows, Mac, Linux и Raspberry Pi. В дополнение к стандартному вводу через клавиатуру и мышь он поддерживает мультитач. Kivy даже поддерживает ускорение GPU своей графики, что во многом является следствием использования OpenGL ES2. У проекта есть лицензия MIT, поэтому библиотеку можно использовать бесплатно и вкупе с коммерческим программным обеспечением.

Во время разработки приложения через Kivy создается интуитивно понятный интерфейс (Natural user Interface), или NUI. Его главная идея в том, чтобы пользователь мог легко и быстро приспособиться к программному обеспечению без чтения инструкций.

Kivy не задействует нативные элементы управления, или виджеты. Все его виджеты настраиваются. Это значит, что приложения Kivy будут выглядеть одинаково на всех платформах. Тем не менее, это также предполагает, что внешний вид вашего приложения будет отличаться от нативных приложений пользователя. Это может стать как преимуществом, так и недостатком, все зависит от аудитории.

Установка Kivy

У Kivy есть множество зависимостей, поэтому лучше устанавливать его в виртуальную среду Python. Можно использовать встроенную библиотеку Python venv или же пакет virtualenv.

Виртуальная среда Python создается следующим образом:

$ python3 -m venv my_kivy_project

По ходу данного действия исполняемый файл Python 3 будет скопирован в папку под названием my_kivy_project, куда также будут добавлено несколько других папок.

Для использования виртуальной среды ее нужно активировать. На Mac или Linux это можно сделать, выполнив следующую команду, будучи внутри папки my_kivy_project:

$ source bin/activate

Команда для Windows точно такая же, но активировать скрипт нужно в другом месте — через папку Scripts, а не bin.

После активации виртуальной среды Python можно запустить pip для установки Kivy. На Linux и Mac нужно выполнить следующую команду:

$ python -m pip install kivy

Инсталляция на Windows несколько сложнее. В официальной документации фреймворка изучите пункт, касающийся установки Kivy на Windows. Пользователи Mac также могут скачать файл dmg и установить Kivy данным образом.

В случае возникновения проблем во время установки Kivy на вашу платформу изучите дополнительные инструкции, с которыми можно ознакомиться через страницу загрузки.

Работа с виджетами в Kivy

Виджеты — это отображаемые на экране элементы управления, которыми пользователь может оперировать. Любой инструментарий графического интерфейса пользователя поставляется с набором виджетов. Типичными представителями виджетов, что вы не раз использовали, являются кнопки, выпадающие списки и вкладки. Внутри фреймворка Kivy встроено много виджетов.

Запуск программы «Hello, Kivy!»

Принцип работы Kivy можно уловить, взглянув на следующее приложение «Hello, World!»:

from kivy.app import App

from kivy.uix.label import Label

class MainApp(App):

    def build(self):

        label = Label(text='Hello from Kivy',

                      size_hint=(.5, .5),

                      pos_hint={'center_x': .5, 'center_y': .5})

        return label

if __name__ == '__main__':

    app = MainApp()

    app.run()

Каждому приложению Kivy требуется создать подкласс App и переопределить метод build(). Сюда вы помещаете код UI или вызываете другие функции, которые определяют код UI. В данном случае создается виджет Label и передается text, size_hint и pos_hint. Последние два аргумента не обязательны.

size_hint говорит Kivy о размерах что нужно использовать при создании виджета. Используются два числа:

1. Первое число x указывает на размер ширины элемента управления.
2. Второе число y указывает на размер высоты элемента управления.

Значение обоих чисел должно быть в промежутке между 0 и 1. Значение по обоих показателей по умолчанию равно 1. Также можно задействовать pos_hint, что используется для позиционирования виджета. В коде, размещенном выше, указывается, что виджет должен быть размещен в центре осей x и y.

Для запуска приложения нужно инициализировать класс MainApp и вызвать метод run(). После этих действий на экране появится следующее:

Отображение виджета Image в Kivy Python

В Kivy есть несколько видов виджетов, связанных с изображениями. Для загрузки картинок с жесткого диска можно задействовать Image, а при использовании адреса URL подойдет AsyncImage. К следующем примере берется стандартный класс Image:

from kivy.app import App

from kivy.uix.image import Image

class MainApp(App):

    def build(self):

        img = Image(source='/path/to/real_python.png',

                    size_hint=(1, .5),

                    pos_hint={'center_x':.5, 'center_y':.5})

        return img

if __name__ == '__main__':

    app = MainApp()

    app.run()

В данном коде импортируется Image из подпакета kivy.uix.image. Класс Image принимает много разных параметров, однако единственным для нас нужным является source, что указывает Kivy, какое изображение должно быть загружено. Здесь передается полный путь к выбранному изображению. Оставшаяся часть кода такая же, как и в прошлом примере.

После запуска кода должно выводиться нечто подобное:

Разметка (Layout) в UI Kivy

У каждого фреймворка есть свой собственный метод для размещения виджетов. К примеру, в wxPython используются классификаторы, а в Tkinter будет задействован лейаут, или менеджер геометрии. В Kivy за это отвечают Лейауты (Layouts). Доступно несколько различных типов Лейаутов. Чаще всего используются следующие виды:

• BoxLayout;
• FloatLayout;
• GridLayout.

Найти полный список доступных Лейаутов можно в документации Kivy. Рабочий исходный код можно найти в kivy.uix.

Рассмотрим BoxLayout на примере следующего кода:

import kivy

import random

from kivy.app import App

from kivy.uix.button import Button

from kivy.uix.boxlayout import BoxLayout

red = [1,0,0,1]

green = [0,1,0,1]

blue =  [0,0,1,1]

purple = [1,0,1,1]

class HBoxLayoutExample(App):

    def build(self):

        layout = BoxLayout(padding=10)

        colors = [red, green, blue, purple]

        for i in range(5):

            btn = Button(text="Button #%s" % (i+1),

                         background_color=random.choice(colors)

                         )

            layout.add_widget(btn)

        return layout

if __name__ == "__main__":

    app = HBoxLayoutExample()

    app.run()

Здесь из kivy.uix.boxlayout импортируется модуль BoxLayout и затем устанавливается. После этого создается список цветов, которые представляют собой цвета RGB (Red-Blue-Green).

В конечном итоге формируется цикл для range из 5, результатом чего является кнопка btn для каждой итерации. Сделаем вещи немного интереснее и поставим в качестве фона кнопки background_color случайный цвет. Теперь можно добавить кнопку в лейаут при помощи layout.add_widget(btn).

После запуска кода выведется нечто подобное:

Здесь представлены 5 кнопок, окрашенных случайным образом, по одной для каждой итерации цикла for.

Во время создания лейаута следует учитывать следующие аргументы:

• padding: Отступ padding между лейаутом и его дочерними элементами уточняется в пикселях. Для этого можно выбрать один из трех способов:Список из четырех аргументов: [padding_left, padding_top, padding_right, padding_bottom]
• Список из двух аргументов: [padding_horizontal, padding_vertical]
• Один аргумент: padding=10
• spacing: При помощи данного аргумента добавляется расстояние между дочерними виджетами.
• orientation: Позволяет изменить значение orientation для BoxLayout по умолчанию — с горизонтального на вертикальное.