2023學(xué)年完整公開課版Processing

Processing開發(fā)目錄Processing繪制功能開發(fā)環(huán)境練習(xí)2Processing簡介3數(shù)據(jù)可視化主要旨在借助于圖形化手段，清晰有效地傳達(dá)與溝通信息。是一種具有革命前瞻性的新興計算機(jī)語言，它的概念是在電子藝術(shù)的環(huán)境下介紹程序語言，并將電子藝術(shù)的概念介紹給程序設(shè)計師。它是Java語言的延伸，并支持許多現(xiàn)有的Java語言架構(gòu)，不過在語法(syntax)上簡易許多，并具有許多貼心及人性化的設(shè)計。/download/Processing開發(fā)環(huán)境簡介4數(shù)據(jù)可視化主要旨在借助于圖形化手段，清晰有效地傳達(dá)與溝通信息。Processing最初的目標(biāo)是用來形象地教授計算機(jī)科學(xué)的基礎(chǔ)知識，之后它逐漸演變成了可用于創(chuàng)建圖形可視化項(xiàng)目的一種環(huán)境，實(shí)現(xiàn)對各類數(shù)據(jù)的可視化。Processing開發(fā)環(huán)境Processing開發(fā)環(huán)境包括：（1）一個簡單的文本編輯器（2）一個消息區(qū)（3）一個文本控制臺（4）管理文件的標(biāo)簽（5）工具欄按鈕（6）菜單Processing繪制功能5數(shù)據(jù)可視化主要旨在借助于圖形化手段，清晰有效地傳達(dá)與溝通信息。坐標(biāo)系：2D圖形：原點(diǎn)在左上角，x軸正方向指向右，y軸正方向指向下3D圖形：原點(diǎn)仍在左上角，x軸正方向指向右，y軸正方向指向下，Z軸負(fù)方向指向屏幕內(nèi)Processing繪制功能涉及到PDE窗口和顯示窗口。當(dāng)運(yùn)行PDE草圖時，顯示窗口將自動彈出并顯示程序所繪制的各種圖形數(shù)據(jù)（線、點(diǎn)、圖片等），包括2D圖形和3D圖形。顯示窗口相關(guān)函數(shù)：簡單形狀繪制：（1）尺寸設(shè)置（2）背景顏色設(shè)置（3）像素點(diǎn)操作（1）繪制點(diǎn)（2）繪制線（3）繪制矩形（4）繪制圓（橢圓）顏色：采用RGB來描述顏色，R是red紅色、G是green綠色、B是blue藍(lán)色。通過三原色混合得出其他各種顏色。除了RGB三原色外，色彩透明度也是色彩的一個重要組成部分，用alpha表示。Alpha取值從0到255，0表示完全透明，255表示完全不透明。RGB顏色描述繪制曲線：Processing提供了三個曲線繪制函數(shù)。（1）繪制圓?。?）繪制樣條曲線（3）繪制Bézier曲線其他繪制圖形方法8數(shù)據(jù)可視化主要旨在借助于圖形化手段，清晰有效地傳達(dá)與溝通信息。Processing還提供了繪制四邊形、多邊形等圖形函數(shù)。（1）繪制四邊形：quad（x1，y1，x2，y2，x3，y3，x4，y4）函數(shù)接受八個參數(shù)，代表的是這個四邊形四個頂點(diǎn)的坐標(biāo)。（2）繪制多邊形：在beginShape()和endShape()函數(shù)之間，加入若干頂點(diǎn)vertex（x,y），可繪制任意多邊形。（3）除基本繪制功能之外，Processing還可支持文本處理、面向?qū)ο缶幊獭⒙曇籼幚?、圖像過濾、像素處理、三維圖形繪制等功能，為數(shù)據(jù)的可視化奠定了良好的程序設(shè)計環(huán)境。Processing應(yīng)用程序的結(jié)構(gòu)9數(shù)據(jù)可視化主要旨在借助于圖形化手段，清晰有效地傳達(dá)與溝通信息。Processing應(yīng)用程序有著自身的特點(diǎn)，其中setup（）和draw（）這兩個函數(shù)最為重要。setup（）函數(shù)：該函數(shù)用于初始化，只在程序啟動時執(zhí)行一次。通常，setup（）函數(shù)主要完成程序變量的初始化、窗口的設(shè)置等功能。draw（）函數(shù)：該函數(shù)用于繪制窗口，被Processing循環(huán)調(diào)用。每次draw（）函數(shù)結(jié)束后，就會在顯示窗口繪制一個新的畫面，默認(rèn)繪制速度為每秒60個畫面。數(shù)據(jù)可視化舉例10數(shù)據(jù)可視化主要旨在借助于圖形化手段，清晰有效地傳達(dá)與溝通信息。森林火災(zāi)模型的2-D元胞自動機(jī)的構(gòu)建規(guī)則定義如下：（1）在一個空場地（灰色），一棵樹以pGrowth的機(jī)率成長。（2）如果其相鄰樹中有至少有一棵樹正在燃燒，那么這顆樹也會成為一棵燃燒樹（紅色）。（3）一棵燃燒樹（紅色）成為一個空場地（灰色）。（4）如果周圍沒有任何燃燒樹，那么這個樹成為燃燒樹的可能性為pBurn。比如由雷擊導(dǎo)致的燃燒，就是其中的一種可能。模型構(gòu)建代碼如下：int[][][]pix=newint[2][400][400];inttoDraw=0;inttree=0;intburningTree=1;intemptySite=2;intx_limit=400;inty_limit=400;colorbrown=color(80,50,10);//browncolorred=color(255,0,0);//red;colorgreen=color(0,255,0);//greenfloatpGrowth=0.01;floatpBurn=0.00006;booleanprob(floatp){if(random(0,1)<p)returntrue;elsereturnfalse;}voidsetup(){size(400,400);frameRate(60);/*Initializetoallemptysites*/for(intx=0;x<x_limit;x++){for(inty=0;y<y_limit;y++){pix[toDraw][x][y]=emptySite;}}}voiddraw(){update();for(intx=0;x<x_limit;x++){for(inty=0;y<y_limit;y++){if(pix[toDraw][x][y]==tree){stroke(green);}elseif(pix[toDraw][x][y]==burningTree){stroke(red);}elsestroke(brown);point(x,y);}}toDraw=(toDraw==0)?1:0;}voidupdate(){intx,y,dx,dy,cell,chg,burningTreeCount;inttoCompute=(toDraw==0)?1:0;for(x=1;x<x_limit-1;x++){for(y=1;y<y_limit-1;y++){cell=pix[toDraw][x][y];//SurveyareaforburningtreesburningTreeCount=0;for(dx=-1;dx<2;dx++){for(dy=-1;dy<2;dy++){if((dx==0)&&(dy==0))continue;elseif(pix[toDraw][x+dx][y+dy]==burningTree)burningTreeCount++;}}//Determinenextstateif(cell==burningTree)chg=emptySite;elseif((cell==emptySite)&&(prob(pGrowth)))chg=tree;elseif((cell==tree)&&(prob(pBurn)))chg=burningTree;elseif((cell==tree)&&(burningTreeCount>0))chg=burningTree;elsechg=cell;pix[toCompute][x][y]=chg;}}}基于Processing繪制的森林火災(zāi)13數(shù)據(jù)可視