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Processing. Design by Numbers Nicolas Ruh & Christian Wüst Quellen: www.learningprocessing.com www.creativecoding.org http://shiffman.net. openprocessing.org/visuals/?visualID=37337. Inhalte (verlinkt!). DesignByNumbers Processing IDE Processing & JAVA Koordinaten Einfache Formen

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Presentation Transcript

  1. Processing Design by Numbers Nicolas Ruh & Christian Wüst Quellen: www.learningprocessing.com www.creativecoding.org http://shiffman.net openprocessing.org/visuals/?visualID=37337

  2. Inhalte (verlinkt!) • DesignByNumbers • Processing IDE • Processing & JAVA • Koordinaten • Einfache Formen • Farben • Code Grundgerüst • Maus & Tasten • Variablen • Instanzvariablen • Boolean Logik • Verzweigungen • Schleifen • Methoden • Zufallszahlen • Perlin-noise • Arrays • Klassen • Projektauftrag NKSA | Design By Numbers | Nicolas Ruh & Christian Wüst

  3. Design by Numbers: Ziele Grafiken vom Computer zeichnen lassen, also programmieren, d.h.  Beeindruckende Grafiken ... die man nicht von Hand zeichnen könnte  Dynamische Grafiken ... die sich ständig verändern  Interaktive Grafiken ... die auf Benutzerverhalten reagieren (Maus, Tasten,...) ... und zum Schluss alles zusammen, ggf. plus • besondere Geräte (AndroidPhone, Kinect,LeapMotion, ...) • besondere Grafik (Perlin Noise, Fraktale, 3D, ...) • nicht nur Grafik, sondern auch Sounds NKSA | Design By Numbers | Nicolas Ruh & Christian Wüst

  4. Design by Numbers: Ziele Grafiken vom Computer zeichnen lassen, also programmieren, d.h.  Beeindruckende Grafiken ... die man nicht von Hand zeichnen könnte  Dynamische Grafiken ... die sich ständig verändern  Interaktive Grafiken ... die auf Benutzerverhalten reagieren (Maus, Tasten,...) ... und zum Schluss alles zusammen, ggf. plus • besondere Geräte (AndroidPhone, Kinect,LeapMotion, ...) • besondere Grafik (Perlin Noise, Fraktale, 3D, ...) • nicht nur Grafik, sondern auch Sounds Wichtig ist, dass jede(r) auf seinem/ihrem Niveau arbeiten kann alle am Ende besser programmieren können als zu Beginn beeindruckende Projekte entstehen NKSA | Design By Numbers | Nicolas Ruh & Christian Wüst

  5. Design by Numbers: Mittel • Programmierumgebung & -sprache: • Processing, basierend auf JAVA • Grundkenntnisse Programmieren: • Erarbeiten/Repetieren und viel üben • Ideen und Kreativität: • Erst Beispiele variieren, dann eigenes Projekt • Motivation und Eigenständigkeit: • können wir hoffentlich voraussetzen NKSA | Design By Numbers | Nicolas Ruh & Christian Wüst

  6. Design by Numbers: Ressourcen Wiki Websites www.creativecoding.org Einführungskurs auf Deutsch www.openprocessing.org Konto erstellen, Sketches hochladen, zu unserem Classroom hinzufügen www.processing.org Hauptseite von Processing mit vielen Informationen, auf Englisch Reference, Tutorials, Beispiele ... • www.nicolasruh.wikispaces.com • Arbeitsblätter • Folien • Cheatcheets • Links NKSA | Design By Numbers | Nicolas Ruh & Christian Wüst

  7. Design by Numbers: Grobplanung Mo Di Mi Do Fr Grundkurs Processing Material: www.creativecoding.org & Folien Erfolgskontrolle: Arbeitsblätter Arbeitsweise: im Team, teilweise geführt Sketches erweitern, Ideen sammeln, Projektskizze erstellen Inspiration: s. Links auf dem WIKI Inputs(?): sagen Sie uns, was Sie interessiert Erweiterungen: Informationen sammeln zu Eigenes Projekt umsetzen Gestalten Sie etwas Tolles! Sketches hochladen: www.openprocessing.com Projekt hochladen NKSA | Design By Numbers | Nicolas Ruh & Christian Wüst

  8. Processing IDE (integrated development environment) • Processing hat eine einfache IDE, die beim Erstellen und Verwalten von Programmen (=Sketches) hilft • File: New, Open, Quit, Examples! • Edit: Copy, Paste, Select, Indent, Comment… • Sketch: Run, Stop, Show Sketch folder… • Tools: Auto format, Color chooser… • Help: Getting Started, Reference, Find in Reference… NKSA | Design By Numbers | Nicolas Ruh & Christian Wüst

  9. IDE Menu Toolbar Sketch Tabs Text Editor Message Line Text Area Current Line# RUN • Auch ausführen kann man Sketches direkt hier (RUN = Ctrl-R) • Entweder öffnet sich das Programm in einem neuen Fenster • oder man bekommt eine Fehlermeldung Display Window Fehlermeldung NKSA | Design By Numbers | Nicolas Ruh & Christian Wüst

  10. Toolbar buttons NKSA | Design By Numbers | Nicolas Ruh & Christian Wüst

  11. Sketch Files and Folders … • Der Ordner, in dem Ihre Programme gespeichert werden, heisst‘Sketchbook’ • Sorgen Sie dafür, dass Ihre Sketche an einem für Sie zugänglichen Ort auf der Festplatte liegen • benutzen Sie “save As…” • oder ändern sie den Default-Ort: • Ausserdem: bauen Sie Ihre Initialen in den Dateinamen ein • Jeder Sketch hat seinen eigenen Ordner • Die Datei, mit der Sie normalerweise arbeiten, hat die Endung .pde • Beim Exportieren, ergeben sich andere (nicht mehr veränderbare) Versionen, in neuen Unterordnern, z.B. • Web-Version (HTML & JavaScript) • Betriebssystem-spezifisches Programm (z.B. .exe oder .app) • AndroidVersion • Im Unterordner „data“ liegen ggf. zusätzliche Dateien, z.B. Bilder NKSA | Design By Numbers | Nicolas Ruh & Christian Wüst

  12. Ihr erstes Programm • Öffnen Sie einen neuen Sketch • Im Editor, tippen Sie: // Mein erstes Programm print(“Hallo Welt”); rect(10, 10, 50, 50); • Drücken Sie “Run” • Was ist im Message/Text Area? • Was ist im Display window? • Speicher Sie den Sketch an einen geeigneten Ort, unter einem geeigneten Namen • z.B. D:/Dokumente/Processing/Sketches/NRHallo/NRHallo.pde NKSA | Design By Numbers | Nicolas Ruh & Christian Wüst

  13. Fehler Vermutlich ist das Problem in dieser Zeile Der Compiler beschreibt das Problem- hier ist es die GROSSSCHREIBUNG NKSA | Design By Numbers | Nicolas Ruh & Christian Wüst

  14. Help, Find In Reference • Doppelklick auf Befehl (wird in gelb hervorgehoben), dann • Menu: Help  Find in Reference (oder Ctrl-Shift-F) • funktioniert nur, wenn richtig geschrieben • öffnet die richtige Seite in der Referenz (englisch, lokal) • führt meistens ein Beispiel auf NKSA | Design By Numbers | Nicolas Ruh & Christian Wüst

  15. Processing baut auf JAVA auf Processing Source code • Processing ist ein einfaches‘front end’ für Java. • Processing benötigt die JAVA SDK • Software Development Kit • Processing hat eigene Klassen für den Umgang mit Grafiken • Processing-Sketches können als universale JAVA-Applications (.jar) exportiert werden • Die üblichen JAVA-Bibliotheken können in Processing eingebunden werden Processing Library Processing Java Compiler Java Library Portable Java Program NKSA | Design By Numbers | Nicolas Ruh & Christian Wüst

  16. Die Java Virtual Machine (JVM) • Das besondere an JAVA ist, dass es innerhalb einer sogenannten Virtual Machine ausgeführt wird, die es für alle Geräte gibt • “Write once, runeverywhere” – die JVM kümmert sich um die Betriebssystem-abhängigen Besonderheiten  JRE (Java Runtime Environment) Portable Java Program PC Mac Cell Phone Java VM Java VM Java VM JRE Windows OS X Phone OS CPU x86 G3/4/5 Running Java Program Running Java Program Running Java Program NKSA | Design By Numbers | Nicolas Ruh & Christian Wüst

  17. Koordinaten in der Mathematik Ursprung NKSA | Design By Numbers | Nicolas Ruh & Christian Wüst

  18. Koordinaten am Computer nichtdasselbeKoordinatensystemwie in der Mathematik! • Die obere linke Ecke ist 0,0 • X (= erste Koordinate) zählt nach rechts • Y (= zweite Koordinate) zählt nach unten Ursprung NKSA | Design By Numbers | Nicolas Ruh & Christian Wüst

  19. Koordinatensystem in Processing(für Fortgeschrittene) • In Processing kann man das Koordinatensystem mit Befehlen verändern • z.B. verschieben, rotieren, skalieren, verzerren • Befehle: translate(), rotate(), scale() • Das ist oft einfacher, als die Formen zu ändern • Ausserdem kann ein Koordinatensystem gespeichert und wieder hergestellt werden • Befehle: pushMatrix(), popMatrix() NKSA | Design By Numbers | Nicolas Ruh & Christian Wüst

  20. Einfache Formen • Je nach Form braucht es verschiedene Informationen: • Point: x und y • Line: Start & Endpunkt, also zweimal x und y • Rectangle: Zwei Ecken? Oder??? • Ellipse: ???? NKSA | Design By Numbers | Nicolas Ruh & Christian Wüst

  21. Point • In Processing: point(x, y); • ‘point’(klein geschrieben) = vordefinierter Befehl • in Klammern die Informationen (=Parameter) • bei ‘point’zwei Zahlen, die Koordinaten angeben • Semikolon; (nach jedem Befehl) NKSA | Design By Numbers | Nicolas Ruh & Christian Wüst

  22. Line • In Processing: line(x1, y1, x2, y2); • ‘line’(klein geschrieben) = vordefinierter Befehl • in Klammern die Informationen (=Parameter) • bei ‘line’zwei Zahlenpaare, die Koordinaten angeben • Semikolon; (nach jedem Befehl) NKSA | Design By Numbers | Nicolas Ruh & Christian Wüst

  23. Rectangle 1 • In Processing: rect(x, y, w, h); • ‘rect’(klein geschrieben) = vordefinierter Befehl • in Klammern die Informationen (=Parameter) • bei ‘rect’die obere linke Ecke sowie Breite und Höhe • Semikolon; (nach jedem Befehl) NKSA | Design By Numbers | Nicolas Ruh & Christian Wüst

  24. Rectangle 1b • In Processing: rectMode(CENTER); rect(x, y, w, h); • ‘rect’(klein geschrieben) = vordefinierter Befehl • in Klammern die Informationen (=Parameter) • bei ‘rect’der Mittelpunkt sowie Breite und Höhe • Semikolon; (nach jedem Befehl) NKSA | Design By Numbers | Nicolas Ruh & Christian Wüst

  25. Rectangle 2 • In Processing: rectMode(CORNERS); rect(x1, y1, x2, y2); • ‘rect’(klein geschrieben) = vordefinierter Befehl • in Klammern die Informationen (=Parameter) • bei ‘rect’die obere linke Ecke sowie die untere rechte Ecke • Semikolon; (nach jedem Befehl) NKSA | Design By Numbers | Nicolas Ruh & Christian Wüst

  26. Ellipse Modes • Wie bei rect: • CORNER (x, y, width, height) • CORNERS (x1, y1, x2, y2) • CENTER (x, y, width, height) • Zeichnet die Ellipse innerhalb dieser ‘Bounding box’ • Ein Kreis is einfach eine spezielle Ellipse (width = height) NKSA | Design By Numbers | Nicolas Ruh & Christian Wüst

  27. RGB-Farben • Werden meist aus den drei Grundfarben Rot, Grün und Blau gemischt, z. B.: • Rot + Grün = Gelb • Grün + Blau = Cyan • no colors = Black (!!) • Werte gehen meist von 0 (= nichts) bis 255 (= maximal) • (255, 0, 0)  knallrot • (50, 0, 0)  hellrot • (128)  mittleres Grau;zählt wie (128, 128, 128) • (0, 0, 255, 128)  rot, halb transparent; ein vierter Wert gibt die Durchsichtigkeit an • (0, 20)  schwarz, sehr transparent; zählt wie (0, 0, 0, 20) NKSA | Design By Numbers | Nicolas Ruh & Christian Wüst

  28. Farbwähler • Processing hat einen eingebauten Farbwähler • Menüpunkt: Tools  Color Selector • mit der Maus auswählen oder Farbwerte manuell eingeben • RGB wie gehabt, ganz unten dasselbe im Hexadezimalsystem • HSB = andere Methode, mit drei Werten eine Farbe anzugeben • mit Code: colorMode(HSB); //H = hue; S = saturation; B = brightness • mit colorMode kann man auch den Range der Farbwerte ändern, z.B.:colorMode(RGB,100); //RGB, aber Farbwerte von 0 bis 100 NKSA | Design By Numbers | Nicolas Ruh & Christian Wüst

  29. Anwendung von Farben // Hintergrundfarbe; gleich sichtbar background(255); // 100% weiss background(0,255,0); // 100% grün background(255,255,0); // 100% gelb // Rahmenfarbe für folgende Form(en) stroke(255,255,255); // weiss!! noStroke(); // keine Rahmenfarbe // Füllfarbe für folgende Form(en) fill(255,0, 255); // violett fill(255,255,0,128); // gelb, halbtransparent noFill(); // keine Füllfarbe NKSA | Design By Numbers | Nicolas Ruh & Christian Wüst

  30. grayscale, Beispiel • Füllfarbe und Rahmenfarbe gelten für alle folgenden Formen - esseidenn sie werden wieder geändert • Standardwerte (also wenn Sie selbst nichts angeben): • background: 128 (mittleres grau) • fill: 255 (weiss) • stroke: 0 (schwarz) NKSA | Design By Numbers | Nicolas Ruh & Christian Wüst

  31. farbig, Beispiel background(255); noStroke(); fill(255, 0, 0); // Bright red ellipse(80,60,100,100); fill(127, 0, 0); // Dark red ellipse(80,160,100,100); fill(255, 200, 200); // Pink (pale red) stroke(0); ellipse(100,260,100,100); NKSA | Design By Numbers | Nicolas Ruh & Christian Wüst

  32. Transparenz, Beispiel noStroke(); fill(0); rect(0,0,200,400); fill(0, 0, 255); rect(200,0,200,400); fill(255,0,0,255); //100% opacity. rect(0,0,400, 50); fill(255,0,0,195); // 75% opacity. rect(0,100,400, 50); fill(255,0,0,128); // 50% opacity. rect(0,200,400, 50); fill(255,0,0,64); // 25% opacity. rect(0,300,400, 50); • Der letzte Wert gibt die Tranzparenz an • wird oft ‚alpha‘-Kanal genannt NKSA | Design By Numbers | Nicolas Ruh & Christian Wüst

  33. Grundstruktur für dynamische Sketches • // Mein erstesProgramm • print(“Hallo Welt”); • rect(10, 10, 50, 50); Das war einfach – aber langweilig, weil statisch. Für interessantere, dynamische Programme braucht man ein immer gleiches Grundgerüst: Code, der nur einmal, (zu Beginn) ausgeführt wird Code, der immer wieder (in jedem Frame) ausgeführt wird Achtung!: wirklich gezeichnet wird erst am Ende von draw() NKSA | Design By Numbers | Nicolas Ruh & Christian Wüst

  34. Beispiel: Joggen gehen Schuhe anziehen Vor die Türe gehen Schritt machen Luft holen NKSA | Design By Numbers | Nicolas Ruh & Christian Wüst

  35. Beispiel in Processing – was passiert? die Grösse des displayWindow, das braucht es immer size(200,200); background(255); frameRate(40); der Default wäre 60 Welche Farbe ist das? Muss diese Zeile hier stehen? fill(0,0,0,10) rect(0,0,10,10); NKSA | Design By Numbers | Nicolas Ruh & Christian Wüst

  36. Beispiel in Processing – was passiert? size(200,200); background(255); frameRate(40); line(100,100, mouseX,mouseY); die momentane X-Koordinate der Maus NKSA | Design By Numbers | Nicolas Ruh & Christian Wüst

  37. Der background-Trick void setup() { size(200,200); background(255); } void draw() { line(mouseX, mouseY, 100, 100); } void setup() { size(200,200); } void draw() { background(255); line(mouseX, mouseY, 100, 100); } NKSA | Design By Numbers | Nicolas Ruh & Christian Wüst

  38. Maus-Tracking • Processing weiss immer, wo die Maus ist: • mouseX: Die aktuelle X-Koordinate der Maus • mouseY: Die aktuelle Y-Koordinate der Maus • Ein Beispiel: NKSA | Design By Numbers | Nicolas Ruh & Christian Wüst

  39. Mehr Maus-Tracking … • Processing merkt sich auch, wo die Maus beim letzten Aufruf von draw()war (also im vorigen Frame) • pmouseX: Die vormalige X-Koordinate der Maus • pmouseY: Die vormalige Y-Koordinate der Maus NKSA | Design By Numbers | Nicolas Ruh & Christian Wüst

  40. Ein einfaches Zeicheprogramm • Einfach immer Linien zeichnen zwischen der vormaligen und der aktuellen Position der Maus: NKSA | Design By Numbers | Nicolas Ruh & Christian Wüst

  41. Mausklicks und Tastendrucke • Zwei weitere vorgegebene Methoden: • mousePressed() • keyPressed() • ImCodeblockzwischen den geschweiftenKlammergibt man an, was passierensoll, wenn das entsprechendeEreigniseintritt • Aufgerufen werden die Methoden automatisch NKSA | Design By Numbers | Nicolas Ruh & Christian Wüst

  42. Interaktionen mit der Maus if (mousePressed) { if (mouseButton == LEFT) { stroke(0, 200, 100); fill(0, 100, 50); ellipse(mouseX, mouseY, 100, 100); } elseif (mouseButton == RIGHT) { stroke(0, 50, 100); fill(0, 100, 200); ellipse(mouseX, mouseY, 50, 50); } } NKSA | Design By Numbers | Nicolas Ruh & Christian Wüst

  43. Variablen sind wie Kisten zuweisen Typ Name Wert int meineZahl = 7; Form Anschrift Inhalt einpacken = meinZahl 7 NKSA | Design By Numbers | Nicolas Ruh & Christian Wüst

  44. Beispiele und Fachbegriffe intzahl1;//deklarieren zahl1 = 7; //initialisieren print("zahl1 ist: " + zahl1); //ausgeben zahl1 = zahl1/2; //berechnen und zuweisen print("zahl1 ist jetzt: " + zahl1); //wieder ausgeben floatzahl2 = 10.7; //deklarieren & initialisieren print("summe: " + (zahl1 + zahl2)); //ausgeben NKSA | Design By Numbers | Nicolas Ruh & Christian Wüst

  45. Strings (strenggenommen kein primitiver Typ) zuweisen Typ Name Wert String meinWort = “Hallo“; = Hallo meinWort NKSA | Design By Numbers | Nicolas Ruh & Christian Wüst

  46. antwort Boolean (Wahrheitswerte) Name Typ Wert var antwort:Boolean = true; = true NKSA | Design By Numbers | Nicolas Ruh & Christian Wüst

  47. Alle Primitive Typen • Ganzzahlen • byte: Eine sehr kleine Zahl (-127 bis +128) • short: Eine kleine Zahl (-32768 bis +32767) • int: Eine grosse Zahl (-2,147,483,648 bis +2,147,483,647) • long: Eine enorm grosse Zahl (+/- 264) • Fliesskommazahlen • float: Eine grosse Zahl mit viele Nachkommastellen • double: Doppelt so gross oder präzise, selten nötig • Andere Typen • boolean: Wahrheitswert, also true oder false • char: Ein Zeichen‘a’(in einfachen Anführungszeichen) NKSA | Design By Numbers | Nicolas Ruh & Christian Wüst

  48. Benötigter Speicherplatz • Ganzzahlen • byte: • short: • int: • long: • Fliesskommazahlen • float: • double: • Andere Typen • boolean: • char: NKSA | Design By Numbers | Nicolas Ruh & Christian Wüst

  49. Beispiele Typen • Ganzzahlen • byte: 123 • short: 1984 • int: 1784523 • long: 234345456789 • Fliesskommazahlen • float: 4.0 • double: 3.14159 • Andere Typen • boolean: true • char: ‘a’ NKSA | Design By Numbers | Nicolas Ruh & Christian Wüst

  50. Variablen benennen • Regeln: Du sollst nicht ... • ... Umlaute, Satzzeichen, Sonderzeichen verwenden • ... Zahlen als erstes Zeichen benutzen • ... existierende Schlüsselwörter benutzen, z.B.: • mouseX, int, size, heigth, ... • Konventionen: Du sollst ... • ... sprechende Namen wählen • rundenZaehler, maxRechteckBreite, … • ... den camelCase benutzen (dasHeisstAlso): • erstes Wort klein … • … alle Folgenden gross schreiben NKSA | Design By Numbers | Nicolas Ruh & Christian Wüst

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