Среда Processing

Одним из программных средств, с которым нам придется иметь дело в этой книге, является многоцелевая программная среда, именуемая Processing. Это бесплатный инструмент с открытым исходным кодом, и его можно загрузить с веб-сайта www.processing.org. Среда Processing основана на платформе Java и предназначена для тех пользователей, которые хотят реализовывать свои проекты без необходимости глубоко вникать в программирование. Тем не менее, Processing — весьма полезный инструмент для знакомства с принципами программирования, поскольку для осуществления серьезных действий: создания сетевого соединения, подключения к внешнему устройству через последовательный порт, управления камерой — требуется сравнительно небольшой объем кода Processing. Поскольку, как уже отмечалось, среда Processing основана на Java, в программы Processing можно включать классы и методы языка Java. Среда может исполняться под macOS, Windows и Linux. Существует также версия Processing для Android. Если по какой-либо причине вам не нравится работать в среде Processing, вы можете использовать приведенные в этой книге примеры ее кода и комментарии к ним в качестве исходных для создания таких примеров в любой среде, которой вы отдаете предпочтение.

Загрузив и установив среду Processing на своем компьютере, запустите ее на выполнение. Откроется окно, наподобие показанного на рис. 1.2.

Рис. 1.2. Окно редактора кода среды Processing

Пишем код

Теперь давайте создадим нашу первую программу в Processing. Введите в окно редактора следующий текст:

1

println("Здравствуй, мир!");

а затем нажмите кнопку Run (Исполнить) — самую левую кнопку на панели инструментов Processing

Не ахти какая программа, но это классическая первая программа на любом языке программирования. Исполнение этой программы выводит текст: Здравствуй, мир! в текстовом поле в нижней области окна редактора. Как видим, ничего сложного.

Программы Processing называются скетчами (sketch), и все данные скетча по умолчанию сохраняются на компьютере в каталоге с именем скетча подкаталога Processing каталога Документы. Впрочем, вы можете сохранять их в любом каталоге на свое усмотрение. Редактор Processing весьма прост и не содержит каких-либо «примочек», отвлекающих внимание. Панель инструментов редактора состоит из кнопок для запуска и остановки исполнения скетчей, открытия существующих скетчей, сохранения скетчей и экспортирования скетчей в апплеты Java. Кроме того, скетчи можно экспортировать в виде автономных приложений.

Пишем код

Рассмотрим теперь более сложную программу, которая демонстрирует некоторые основные структуры программирования Processing.

Контекст использования кода

Все примеры кода в этой книге сопровождаются комментариями, указывающими контекст, в котором они должны использоваться: Processing, Arduino, node.js и т. п.

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40

/*
Программа рисования треугольников
Контекст: Processing
Рисует треугольник при отпущенной левой кнопке мыши. Очищает окно рисования при нажатии левой кнопки мыши.
*/
 
// объявляем переменные:
float redValue = 0; // переменная для красного цвета
float greenValue = 0; // переменная для зеленого цвета
float blueValue = 0; // переменная для синего цвета
// метод setup() исполняется один раз в начале программы:
void setup() {
size(320, 240); // устанавливаем размер окна рисования
background(0); // устанавливаем черный фон окна рисования
fill(0); // задаем цвет для заполнения фигур (0 = черный)
smooth(); // рисуем фигуры со сглаженными кромками
}
 
// Метод draw() исполняется непрерывно, пока открыто окно рисования.
// Он обновляет окно, а также выполняет любые запрограммированные в нем действия:
void draw() {
// Выбираем произвольные значения красной, зеленой и синей составляющих цвета:
 
redValue = random(255);
 
greenValue = random(255);
blueValue = random(255);
// задаем цвет линии:
stroke(redValue, greenValue, blueValue);
// рисуем при отпущенной левой кнопке мыши (игнорируя все обычные правила):
if (mousePressed == false) {
// рисуем треугольник
triangle(mouseX, mouseY, width/2, height/2, pmouseX, pmouseY);
}
// очищаем окно рисования при нажатии левой кнопки мыши:
else {
background(0);
fill(0);
}
}

Любая программа Processing должна содержать два основных метода (процедуры): setup() и draw(). Метод setup() исполняется один раз в начале программы, устанавливая все начальные условия, — такие как размер окна апплета, начальные значения переменных и т. п. А метод draw() — основной цикл программы, исполняющийся непрерывно, пока окно апплета открыто.
Для переменных Processing нужно задавать тип их данных. В приведенной здесь программе переменные redValue, greenValue и blueValue — плавающего типа (float), т. е. они могут содержать числа с плавающей запятой. Другие распространенные типы данных переменных, с которыми нам придется работать, это:

1. int — целочисленные значения;
2. char — однобайтовые значения символов ASCII;
3. boolean — значения true (истина) или false (ложь);
4. string — текст;
5. byte — байт.

Язык программирования Java, а, следовательно, и производный от него язык Processing, являются языками программирования со строгим контролем типов данных. Иными словами, это означает, что переменные должны быть объявлены, прежде чем их можно будет использовать в программе. При этом для каждой объявленной переменной резервируется определенный объем памяти. Например, для переменной типа byte требуется один байт памяти, типа int — четыре байта и т. д. Каждый язык, с которым вам придется иметь дело в этой книге, обрабатывает переменные своим способом, который слегка отличается от способов других языков, поэтому при объявлении и использовании переменных в каждом языке следует быть осторожным.

Подобно языкам Java и JavaScript, синтаксис программ в среде Processing близок по стилю к синтаксису языка С. Как и переменные, все функции в нем также имеют тип данных (и у многих из них тип данных void — т. е. они не возвращают никаких значений в результате исполнения). Все строки кода должны заканчиваться точкой с запятой, а блоки кода заключаются в фигурные скобки. Условные операторы (if-then), операторы цикла (for-next) комментарии также используют синтаксис языка С. За исключением цикла for-next, все эти операторы вы могли видеть в приведенной ранее программе рисования треугольников.

А пример цикла for-next демонстрируется в следующем фрагменте кода:

1
2

for (int myCounter = 0; myCounter <=10; myCounter++) {
println(myCounter);

Попробуйте создать свой скетч с использованием этого цикла. Для создания нового скетча выполните команду New в меню File среды Processing.

Пользователям BASIC и Python

Если вы никогда не использовали цикл for-next в стиле С, этот пример может показаться вам чем-то страшным. В действительности, ничего сложного в нем нет. Все, что приведенный здесь код делает, это сначала устанавливает значение переменной myCounter, а затем исполняет заключенные в фигурные скобки инструкции до тех пор, пока это значение остается меньшим или равным 10. Инструкция myCounter++ указывает программе добавить единицу к значению myCounter при каждом прохождении цикла. Эквивалентный код в BASIC выглядит следующим образом:

1
2
3

for myCounter = 0 to 10
Print myCounter
next

А на языке Python этот же код будет выглядеть так:

1
2

for myCounter in range (0, 10):
print myCounter

Processing — удобный язык для экспериментирования, так позволяет очень быстро создавать интерактивную графику. Он также может служить в качестве введения в программирование на языке Java для начинающих. Если вы уже знакомы с Java, то можете вставлять код Java непосредственно в программы Processing. Возможности Processing также можно расширять с помощью многочисленных библиотек кода, которые несложно найти в Интернете.

Поскольку среда Processing предназначена для использования в качестве инструмента исследования визуального дизайна, в ней отсутствуют многие стандартные элементы пользовательского интерфейса — такие как кнопки и меню с выбором позиций. Это дает вам свободу как дизайнеру, но при этом заставляет быть более изобретательным в программировании, чтобы создавать свои собственные элементы пользовательского интерфейса с нуля.

Дополнительную информацию по синтаксису Processing легко найти в руководстве, которое можно загрузить с веб-сайта www.processing.org. Узнать больше о программировании в Processing можно также из книги «Processing: A Programming Handbook for Visual Designers and Artists» (издательство MIT Press), написанной создателями этого языка Кэйси Ризом и Беном Фрайем, или из их более короткой книги «Getting Started with Processing» (издательство O’Reilly). Также можно воспользоваться отличной книгой для начинающих «Learning Processing» (издательство Morgan Kaufmann), написанной Даниэлем Шифманом (Daniel Shiffman).