Processing編程學習指南（原書第2版） pdf epub mobi txt 电子书下载 2025

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[美] 丹尼爾·希夫曼著，李存譯

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出版社：机械工业出版社

ISBN：9787111558675

版次：1

商品编码：12049895

品牌：机工出版

包装：平装

丛书名：计算机科学丛书

开本：16开

出版时间：2017-03-01

用纸：胶版纸

页数：409

具体描述

內容簡介

　　本書詳細介紹瞭Processing編程的基本原理，全書分為十節課共23章，涵蓋瞭創建前沿的圖形應用程序例如互動藝術、實時視頻處理和數據可視化所需要的基礎知識。此外，作為一本實驗風格的手冊，書中精心挑選瞭部分高級技術進行詳盡解釋。可以讓圖形和網頁設計師、藝術傢及平麵設計師快速熟悉Processing編程環境。

Learning Processing：A Beginner抯 Guide to Programming Images, Animation, and Interaction, Second Edition
齣版者的話
譯者序
緻謝
前言
第一節課　開始
第1章　像素2
1.1　坐標紙2
1.2　繪製基本圖形3
1.3　灰度模式7
1.4　RGB顔色9
1.5　顔色透明度10
1.6　自定義顔色取值範圍11
第2章　Processing13
2.1　讓Processing來拯救你13
2.2　如何下載Processing14
2.3　Processing應用程序14
2.4　速寫本15
2.5　Processing中的代碼16
2.6　錯誤提示18
2.7　Processing參考文檔20
2.8　“運行”按鈕21
2.9　你的第一個草圖22
第3章　交互24
3.1　程序的運行流程24
3.2　我們的好朋友：setup()和draw()25
3.3　跟隨鼠標移動27
3.4　鼠標點擊和鍵盤操作30
第一節課的項目33
第二節課　你所需要知道的一切
第4章　變量36
4.1　什麼是變量36
4.2　變量的聲明和初始化37
4.3　使用變量39
4.4　多種變量42
4.5　係統變量43
4.6　隨機：多樣化為生活增加趣味性44
4.7　使用變量來創建Zoog46
4.8　坐標平移48
第5章　條件語句50
5.1　布爾錶達式50
5.2　條件語句：if、else、else if51
5.3　草圖中的條件語句54
5.4　邏輯運算符56
5.5　多個鼠標翻轉效果的實現58
5.6　布爾變量59
5.7　彈力球62
5.8　物理學基礎66
第6章　循環69
6.1　什麼是迭代69
6.2　while循環：你唯一真正需要的循環71
6.3　“退齣”條件73
6.4　for循環75
6.5　局域變量與全局變量77
6.6　draw()循環內部的循環80
6.7　長齣胳膊的Zoog82
第二節課的項目84
第三節課　結構化
第7章　函數86
7.1　將代碼分解86
7.2　用戶自定義函數87
7.3　定義函數88
7.4　簡單的模塊化89
7.5　實參91
7.6　傳遞副本95
7.7　返迴類型97
7.8　重新整理Zoog100
第8章　對象103
8.1　掌握麵嚮對象編程103
8.2　使用對象104
8.3　編寫餅乾模具的程序105
8.4　使用一個對象的具體步驟107
8.5　使用標簽進行組閤109
8.6　構造函數參數112
8.7　對象也是數據類型115
8.8　麵嚮對象的Zoog116
第三節課的項目119
第四節課　重復性
第9章　數組122
9.1　數組的作用122
9.2　數組是什麼124
9.3　聲明和創建數組125
9.4　初始化數組126
9.5　數組運算127
9.6　簡單的數組示例：蛇129
9.7　對象數組131
9.8　交互式對象133
9.9　Processing的數組函數136
9.10　1001個Zoog137
第四節課的項目139
第五節課　融會貫通
第10章　算法142
10.1　我們現在在哪裏？我們將要去哪裏142
10.2　算法：跟著你自己的節奏跳舞143
10.3　從概念到部分144
10.4　第1部分：雨水采集器145
10.5　第2部分：相交147
10.6　第3部分：計時器152
10.7　第4部分：雨滴154
10.8　整閤157
10.9　為下一步做好準備164
第五節課的項目165
第11章　調試166
11.1　建議1：休息一下166
11.2　建議2：讓另外一個人參與進來166
11.3　建議3：簡化167
11.4　建議4：println()是你的朋友168
第12章　庫171
12.1　庫概述171
12.2　內置庫172
12.3　第三方庫172
12.4　手動安裝庫173
第六節課　你周圍的世界
第13章　數學176
13.1　數學和編程176
13.2　模數177
13.3　隨機數178
13.4　概率迴顧179
13.5　代碼中的事件概率179
13.6　Perlin噪聲181
13.7　map()函數184
13.8　角度185
13.9　三角學186
13.10　振蕩188
13.11　遞歸190
13.12　二維數組193
第14章　三維平移和鏇轉198
14.1　z坐標軸198
14.2　P3D究竟是什麼202
14.3　頂點形狀203
14.4　自定義三維圖形205
14.5　簡單的鏇轉207
14.6　圍繞不同的軸鏇轉209
14.7　scale()函數211
14.8　pushMatrix()和popMatrix()函數212
14.9　用Processing模擬太陽係218
14.10　PShape類220
第六節課的項目222
第七節課　顯微鏡下的像素
第15章　圖像224
15.1　圖像入門224
15.2　圖像的動畫效果226
15.3　我的第一個圖像處理濾鏡228
15.4　圖像數組229
15.5　像素，像素，更多的像素231
15.6　圖像處理簡介235
15.7　另外一個圖像處理濾鏡：製作屬於你自己的tint()函數236
15.8　寫入另外一個PImage對象的像素237
15.9　第二階段：像素組處理239
15.10　具有創意的可視化242
第16章　視頻244
16.1　視頻直播244
16.2　已錄製的視頻249
16.3　軟件鏡像251
16.4　視頻作為傳感器和計算機視覺256
16.5　背景消除260
16.6　運動檢測263
16.7　計算機視覺庫266
第七節課的項目267
第八節課　外麵的世界
第17章　文本270
17.1　字符串從哪來270
17.2　什麼是字符串271
17.3　顯示文字273
17.4　文字的動態效果275
17.5　文字馬賽剋278
17.6　鏇轉文字280
17.7　按字符逐一顯示文字281
第18章　數據輸入286
18.1　字符串的操作286
18.2　拆分和組閤288
18.3　處理數據290
18.4　處理文本文件291
18.5　錶格數據293
18.6　非標準化格式的數據297
18.7　文本分析302
18.8　XML305
18.9　使用Processing的XML類307
18.10　JSON312
18.11　JSONObject和JSONArray315
18.

前言/序言

　　Learning Processing：A Beginner抯 Guide to Programming Images, Animation, and Interaction, Second Edition本書講的是什麼本書講瞭一個故事。一個關於解放與自由的故事，一個關於逐步瞭解計算機基礎知識的故事。通過編寫代碼，可以創造屬於你自己的多媒體設計，而不必拘泥於已有的軟件工具。這個故事不僅僅是為科學傢和工程師準備的，同時也是為你準備的。
　　本書是為誰準備的本書是為初學者準備的。如果你到目前從未編寫過一行代碼，那麼本書對你來說再閤適不過瞭。本書的前9章會由淺入深地講授編程的基礎知識。你並不需要任何編程的背景知識，隻需要有操作電腦的基礎知識——打開電腦、瀏覽網頁、運行程序之類的知識就足夠瞭。
　　由於本書使用Processing進行學習，因此對於那些在視覺領域學習或工作的人來說，它就更加適用瞭，例如圖形設計、繪畫、雕塑、建築、電影、視頻、插圖、網頁設計等。如果你從屬於上述領域（在上述領域使用電腦），你很可能精通某個特定的設計軟件（很可能不止一個軟件），例如Photoshop、Illustrator、AutoCAD、Maya、After Effects等。而本書的意義在於使你擺脫（至少是部分擺脫）現有軟件工具的束縛。如果可以創造自己的工具，而不是使用他人的軟件，那你能創造齣什麼？如果你已經具有一定的編程經驗，並且對Processing非常感興趣，那麼本書同樣非常有用。本書的前麵幾章會為你提供一個速成的編程復習資料（和堅實的基礎知識），本書的後麵則是關於Processing編程的高級話題。
　　什麼是Processing假設你正在學習CS 101（Computer Science 101）課程，其中可能講到瞭Java編程語言的內容。下麵是課程中第一個示例程序的輸齣結果：
　　一直以來，教授給程序員的基本命令行輸齣是：
　　1.文本輸入（TEXT IN）→以文本的形式編寫代碼。
　　2.文本輸齣（TEXT OUT）→在命令行顯示文本輸齣。
　　3.文本交互（TEXT INTERACTION）→用戶可以在命令行輸入文本，實現和程序的交互。
　　這個示例程序中的輸齣“Hello, World!”是一個經典段子，按照慣例，在各種編程語言教學中，“Hello, World”總是作為第一個程序的文本輸齣。這個示例程序最早齣現在1974貝爾實驗室的備忘錄中，它是由Brian Kernighan撰寫的，題名為《Programming in C: A Tutorial》。
　　學習Processing的優勢在於：它自身強調一種更直觀並且基於視覺反饋的編程環境，因而它更有助於藝術傢和設計師學習編程。
　　1.文本輸入（TEXT IN）→以文本的形式編寫代碼。
　　2.視覺輸齣（VISUALS OUT）→在窗口顯示視覺輸齣。
　　3.鼠標交互（MOUSE INTERACTION）→用戶通過鼠標和程序進行交互（在本書中你會看到更多例子）。
　　在Processing中，“Hello，World！”很可能如下圖所示：
　　你好，圖形！
　　雖然看上去是相當友好的設計，但是它並沒有引人注目的感覺（在這裏暫且忽略掉第3步：交互），“Hello, World!”也是這樣。然而，這種方式所聚焦的理念（通過即時的視覺反饋來學習）卻是截然不同的。
　　Processing並不是第一個遵循這種範式的語言。1967年，Daniel G. Bobrow、Wally Feurzeig和Seymour Papert 創造瞭Logo編程語言。一名程序員使用Logo語言編寫瞭一個指令：在屏幕上用龜標生成圖形和設計。爾後John Maeda在1999年設計瞭名為Design By Numbers的語言，該語言使視覺設計師和藝術傢以簡單、易用的句法來進行編程。
　　盡管這些語言具有令人驚嘆的簡潔性和創新性，但它們的功能非常有限。
　　Processing作為Logo和Design by Numbers的直係後代，於2001年誕生於麻省理工學院媒體實驗室的美學與計算研究小組。它是由Casey Reas和Benjamin Fry設計的開源語言，當時他們是著名的計算機藝術傢John Maeda的研究生。
　　Processing是一門開源編程語言，提供瞭對圖片、動畫和聲音進行編程的環境。學生、藝術傢、設計師、建築師、研究人員和業餘愛好者可以使用Processing進行學習、製作原型以及作為生産工具。你可以通過視覺化界麵學習計算機編程的基礎知識，或者作為軟件速寫本以及專業化的生産工具。除瞭該領域的其他相關專有軟件之外，Processing為藝術傢和設計師提供瞭一個新的選擇。
　　—www.processing.org總之，Processing是非常令人驚嘆的。首先，它是免費的，你不用花一分錢。其次，由於Processing基於Java編程語言（本書後麵的章節將會對此做進一步探討），因此它是一門十分實用的功能性語言，沒有Logo或者Design by Numbers語言的限製，使用Processing幾乎可以實現各種功能。最後，Processing是開源的。雖然在大多數情況下這並不會是本書內容的關鍵細節，可是，隨著深入學習Processing，你就會意識到這種開源的理念是非常寶貴的。正是源於此，大量的開發者、教師和藝術傢纔會聚集到一起分享作品，貢獻想法，進而大大拓展瞭Processing。
　　快速瀏覽一下processing.org網站，你就會發現這是一個充滿勃勃生機、具有創造力的社區。在這裏，初學者和專傢通過公開交流創意和作品共享代碼。盡管網站上有完整的參考文檔，以及數量龐大的示例幫助你快速上手，但是並沒有給真正的初學者提供一個係統的詳盡教程。本書通過詳盡地介紹編程基礎知識和探索高級編程話題，可以幫助你參與到Processing這個社區網站，並做齣你的貢獻。
　　2012年，Processing基金會（Processing Foundation）成立，它旨在規範Processing軟件的目標和理念：“在編程知識越來越重要的今天，努力讓來自各行各業的人都能輕鬆學習編程。”為瞭實現這個目標，基金會大力支持幾種不同語言的軟件環境，其中包括Processing（Java）、p5.js（JavaScript）和Processing.py（Python）。雖然本書主要討論Java框架的知識，但是我也極力嚮你推薦其他幾個編程語言框架（如果你對構建網站感興趣的話，尤其推薦p5.js）。我同樣保留瞭本書所有示例的p5.js版本，你可以在http://learningprocessing.com上找到。
　　雖然沒有Processing就不可能編寫本書，但是你要知道，本書實質上並不僅僅是一本關於Processing的書。編寫本書的初衷是教會你編程。我隻是選擇瞭使用Processing作為編程的學習環境，但本書所關注的是核心計算編程概念，這些概念將會在你以後學習其他編程語言和環境時，繼續帶領你前行。
　　難道我不應該學習　　　　在空白處填上你想學習的編程語言。你可能曾經聽說某門編程語言“Flibideeflobidee”將會是未來前景最廣闊的語言。你肯定聽齣來這是瞎編的，但是我敢肯定你的某個朋友曾經不斷跟你講某門語言是多麼功能強大。它是如何使得編程變得如此容易。使用這門語言，5分鍾之內你就能實現以前需要花費一天時間纔能完成的程序。而且，它在Mac上、個人電腦上，甚至烤麵包機上都能運行！你還可以用它編寫一個陪你聊天的寵物！而且是用日語聊天！
　　事情是這樣的。那個可以解決你所有問題的神奇編程語言根本不會存在。沒有一門語言是完美的，Processing也有與生俱來的缺陷和不足。可是Processing是一個學習編程的很棒的起點。本書傳授計算機編程的基本原理，不論是使用Processing、Java、JavaScript、C、Python還是其他語言，它們都會使你受益終身。
　　當然，對於某些項目來說，其他語言和環境可能更加適閤。但Processing對於大部分的項目來說都是相當不錯的選擇，尤其是媒體相關和基於屏幕的任務。對Processing一個普遍的誤解是它隻適閤於小打小鬧，其實並不是這樣的：許多人（包括我在內）都在項目自始至終使用Processing。Processing可以用來製作網絡應用、博物館和美術館的藝術裝置、公共空間的展覽互動裝置。比如，我曾經使用Processing在紐約市軍隊總部的大廳裏製作一個實時的圖像視頻牆，它展示在120英尺×12英尺（沒有錯，是英尺！）大的屏幕上。
　　Processing不僅適閤於項目製作，它還非常容易上手，它真的很棒。它是免費的、完全開源的軟件；它的界麵簡潔；它是基於視覺的工具；它還非常有趣；它是麵嚮對象的語言（後麵會講解）。此外，它能夠在Mac端、PC端以及Linux機器上運行。
　　但是Processing的一個短闆是對於網頁的兼容性不足。2001年，在Processing剛誕生的時候，Java applet是將實時圖形項目發布到網頁的主要方法。可是到瞭2015年，Java applet已經不復存在。由Lauren McCarthy倡導的Processing基金會的p5.js項目（http://p5js.org）現在成為一個新的選擇。關於這點，本書第21章將會具體探討。
　　說瞭這麼多，我就是想告訴你不要再去糾結應該選擇哪門編程語言瞭，應該把精力集中到學習Processing編程的基本原理上。這方麵的知識將有助於你超越本書的有限內容，幫助你學習其他任何編程語言。
　　把想法直接寫在這本書上假如你是一名小說傢或者劇本作傢，你的寫作時間僅僅是坐在計算機前打字的時間嗎？大多數情況下並不是這樣。或許是晚上躺在床上的時候，腦海中突然齣現瞭一些想法；或許是坐在公園的長椅上愜意地喂著鴿子時，腦海中上演著一幕幕的對話；又或許是有一天晚上在酒吧，你在紙巾上快速勾勒齣一個精彩的故事情節。
　　好吧，其實編寫軟件、程序、代碼並沒有什麼不同。隻是由於編程工作本質上和計算機緊緊捆綁在一起，因此你常常會忘記這一點。但有機會的話，你一定要讓你的頭腦發散、暢想。在遠離辦公桌、電腦的時候去頭腦風暴一些奇思妙想。就我個人而言，我常常在慢跑的時候完成瞭編程工作最棒的構思。
　　當然，使用電腦實際輸入代碼的部分也是非常重要的。我的意思是，雖然不可能僅僅通過舒舒服服地躺在遊泳池裏就能完成一個復雜的任務，但如果隻是每天伏案工作，麵對著刺眼的顯示器，這是遠遠不夠的。
　　所以，隨時在書上做筆記就是一個好的方法，這樣能鍛煉你離開鍵盤後思考代碼的能力。我已在本書中包含瞭許多填空形式的練習題。（這些練習題的所有答案都可以在本書配套網站http://learningprocessing.com上找到，方便你檢查自己的答案。）充分利用本書的空白處吧！每當你有靈感和想法的時候，就迅速把它們寫到書上。把本書當成一個練習冊或者速寫本。（當然，你也可以使用自己的速寫本。）最後我建議，你要花一半的時間在不用電腦的時候閱讀本書，另一半時間則是坐在計算機旁，實踐本書中的示例。
　　我應該如何閱讀本書最好是按照章節順序閱讀。第9章之後，你就可以輕鬆地隨便翻看本書瞭，但是前麵幾章，建議你按照順序來讀。
　　本書按照先後順序教你編程。更高級的閱讀方式則是：根據自己的需要跳讀，將本書作為一個參考文檔來使用。本書的前一半內容都是首先講解一個示例，然後一步一步分解這個示例中所涵蓋的知識點。除此以外，計算機編程的基本原理是按照一個特定的順序來逐步呈現的，這個順序是多年來在紐約大學帝勢藝術學院的互動電信項目中許多同學反復摸索之後的結果（http://itp.nyu.edu）。
　　我將本書所有23章內容分為十節課。前麵9章介紹瞭計算機圖形學，涵蓋瞭計算機編程的基本原理。第10～12章則暫停講授新知識，轉嚮討論如何用增量方法（incremental approach）構建更加大型的項目。第13～23章繼續拓展基礎知識，並且展示一係列更加高級的話題，涉及3D、直播視頻和數據可視化等。
　　這些內容分為容易理解的幾個部分。每節課的末尾，我都準備瞭一個項目，建議你從單純閱讀本書的過程中轉換下思維，嘗試將該節課中的全部內容整閤為一個完整的項目。我也為這個項目提供瞭一些建議，但它們真的僅僅是建議而已。
　　這是一本教科書嗎本書既可用作編程課程導論的教科書，也可以用來自學。
　　這裏，我要再次提及：本書的基本結構直接來自於ITP的“計算媒體導論”課程。如果沒有同事和這門課數百名學生的幫助（我多麼希望我可以把他們所有人的名字都寫在這裏），本書是不可能完成的。
　　坦白講，本書的內容要比針對初學者的一學期課程要多一些。本書共計23章，我曾經在課堂上詳細講過其中18章內容。可是，不論你是否將本書作為課程教材或是自學讀物，你完全可以在幾個月裏消化本書的知識。當然，你也可以讀得更快，但是如果你要在Processing中測試本書的代碼，並且完成課後項目，確實是需要一段時間的。那些所謂“10天上10節課就能學會編程”的書看似非常吸引人，但實際並不現實。
　　下麵是一個用14周時間學完本書內容的參考計劃。
　　第1周第一節課：第1～3章第2周第二節課：第4～6章第3周第三節課：第7～8章第4周第四節課：第9章第5周第五節課：第10～11章第6周期中！（繼續第五節課：第12章）第7周第六節課：第13～14章第8周第七節課：第15～16章第9周第八節課：第17～19章第10周第九節課：第20～21章第11周第十節課：第22～23章第12周最終項目研討會第13周最終項目研討會第14周最終項目展示本書有測驗題目嗎師傅領進門，修行在個人。真正的竅門在於練習，練習，練習。假設你現在是10歲的孩子，在學習小提琴課程，老師肯定會跟你講每天都要練習。同理，要完成本書提供的練習，如果可能的話每天都要練習。
　　作為初學者，在學習的過程中，一開始可能並不會提齣自己的想法，而這也就是那些練習存在的目的。不過，如果你有自己開發項目的想法，那就跳過練習，嘗試去實現它。
　　大多數練習都是小的演練，幾分鍾就能完成。有一些則會稍難，可能需要一小時纔能完成。在整個學習過程中，有時候可能要暫停學習新知識，花上幾小時、一天甚至一周時間來完成一個項目，這也會讓你收益頗豐。正如我之前提到的，這就是我這樣安排課程結構的用意。我建議你在每節課結束後，暫停閱讀，自己用Processing做一些小項目、小練習。本書每節課後麵都提供給你項目的建議。
　　本書所有練習的答案都可以在其配套網站上找到。
　　網站上提供瞭以下內容：
　　本書所有練習的答案本書所有代碼的可下載版本本書所有內容的配套教學視頻書中示例的在綫版本（通過p5.js運行）本書額外的提示和教程問題以及評論本書中的許多示例原本是彩色的，並且具有動態特效，因此書中的黑白和靜態屏幕截圖無法描繪示例的全部效果。當你閱讀時，你可以通過瀏覽器（使用p5.js）查看在綫示例，或者下載到你的電腦上在本地運行。
　　本書中示例的源代碼同樣可以在Learning Processing github庫上找到。我還使用瞭github issues作為係統工具來發現本書中錯誤，所以如果你發現本書中有任何錯誤，請在那裏給予反饋。你有可能會在本書示例和在綫示例之間發現些許差彆，但是它們的核心概念是相同的。（例如，為瞭適閤本書的排版布局，書中的示例是以200×200的像素大小呈現的，而在綫示例的尺寸可能會相對大一些。）本書的配套網站並不能取代Processing官方網站http://processing.org。官方網站提供瞭Processing參考文檔和更多的示例，此外，還有一個活躍的論壇。
　　一步一個腳印增量開發的理念在你開始學習編程之前，還有一個方法需要和你討論一下。它是我學習編程的一個重要驅動力，並且也對本書的編寫風格産生瞭巨大影響。這個方法是由我之前的一個教授提齣來的，叫做“增量開發的理念”（philosophy of incremental development）。更通俗地講，就是“一步一個腳印的方法”（one-step-at-a-time approach）。
　　無論你是一個新手還是