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https://github.com/adambard/learnxinyminutes-docs.git
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498 lines
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Markdown
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language: processing
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filename: learnprocessing.pde
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contributors:
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- ["Phone Thant Ko", "http://github.com/phonethantko"]
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- ["Divay Prakash", "https://github.com/divayprakash"]
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translators:
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- ["caminsha", "https://github.com/caminsha"]
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filename: processing-de.md
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lang: de-de
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## Einführung
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Processing ist eine Programmiersprache, welche es ermöglicht, digitale Kunst
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und multimediale Inhalte zu erstellen. Mit Processing können Personen ohne
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Programmiererfahrung die Grundlagen der Computerprogrammierung in einem
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visuellen Kontext erlernen.
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Obwohl Processing von Java beeinflusst wurde und auf Java basiert, ist die Syntax
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sowohl von Java als auch Javascript beeinflusst worden. Weitere Informationen
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sind [hier](https://processing.org/reference/) zu finden.
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Die Programmiersprache wird statisch programmiert und kommt mit einer eigenen
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offiziellen IDE, damit die Programme kompiliert und ausgeführt werden können.
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```
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/* ------------
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Mehrzeilige Kommentare werden so gemacht
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*/
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// Einzeilige Kommentare funktionieren so //
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/*
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Da Processing von Java abstammt, ist die Syntax für Kommentare gleich
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wie bei Java (wie du vielleicht oben bemerkt hast)!
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Mehrzeilige Kommentare werden wie hier umschlossen.
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*/
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/* -------------------------------------------------
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Schreiben und Ausführen von Processing Programmen
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-------------------------------------------------
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*/
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// In Processing ist der Startpunkt eines Programms die Funktion `setup()`
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// mit dem Rückgabetyp `void`.
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// Beachte: Die Syntax ist derjenigen von C++ ziemlich ähnlich.
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void setup() {
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// Dies gibt beim Ausführen "Hallo Welt!" auf der Konsole aus.
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println("Hallo Welt!"); // eine weitere Sprache mit einem Semikolon am Ende.
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}
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// Normalerweise wird der Code für statische Elemente innerhalb der Methode
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// `setup()` geschrieben, da diese lediglich einmal ausgeführt wird.
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// Dies kann zum Beispiel das Setzen der Hintergrundfarbe oder das Bestimmen
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// der Canvas-Größe sein.
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background(color); // Setze die Hintergrundfarbe
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size(width, height, [renderer]); // bestimme die Canvasgröße mit dem optionalen
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// Parameter `renderer`.
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// Du wirst innerhalb dieses Dokuments noch weitere Parameter sehen.
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// Wenn du möchtest, dass der Code unendlich oft ausgeführt wird, so muss dieser
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// Code innerhalb der `draw()`-Methode stehen.
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// `draw()` muss existieren, wenn du möchtest, dass das Programm durchgehend
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// läuft. Die `draw()`-Methode darf nur einmal vorkommen.
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int i = 0;
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void draw() {
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// Dieser Codeblock wird ausgeführt bis er gestoppt wird.
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print(i);
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i++; // Inkrement-Operator
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}
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// Da wir nun wissen, wie man ein funktionierendes Skript erstellen kann und wie
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// dieses ausgeführt wird, fahren wir mit den unterschiedlichen Datentypen und
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// Collections weiter, welche in Processing unterstützt werden.
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/* -------------------------------------------------
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Datentypen und Collections
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-------------------------------------------------
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*/
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// Gemäß den Angaben in der Processingreferenz, unterstützt Processing die
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// folgenden acht primitiven Datentypen:
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boolean booleanValue = true; // Boolean
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byte byteValueOfA = 23; // Byte
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char charValueOfA = 'A'; // Char (einzelnes Zeichen)
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color colorValueOfWhiteM = color(255, 255, 255); // Farben (angegeben durch die
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// `color()`-Methode)
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color colorValueOfWhiteH = #FFFFFF; // Farbe (angegeben mit der Hexadezimal-
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// schreibweise.)
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int intValue = 5; // Integer (ganze Zahl)
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long longValue = 2147483648L; // "L" wird hinzugefügt, um es als `long` zu
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// markieren.
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float floatValue = 1.12345; // Float (32-Bit Gleitkommazahl)
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double doubleValue = 1.12345D // Double (64-Bit Gleitkommazahl)
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//BEACHTE!
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// Auch wenn es die Datentypen "long" und "double" gibt und auch funktionieren,
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// verwenden Processing-Funktionen diese Datentypen nicht. Das bedeutet, dass
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// diese zu "int" resp. "float" konvertiert werden müssen.
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// Dies geschieht, indem man `(int)` oder `(float)` vor die Variable schreibt,
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// bevor diese einer Funktion übergeben werden.
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// Es gibt eine ganze Reiher zusammengesetzter Datentypen, welche in Processing
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// gebraucht werden können. Um Zeit zu sparen, gehen wir in diesem Tutorial
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// lediglich die wichtigsten durch.
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// String
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// Während der Datentyp `char` einfache Anführungszeichen (' ') braucht, haben
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// Strings doppelte Anführungszeichen (" ").
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String sampleString = "Hallo, Processing!";
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// Strings können auch durch ein Array von `char`s erstellt werden.
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// Wir werden Arrays gleich anschauen.
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char source = {'H', 'A', 'L', 'L', 'O'};
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String stringFromSource = new String(source); // HALLO
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// Wie auch in Java können in Processing Strings auch zusammengefügt werden
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// mit dem +-Operator.
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print("Hallo " + "Welt!"); // => Hallo Welt!
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// Arrays
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// In Processing können Arrays jeden Datentypen beinhalten, sogar Objekte.
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// Da Arrays ähnlich wie Objekte sind, müssen diese mit dem Schlüsselwort `new`
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// erstellt werden.
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int[] intArray = new int[5];
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int[] intArrayWithValues = {1, 2, 3} // Arrays können auch mit Daten gefüllt
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// werden.
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// ArrayList
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// Die Funktionen einer ArrayList sind ähnlich wie die eines Arrays und können
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// auch jegliche Datentypen beinhalten. Der einzige Unterschied zwischen Arrays
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// und `ArrayList`s ist, dass eine `ArrayList` die Größe dynamisch anpassen kann,
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// da es eine Implementierung des "List" Interface in Java ist.
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ArrayList<Integer> intArrayList = new ArrayList<Integer>();
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// Objekte
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// Da Processing auf Java basiert, unterstützt Processing die Objektorientierte
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// Programmierung. Dies bedeutet, dass du grundsätzlich jegliche Datentypen
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// selber erstellen kannst und diese nach deinen Bedürfnissen manipulieren kannst.
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// Selbstverständlich muss eine Klasse definiert werden, bevor du ein Objekt
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// davon instanziieren kannst.
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// Format: ClassName InstanceName
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SomeRandomClass myObject // hier musst du das Objekt später instanziieren
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// Hier wird das Objekt direkt instanziiert:
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SomeRandomClass myObjectInstantiated = new SomeRandomClass();
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// Processing hat noch weitere Collections (wie zum Beispiel Dictionaries und
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// Listen). Aus Einfachheitsgründen wird dies in diesem Tutorial weggelassen.
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/* -------------------------------------------------
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Mathematik
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-------------------------------------------------
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*/
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// Arithmetik
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1 + 1 // => 2
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2 -1 // => 1
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2 * 3 // => 6
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3 / 2 // => 1
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3.0 / 2 // => 1.5
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3.0 % 2 // => 1.0 (Modulo)
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// Processing beinhaltet auch einige Funktionen, welche mathematische
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// Operationen vereinfachen
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float f = sq(3); // Quadrat => f = 9.0
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float p = pow(3, 3); // Potenz => p = 27.0
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int a = abs(-13); // Absolute Zahl => a = 13
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int r1 = round(3.1); // Runden => r1 = 3
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int r2 = round(3.7); // Runden => r2 = 4
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int sr = sqrt(25); // Quadratwurzel => sr = 5.0
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// Vektoren
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// Processing bietet eine einfache Möglichkeit an, mit Vektoren zu arbeiten mit
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// der Klasse PVector. Die Klasse kann zwei- und dreidimensionale Vektoren
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// darstellen und bietet Methoden an, welche nützlich sein können für Matrizen-
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// Operationen. Weitere Informationen findest du hier:
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// (https://processing.org/reference/PVector.html)
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// Trigonometrie
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// Processing unterstützt auch trigonometrische Operationen mit Hilfe dieser
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// Funktionen: `sin()`, `cos()`, `tan()`, `asin()`, `atan()`. Für die einfache
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// Konvertierung gibt es außerdem noch die Funktionen `degrees()` und `radians()`.
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// Die trigonometrischen Funktionen rechnen mit dem Winkelmaß Radian, wodurch
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// die Gradzahlen zuerst konvertiert werden müssen.
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float one = sin(PI/2); // => one = 1.0
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// Wie du vielleicht bemerkt hast, existieren einige Konstanten für trigo-
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// metrische Operationen; `PI`, `HALF_PI`, `QUARTER_PI` und so weiter ...
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/* -------------------------------------------------
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Kontrollstrukturen
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-------------------------------------------------
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*/
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// Bedingte Anweisungen
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// Bedinge Anweisungen werden gleich wie in Java geschrieben.
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if (author.getAppearence().equals("hot")) {
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print("Narzissmus vom Feinsten!")
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} else {
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// Du kannst hier weitere Bedingungen prüfen.
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print("Irgendetwas ist falsch hier!");
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}
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// Für die `if`-Anweisungen gibt es auch eine Kurzschreibweise
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// Dies sind sogenannte ternäre Operatoren.
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int i = 3;
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String value = (i > 5) ? "Groß" : "Klein"; // => "Klein"
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// Die Switch-Case-Anweisung kann verwendet werden, um mehrere Bedingungen
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// zu prüfen.
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// Wichtig ist, dass nach jeder Bedingung ein `break`-Statement verwendet wird,
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// sonst werden alle folgenden ausgeführt und es wird nicht mehr überprüft, ob
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// die Bedingung wahr ist.
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int value = 2;
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switch(value) {
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case 0:
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print("Auf keinen Fall!"); // Dies wird nicht ausgeführt.
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break; // Geht zum nächsten Statement und prüft dieses
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case 1:
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print("Wir kommen näher..."); // Auch dies wird nicht ausgeführt
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break;
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case 2:
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print("Bravo!"); // Dies wird ausgeführt.
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break;
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default:
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print("Nicht gefunden."); // Diese Zeile wird ausgeführt, wenn keine
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|
// der anderen Operatoren wahr sind.
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break;
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|
}
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// Wiederholungen
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// For-Schleifen - Auch hier ist die Syntax wieder gleich wie in Java
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for(int i = 0; i < 5; i++) {
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print(i); // Gibt die Zahlen 0 bis 4 aus.
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}
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// While-Statements
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int j = 3;
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while(j > 0) {
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print(j);
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j--; // Dies ist wichtig, dass der Code nicht unendlich lange läuft.
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}
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// `loop()` | `noloop()` | `redraw()` | `exit()`
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// Dies sind spezifische Funktionen, welche in Processing verwendet werden
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// können, um den Programmablauf zu steuern.
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loop(); // erlaubt es der `draw()`-Methode immer zu laufen, während
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noloop(); // dies nur für einmal erlaubt.
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redraw(); // führt die `draw()`-Methode noch einmal aus.
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exit(); // Diese Methode stoppt das Programm. Dies kann nützlich sein, wenn die
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// Methode `draw()` immer läuft.
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```
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## Mit Processing zeichnen
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Da du nun die Grundsätze der Programmiersprache verstanden hast, schauen wir
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uns nun das Beste an Processing an - Das Zeichnen!
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```
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/* -------------------------------------------------
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Figuren
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-------------------------------------------------
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*/
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// 2D-Figuren
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// Punkte
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point(x,y); // im zweidimensionalen Raum
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point(x, y, z); // im dreidimensionalen Raum
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// Diese Befehle zeichnen einen Punkt an der Koordinate.
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// Linien
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line(x1, y1, x2, y2); // im zweidimensionalen Raum
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// Dies zeichnet eine Linie, welche durch die zwei Punkte (x1, y1) und (x2, y2)
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// definiert wird.
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line(x1, y1, z1, x2, y2, z2); // im dreidimensionalen Raum
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// Analog wird hier eine Linie gezeichnet mit drei Punkten
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// Dreieck
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triangle(x1, y1, x2, y2, x3, y3);
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// Zeichnet ein Dreieck, welches als Eckpunkte die drei Koordinaten hat.
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// Rechteck
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rect(a, b, c, d, [r]); // Mit dem optionalen Parameter kann der Winkel aller
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// vier Ecken definiert werden
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rect(a, b, c, d, [tl, tr, br, bl]); // Mit weiteren optionalen Parametern kann
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|
// jeder Winkel des Rechtecks definiert werden.
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// Dies zeichnet ein Quadrat mit der Koordinate {a, b} als linke obere Ecke
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// die Parameter c und d sind für die Breite und Höhe.
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// Vierecke
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quad(x, y, x2, y2, x3, y3, x4, y4);
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// Dies zeichnet ein Viereck, welches die einzelnen Koordinaten als Eckpunkte hat.
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// Ellipse
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ellipse(x, y, width, height);
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// Zeichnet eine Ellipse beim Punkt {x. y}. Die Breite und die Höhe werden durch
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// die Parameter width und height definiert.
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// Arc
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arc(x, y, width, height, start, stop, [mode]);
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// Die ersten vier Parameter sollten selbsterklärend sein.
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// start und end definieren die Winkel, bei welchen `arc` starten resp. enden
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// (in Radians)
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// Der optionale Parameter `mode` definiert, ob der Kreisbogen gefüllt wird
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// oder nicht.
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// Die möglichen Optionen für `mode` sind: PIE, CHORD und OPEN.
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// Kurven
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// Processing bietet zwei mögliche Kurven an, welche verwendet werden können.
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// Da es hier darum geht, dass es möglichst simpel ist, werden hier keine
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// weiteren Details genannt. Wenn du Kurven in deinem Programm verwenden möchtest,
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// sind die folgenden Links empfehlenswert:
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// https://processing.org/reference/curve_.html
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// https://processing.org/reference/bezier_.html
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// 3D-Figuren
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// Der dreidimensionale Raum kann aktiviert werden, indem man den Renderer-
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// Parameter in der Methode `size()` zu "P3D" setzt.
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size(width, height, P3D);
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// Im dreidimensionalen Raum müssen die Koordinaten übersetzt werden, damit
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// diese korrekt gerendert werden.
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// Box
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box(size); // Würfel mit der Seitenlänge `size`
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box(w, h, d); // Quader definiert durch Breite, Höhe und Tiefe
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// Kugel
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sphere(radius); // Die Größe wird definiert durch den Parameter `radius`
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// Der Mechanismus hinter dem Rendern von Kugeln wurde durch mosaikartige
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// Dreiecke implementiert.
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// Mit der folgenden Funktion ist es möglich, zu bestimmen wie detailliert die
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// Kugel gerendert wird.
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// spereDetail(res);
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// Weitere Informationen sind hier zu finden: (https://processing.org/reference/sphereDetail_.html)
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|
// Unregelmäßige Figuren
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// Was ist, wenn du etwas zeichnen möchtest, was nicht durch Processing-Funktionen
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// abgedeckt ist?
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// Es ist möglich, die Funktionen `beginShape()`, `endShape()` und `vertex(x,y)
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// zu verwenden.
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// Weitere Informationen findest du hier: (https://processing.org/reference/beginShape_.html)
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|
// Du kannst selber gemachte Formen auch verwenden mit der PShape-Klasse.
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// Informationen zu PShape gibt es hier: (https://processing.org/reference/PShape.html)
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/* -------------------------------------------------
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|
Transformationen
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-------------------------------------------------
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*/
|
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// Transformationen sind nützlich, um ständig zu wissen, wo die Koordinaten und
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// die Ecken einer Form sind, welche du gezeichnet hast. Grundsätzlich sind dies
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|
// Matrizenoperationen. `pushMatrix()`, `popMatrix()` und `translate()`.
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pushMatrix(); // Speichert das aktuelle Koordinatensystem auf dem Stack
|
|
// alle Transformationen werden hier angewendet.
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|
popMatrix(); // Stellt das gespeicherte Koordinatensystem wieder her.
|
|
// Wenn du diese Funktionen verwendest, kann das Koordinatensystem gespeichert
|
|
// und visualisiert werden, ohne dass es Konflikte gibt.
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// Translate
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translate(x,y); // Setzt den Ursprung zu diesem Punkt.
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translate(x, y, z); // Pendant zu der oberen Funktion im dreidimensionalen Raum
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// Rotationen
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rotate(angle); // Rotiere, um den Betrag, welcher spezifiziert wurde.
|
|
// Es gibt drei Pendants im dreidimensionalen Raum.
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// Namentlich sind dies: `rotateX(angle)`, `rotateY(angle)` und `rotateZ(angle)`
|
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|
|
// Skalierung
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scale(s); // Skaliert das Koordinatensystem (entweder erweitern oder verkleinern)
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|
|
/* -------------------------------------------------
|
|
Styling und Texturen
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|
-------------------------------------------------
|
|
*/
|
|
|
|
// Farben
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// Wie ich zuvor schon erklärt habe, kann die Hintergrundfarbe mit der Funktion
|
|
// `background()` definiert werden. Außerdem ist es möglich, dass man zuerst
|
|
// eine Farbe definiert und diese erst danach der Funktion übergeben wird.
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color c = color(255, 255, 255); // WEISS!
|
|
// Standardmäßig verwendet Processing das RGB-Farbschema, aber dies kann
|
|
// zu HSB konfiguriert werden, indem die Funktion `colorMode()` verwendet wird.
|
|
// Weitere Informationen findest du hier: (https://processing.org/reference/colorMode_.html)
|
|
background(c); // Ab jetzt ist der Hintergrund in weiß.
|
|
// Du kannst die Funktion `fill()` verwenden, um die Farbe auszuwählen, mit
|
|
// welcher die Formen ausgefüllt werden.
|
|
// Dies muss konfiguriert werden bevor Formen und Figuren gezeichnet werden.
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fill(color(0, 0, 0));
|
|
// Wenn du nur die Farbe der Umrandungen definieren möchtest, kannst du die
|
|
// Funktion `stroke()` verwenden.
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|
stroke(255, 255, 0, 200); // Linienfarbe wird zu gelb mit einer höheren
|
|
// Transparenz geändert.
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|
|
// Bilder
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|
// Processing kann Bilder rendern und diese unterschiedlich verwenden. Die
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|
// meisten Bilder sind im Datentyp `PImage` gespeichert.
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|
filter(shader); // Processing unterstützt mehrere Filter-Funktionen, damit
|
|
// Bilder verändert werden können.
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|
texture(image); // PImage kann als Argument, weiteren Funktionen übergeben
|
|
// werden, um die Figuren zu "Text" zu machen.
|
|
```
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|
Wenn du weitere Dinge mit Processing kennenlernen willst, dann gibt es unzählige
|
|
Dinge, welche du mit Processing machen kannst. Das Rendern von Modellen,
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|
Schattierungen und viele mehr. Für ein kurzes Tutorial bietet Processing zu viel,
|
|
daher verweise ich dich, falls du interessiert bist, auf die offizielle
|
|
Dokumentation.
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```
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|
// Bevor wir weiterfahren, werde ich einige Aspekte zum Importieren von
|
|
// Bibliotheken und Paketen sagen, damit du Processing erweitern kannst..
|
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/* -------------------------------------------------
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|
Import
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-------------------------------------------------
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*/
|
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|
// Die Macht von Processing kann besser veranschaulicht werden, wenn wir
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|
// Bibliotheken und Pakete importieren.
|
|
// Die Import-Anweisung kann wie unten geschrieben zu Beginn des Quelltextes
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|
// geschrieben werden.
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import processing.something.*;
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```
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## Beispielprogramm
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Lass uns ein Beispiel von openprocessing.org ansehen, welches verdeutlicht,
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was man in Processing mit nur wenigen Zeilen Code machen kann.
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Kopiere den nachfolgenden Code in deine Processing IDE.
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```
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// Disclaimer: Ich habe das Programm nicht selbst geschrieben. Diese Skizze
|
|
// stammt aus openprocessing, allerdings soll dieses Programm zeigen, wie wenig
|
|
// Zeilen Code notwendig sind, um etwas Cooles zu machen.
|
|
// Abgerufen von: (https://www.openprocessing.org/sketch/559769)
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float theta;
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float a;
|
|
float col;
|
|
float num;
|
|
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void setup() {
|
|
size(600,600);
|
|
}
|
|
|
|
void draw() {
|
|
background(#F2F2F2);
|
|
translate(width/2, height/2);
|
|
theta = map(sin(millis()/1000.0), -1, 1, 0, PI/6);
|
|
|
|
float num=6;
|
|
for (int i=0; i<num; i++) {
|
|
a =350;
|
|
rotate(TWO_PI/num);
|
|
branch(a);
|
|
}
|
|
}
|
|
|
|
void branch(float len) {
|
|
col=map(len, 0, 90, 150, 255);
|
|
fill(col, 0, 74);
|
|
stroke (col, 0, 74);
|
|
line(0, 0, 0, -len);
|
|
ellipse(0, -len, 3, 3);
|
|
len*=0.7;
|
|
|
|
if (len>30) {
|
|
pushMatrix();
|
|
translate(0, -30);
|
|
rotate(theta);
|
|
branch(len);
|
|
popMatrix();
|
|
|
|
pushMatrix();
|
|
translate(0, -30);
|
|
rotate(-theta);
|
|
branch(len);
|
|
popMatrix();
|
|
}
|
|
}
|
|
```
|
|
|
|
Processing ist einfach zu erlernen und ist vor allem nützlich, um Multimedia-
|
|
Inhalte (auch in 3D) zu erstellen ohne viel Code zu schreiben. Es ist so einfach
|
|
gehalten, dass man den Code durchlesen kann und man versteht den Programmablauf
|
|
bereits.
|
|
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Wenn du externe Bibliotheken, Pakete oder eigene Klassen einbindest, kann ein
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Programm, welches mit Processing geschrieben wurde, durchaus auch kompliziert
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werden.
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## Einige nützliche Links
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- [Processing Webseite](http://processing.org)
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- [Processing Sketches](http://openprocessing.org)
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