FB Automatisierung und Informatik

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FB Automatisierung und Informatik: Programmierung 1, MI/WI 1

Programmierung 1 Studiengang MI / WI

Dipl.-Inf., Dipl.-Ing. (FH) Michael Wilhelm

Hochschule Harz

FB Automatisierung und Informatik

mwilhelm@hs-harz.de

http://mwilhelm.hs-harz.de

Raum 2.202

Tel. 03943 / 659 338

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Inhalt der Vorlesung

Überblick:

•

Erste Beispiele, Interaktion

•

elementare Datentypen

•

Variablen und Kontrollstrukturen

•

Arrays und Funktionen

•

Objekte und Methoden

•

Bilder mittels PImage

•

Algorithmen und Pseudocode

•

Laufzeitverhalten

•

Simulation

•

Bibliotheken

• Folien basierend auf Daniel Schiffman “Learning Processing” und Donald W. Smith

• Folien basierend auf Vorlesung „Programmierung1“ von Prof. Singer

Grundlegende Algorithmen und Methoden:

•

Suchen und Sortieren

•

Hashing

•

Rekursion

•

Graphen

•

Dynamische

Programmierung

Von Processing zu Java

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Kapitel Bilder

Klasse PImage

•

Attribute

•

Methoden

Allgemeine Methoden

• loadImage

• tint

• image

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Klassen PImage

Pimage bietet die Funktionalität, um Bilder anzeigen zu können

Atribute

•

width Breite des Bildes

•

height Höhe des Bildes

•

pixels[] öffentliche Arrays der Pixel mit den Farben Allgemeine Methoden

•

image image(int x, inty)

image(int x, int y,int width, int height)

•

Bilder sind im „data“-Ordner

(5)

Beispiel: Image_01

PImage image1;

void setup() {

size(BREITE, HOEHE);

image1 = loadImage("bild1.jpg");

}

void draw() {

background(0, 200, 255);

image(image1, 20, 20); // image, x, y

}

(6)

Beispiel: Image_01

(7)

Beispiel Image_02

Änderung:

•

Datei: bild2.jpg, kleiner skaliert

•

Anzeige beim Mauskursor ?

(8)

get

get() liefert komplette Bild

get(x,y) liefert Pixelfarbe bei x,y get(x,y,width,height) liefert Bildauschnitt

set

set(x,y) setzt eine Farbe für x/y

set(x,y,img) kopiert ein Bild in ein Bild

copy kopiert innerhalb eines Bildes

copy(sx, sy, swidth, sheight, dx, dy, dwidth, dheight);

copy(srcImg, sx, sy, swidth, sheight, dx, dy, dwidth, dheight);

mask

mask(img) img dient als Maske für Alpha-Wert mask(array) array dient als Maske für Alpha-Wert

Methoden von PImage

(9)

Blend einfügen von Pixel in ein Bild Mehrere komplexe Modi

filter Interne Konvertierung eines Bildes

THRESHOLD, GRAY, INVERT, POSTERIZE, BLUR, OPAQUE, ERODE, or DILATE

PImage a;

a = loadImage(„bild1.jpg");

a.filter(GRAY);

image(a, 50, 0);

save() Saves the image to a TIFF, TARGA, PNG, or JPEG file resize() Changes the size of an image to a new width and

Methoden von PImage

(10)

save Speichern des Bildes nach TIFF, TARGA, PNG, JPG wichtig für createImage

resize Ändert die Größe eines Bildes

loadPixels lädt die Pixel aus dem Bild. Speicherung in ein eindimensionales Array:

pixels[] array

updatePixels Das Array “pixels” wird als Bild zurückgeschrieben

Methoden von PImage

(11)

Beispiel Image_03

Änderung:

•

Dateien:

−

bild1.jpg

−

bild2.jpg

−

bild3.jpg

•

Maustaste gedrückt

−

Alle Bilder bewegen sich auf den Cursor zu

(12)

Beispiel Image_03

(13)

void mousePressed() {

for (int i=0; i<MAX; i++) {

x[i]+= calc(mouseX,x[i],STEP);

y[i]+= calc(mouseY,y[i],STEP);

} } }

Beispiel Image_04

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Bildbearbeitung in Processing

(15)

Direkter Zugriff auf Bildpixel

•

Nach dem Aufruf der Methode loadPixels()stehen die Pixel des Bildes als 1-dimensionales Array zur Verfügung.

−

Attribut „pixels“

•

Nach Veränderungen der Pixel müssen diese mittels der

Methode updatePixels() wieder in das Bild geschrieben werden.

Datentyp „color“

•

enthält 32-bit Ganzzahl, jeweils 8 bit für

•

rot, grün, blau und alpha.

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0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

1 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

2 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

3 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40

4 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50

5 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60

breite = 10

höhe = 5

•

Umwandlung von 2D (i,j) in 1D (index)

•

für pixel[] Array

•

index = zeile * breite + spalte

Direkter Zugriff auf Bildpixel

(17)

PImage img;

void setup() {

image1 = loadImage("bild1.jpg");

size(img.width, img.height);

}

void draw() {

img.loadPixels();

for(int j=0; j<img.height; j++) { for(int i=0; i<img.width; i++) {

int index = j*img.width + i;

float r = red(img.pixels[index]);

float g = green(img.pixels[index]);

float b = blue(img.pixels[index]);

.... // Bearbeite Pixelfarben hier img.pixels[index] = color(r, g, b);

} // for } // for

img.updatePixels();

} // draw

image_06

(18)

image_06

image1.pixels[index] = color(b,r,g);

(19)

Beispiel: image_07

Schwarz-Weiß:

•

col1=(int) ((b+r+g)/3);

•

image1.pixels[index] = color(col1,col1,col1);

Ohne Rot-Anteil:

•

image1.pixels[index] = color(0,g,b);

Brightness:

•

image1.pixels[index] = color( r1.1, g1.1, b*1.1);

(20)

Beispiel: image_07

(21)

Beispiel: image_08: blur-Filter beim Tastendruck

(22)

float fRed=0.5;

float fGreen=0.2;

float fBlue=0.3;

void calc() {

image1.loadPixels();

for (int j=0; j<image1.height; j++) { for (int i=0; i<image1.width; i++) {

...

image1.pixels[index] =

color(rfRed,gfGreen,b*fBlue);

} // for } // for

image1.updatePixels();

}

image_08

(23)

void keyPressed() { fRed=random(0,2);

fGreen=random(0,2);

fBlue=random(0,2);

println("Red: "+fRed

+" Green: "+fGreen +" Blue: "+fBlue);

calc();

}

Beispiel: image_08

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Beispiel: image_09: Analyse der Farbpixel

final int MAX=256;

PImage image1;

int[][] rgb1=new int[MAX][3];

void setup() {

String[] captions={"rot","gruen","blau"};

image1 = loadImage("bild1.jpg");

for (int i=0; i<MAX;i++) { for (int j=0; j<3; j++) {

rgb1[i][j]=0;

} }

calc();

(25)

Beispiel: image_09: Analyse der Farbpixel

for (int i=0; i<MAX;i++) { print("i: "+i+" ");

for (int j=0; j<3; j++) {

print(captions[j]+": "+rgb1[i][0]+" ");

}

println();

}

(26)