Knob mudando as imagens

Na aula sobre chroma key, foi pedido que fosse produzido uma aplicação no Processing que simulasse o efeito de um knob, que é um aparelho que faz um efeito de dissolver uma imagem para outra apenas mexendo uma manivela de forma gradual.

Segue abaixo o código comentado com um gif no final demonstrando o efeito.

//variáveis das imagens
PImage img1;
PImage img2;
/*variáveis que irão armazenar o valor RGB de cada uma das imagens que o laço
percorrer*/
float r1, g1, b1, r2, g2, b2;
//variável que irá guardar a posição do pixel da imagem quando percorre o laço
int pos;
//modificadores que irão variar dependendo de mouseY
float a, d;

void setup(){
  size(320, 240);
  img1 = loadImage("original.jpg");
  img2 = loadImage("original2.png");
}

void draw(){
 
  loadPixels();
 
  /*primeira imagem, que terá o "a" como modificador, será uma fração de mouseY em
  relação o tamanho da tela*/
   a = float(mouseY)/height;
   d = 1 - a;
 
  //segunda imagem, o mesmo que foi comentado anteriormente
  d = float(mouseY)/height;
  a = 1 - d;
   /*o laço percorre ambas as imagens, guardando os valores dos respectivos pixels
   em suas variáveis para formar a imagem final*/
   for( int x=0; x<320; x++){
     for(int y=0; y <240; y++){
       pos = y*320 + x;
       //recebimento dos valores RGB da primeira imagem
       r1 = a*red(img1.pixels[pos]);
       g1 = a*green(img1.pixels[pos]);
       b1 = a*blue(img1.pixels[pos]);
     
       //recebimento dos valores RGB da segunda imagem
       r2 = red(img2.pixels[pos])*d;
       g2 = green(img2.pixels[pos])*d;
       b2 = blue(img2.pixels[pos])*d;
       //formação da imagem, dependendo da posição do mouse
       pixels[pos] = color(r1 + r2, g1 + g2, b1 + b2);
     }
   }
 
 
   updatePixels();
}

Trabalho: Parte II

O olho do observador

Na aula de arco tangente, foi pedido para a sala de aula que produzisse uma aplicação no processing que simulasse um olho que seguiria o cursor do mouse.

Para isto, bastava calcular a inclinação que uma reta teria do centro até a posição que está o mouse, depois fazer duas circunferências: uma que represente a parte externa do olho e outra a pupila, que seguiria o cursor do mouse se limitando a ficar dentro da circunferência externa.

Durante a produção deste código, me lembrei do conhecido monstro de Dungeons and Dragons, o Beholder, e resolvi ilustrar o efeito colocando uma figura dele.

Segue o código abaixo comentado.

PImage beholder;
//variável que considera mouseX e o comprimento da tela
float a = 0;
//variável que considera mouseY e a altura da tela
float b = 0;
//variável que armazena o arco tangente
float arctan;



void setup(){
size(600,600);
beholder = loadImage("beholder.jpg");

}


void draw(){
  fill(255);
  background(255);
  //imagem do beholder
  image(beholder, 15, 50);
 
  //circunferência externa
 
  ellipse(width/2, height/2, 150,150);
  noStroke();
  fill(0);
  arctan = atan2(mouseY-height/2, mouseX-width/2);
  if(arctan<0){
    arctan += 2*PI;
  }
 
  a = mouseX - width/2;
  b = mouseY - height/2;
  //distância máxima que a "pupila" percorre
  a = 75*a/300*cos(arctan);
  b = 75*b/300*sin(arctan);
  //circunferência de dentro é feita considerando os quatro quadrantes dela
 
  //primeiro quadrante
 
 
  if(arctan>=0 && arctan<PI/2){
   
  ellipse(width/2 + a, height/2 + b, 25, 25);
 
  //segundo quadrante
  }else if(arctan>=PI/2 && arctan<PI){
   
  ellipse(width/2 - a, height/2 + b, 25, 25);
   //terceiro quadrante
  }else if(arctan>=PI && arctan<3*PI/2){
   
  ellipse(width/2 - a, height/2 - b, 25, 25);
  //quarto quadrante
  }else if(arctan>=3*PI/2 && arctan<2*PI){
   
  ellipse(width/2 + a, height/2 - b, 25, 25);
  }
 
}

Relógio de segundos

Na aula que foi apresentado o conceito de coordenadas polares, foi pedido como tarefa que os alunos produzissem no Processing uma aplicação que demonstrasse ser um relógio de segundos tendo seu ponteiro indicando o tempo correto utilizando a função millis(), a qual é uma função .

Considerando que o ponteiro irá ter sua extremidade percorrendo uma circunferência (o formato do relógio é redondo) e pra cada segundo o ângulo em radianos considerado é 2*PI/60 (referente aos sessenta segundos de um minuto), podemos chamar a função millis() e considerar que, dentro de um laço, enquanto millis (que será iniciado no primeiro frame da animação) dividido por 1000(resultando em um segundo no tempo que se passou) for diferente de 0, a linha será redesenhada em seguida.

Na coordenada X do fim da linha, será considerada o cosseno do ângulo (em radianos) multiplicado pelo tempo(uma variável que é incrementada a cada vez que o código é executado) menos PI/2 (isso é feito porque o ponteiro é iniciado no meio da parte superior da circunferência). Já a coordenada Y é considerado o seno do ângulo sob as mesmas condições já citadas.

Segue abaixo o código comentado.

float tempo = 0;
float ang = 2*PI/60;

void setup(){
size(600,600);
}

void draw(){
  background(255);
  //aqui é esperado um segundo antes do código continuar a ser lido
  while (millis()%1000 != 0){}
  //coloração da circunferência
  stroke(0);
  //circunferência que representa o relógio
  ellipse(width/2, height/2, 400, 400);
  //coloração do ponteiro
  stroke(125, 0, 0);
  //cálculo de onde a linha será desenhada a cada segundo
  line(width/2,height/2,width/2 + 180*cos(tempo*ang - PI/2),height/2 + 180*sin(tempo*ang - PI/2));
  tempo++;
}

Fazer um polígono com qualquer número de lados

Dentre as atividades passadas para serem feitas e postadas neste blog, foi pedido que fosse produzido uma função no Processing que recebesse um número e retornasse um polígono com o número de lados relativo ao número que foi recebido.

Para a produção deste polígono, consideramos como base uma circunferência. Na produção deste polígono, temos que considerar que cada ângulo em radianos formado entre os lados deste polígono é referente a divisão de 2*PI radianos e o número de lados deste polígono.

Em seguida, é feito um laço que produz linhas que conectam os vértices do polígono. Para a coordenada X é considerado o cosseno do ângulo e para a coordenada Y é considerado o seno do ângulo.

O código comentado pode ser visto abaixo.

//raio da circunferência
int raio = 200;
//número de lados do polígono
int lados = 6;

void setup(){
  size(600,600);
  //ângulo do lado interno do polígono
  float ang = 2*PI/lados;
  /*circunferência que serve de base, retire o comentário
  para ver a circunferência ao executar o código*/
  //ellipse(width/2,height/2,2*raio,2*raio);
  //cálculo do local que fica cada vértice do polígono
  for (int i =0;i<lados;i++){
    line(width/2+raio*cos(i*ang),height/2 + raio*sin(i*ang), width/2 + raio*cos((i+1)*ang),height/2 + raio*sin((i+1)*ang));
  }
}

Média, Desvio Padrão e Eistein

Na aula sobre média e desvio padrão, analisamos a média dos tons de cinza da famosa imagem de Albert Eistein, também aplicando sobre a análise desta média os desvios padrões.

Na atividade passada para ser feita em casa, foi pedido que fossem analisadas essa mesma imagem com variações de brilho e contraste.

Primeiro, vou deixar aqui o código comentado utilizado para isso.

//variável que armazena a imagem
PImage img;
void setup(){
  size(640, 480);
  float t=0, mediaT, somaT=0;
  int pos;
  //carregamento da imagem
  img = loadImage("einstein.jpg");
  //a imagem é percorrida e são pegues os valores vermelhos dos pixels
  for (int x = 0; x < 640; x++){
    for (int y = 0 ; y < 480; y++){
      pos = y * 640 + x;
      t = red(img.pixels[pos]);
      //aqui, são deixados o valores totais somados destes pixels
      somaT = somaT + t;
  }
}

//aqui, é calculada a média destes valores
mediaT = somaT/(640*480);
println("Média de Tons é ", mediaT);

/*aqui, é calculado o desvio padrão a partir da raiz quadrada da variância (armazenada
na variável "v"*/
float v, SomaV = 0;
for (int x = 0; x < 640; x++){
  for (int y = 0; y < 480; y++){
    pos = y * 640 + x;
    t = red(img.pixels[pos]);
    v = pow(t - mediaT, 2);
    SomaV = SomaV + sqrt(v);
  }
}
//desvio padrão
float media = SomaV/(640*480);
println(media);

}

void draw(){
  image(img, 0, 0);
}

Nas imagens com níveis diferentes de brilho e contraste havia uma alteração significativa nos valores da média e desvio padrão. Quanto maior o brilho, maior o desvio padrão, o que é refletido pelo maior valor que um brilho maior dá para os pixels que compõem a imagem.

Barco Seno

A função seno consiste na projeção do deslocamento de um ponto no eixo y do gráfico, variando de -1 a 1. Um exemplo disso pode ser verificado no gif abaixo:

Na atividade relativa a essa aula, foi pedido a turma que fosse feita uma aplicação no processing que consistisse de um barco navegando no mar e seu movimento fosse correspondente a função seno.

Segue abaixo o código comentado com um gif ilustrando o resultado:

/*variáveis que armazenam as imagens do barco, do céu(metade de cima da imagem
e do mar(metade de baixo da imagem)*/
PImage barquinho, ceu, mar;

void setup(){
  size(800, 600);
  barquinho = loadImage("barquinho.png");
  ceu = loadImage("ceu.png");
  mar = loadImage("mar.png");
 
  noStroke();
}

float x = 0;
void draw(){
  background(255);
  //eixo y irá pegar o seno do eixo x, causando a variação na altura do barco
  float y = sin(x);
  //o eixo x será incrementado, para haver o deslocamento horizontal do barco
  x+= 0.1;
  //para ficar mais aparente, o eixo y tem seu valor multiplicado em 10 vezes
  y = y*10;
 
  image(ceu, 0, 0);
  /*o barco tem o deslocamento aumentado em 30 vezes no eixo horizontal para
  dar a impressão de ter uma navegação no mar de forma mais "realista", enquanto que
  o eixo y foi adicionado em 90 para que ele fique num ponto que seja mais coerente
  com a imagem*/
  image(barquinho, x*30, y+90);
  image(mar, 0, 300);
 

 
 
}

A importância dos conjuntos nas aplicações

A teoria dos conjuntos ajuda principalmente na organização do raciocínio crítico e no desenvolvimento de métodos que solucionem problemas. Por exemplo, na aula do dia 15/02, foi passado uma atividade que consistia de aplicarmos de forma contínua mais e mais filtros e ruídos a uma image, finalmente colocando-a em uma moldura.

Isso foi a aplicação da teoria dos conjuntos, em que uma propriedade era aplicada sobre a outra, adicionando a anterior e obtendo um resultado que só era possível com a junção da aplicação dos dois métodos. É uma clássica representação da propriedade de um conjunto estar contido no outro, no caso, de uma propriedade estar contida em outra.

Ajuste de contraste

O ajuste de contraste numa imagem é feito a partir da alteração dos valores RGB desta imagem. Quanto maior for o valor dado aos parâmetros RGB, a imagem será mais clara, assim como quanto menores forem estes valores ela vai se tornando mais escura.

Segue abaixo o código que fiz junto com os comentários explicando cada parte do código. Ao final, uma imagem demonstrando o resultado.

//variável com a imagem original
PImage imgOriginal;
//variável que irá armazenar a cópia da imagem, informando o tamanho dele
PImage imgCopia = createImage(320, 240, RGB);

//variável que referencia a posição dos pixels
int pos;
/*variáveis que armazenam o valor dos pixels referenciando, respectivamente,
red, green e blue*/
float r;
float g;
float b;
//variável que receberá o valor de contraste
float contraste;

void setup(){
  size(640, 480);
  imgOriginal = loadImage("original.jpg");
  //loop que percorrerá a imagem original
  for (int x = 0; x < 320; x++){
    for (int y = 0; y <240; y++){
      pos = y * 320 + x;
      //valor dado ao contraste que irá modificar a imagem
      contraste = 30;
      //armazenamento do valor RGB dos pixels da imagem original somados ao contraste
      r =  contraste + red(imgOriginal.pixels[pos]);
      g = contraste + green(imgOriginal.pixels[pos]);
      b = contraste + blue(imgOriginal.pixels[pos]);
      //imagem recebe os valores RGB somado com o contraste
      imgCopia.pixels[pos] = color(r, g, b);
     
    }
  }
}

void draw(){
  //posicionamento das imagens
  image(imgOriginal, 0, 0);
 
  image(imgCopia, 320, 0);
}

Criação de um mapa com tileset isométrico

Na construção do mapa de um jogo, precisamos nos questionar como ele será apresentado na tela, levando sempre em consideração a dimensão dos tiles (ou seja, as imagens) que o compõem.

Para o exercício da aula sobre conjuntos, foi construído com a ajuda de uma matriz uma imagem com diferentes tilesets. Dependendo do valor que havia na matriz, era carregada uma imagem diferente.

Para o exercício passado para casa, foi pedido que construíssemos no Processing uma imagem utilizando um tileset isométrico.

Abaixo, segue o código comentado explicando cada parte dele e em seguida a imagem resultante.


//variáveis que irão armazenar as imagens utilizadas nesta atividade
PImage imgroadNorth, imgroadSouth, imgroadWest, imgroadEast;


//montagem da matriz que irá inserir os elementos da imagem
int[][]mapa = {{2,2,2,2,2,2,2,2},
               {3,1,0,1,0,0,1,0},
               {0,2,0,0,0,1,3,0},
               {0,3,0,2,1,0,0,0},
               {0,2,0,3,0,0,1,0},
               {0,0,1,2,0,2,0,0},
               {0,1,0,2,0,2,1,0},
               {1,1,1,1,1,1,1,1}};
             

void setup(){
  size(800, 420);
}

void draw(){
  //arquivos usados: olhe o nome depois de "img"
  //tamanho das imagens: 100 x 65
  imgroadNorth = loadImage("roadNorth.png");
  imgroadSouth=  loadImage("roadTSouth.png");
  imgroadWest= loadImage("roadTWest.png");
  imgroadEast = loadImage("roadEast.png");
 
  //para fazer a imagem, foi feito um laço dentro de outro laço que percorrem a matriz
  //a matriz é percorrida de coluna em coluna de forma sequencial.
  //Terminada uma coluna, é passado para a próxima.
  for(int i=0; i<8; i++){
    for(int j=0; j<8; j++){
      /*ao percorrer a matriz, é considerado a numeração de cada índice
      para que sejam escolhidas as imagens que serão desenhadas na tela*/
      switch(mapa[j][i]){
        case 0:
        /*para a localização de cada imagem, foi considerado tanto o formato da figura que
        ela possui quanto suas dimensões, além das dimensões da tela.
        Além disso, era necessário considerar o posicionamento da próxima figura
        na tela. Para cada elemento, ele soma na posição Y um quarto da altura
        da imagem e na posição X ele diminui um quarto da largura da imagem.
        Claro, isto funciona nas dimensões destas imagens.
        */
        image(imgroadNorth, i*50-j*50+width/2-50, j*25+i*25);
        break;
       
        case 1:
        image(imgroadSouth,  i*50-j*50+width/2-50, j*25+i*25);
        break;
       
        case 2:
        image(imgroadWest,  i*50-j*50+width/2-50, j*25+i*25);
        break;
       
        case 3:
        image(imgroadEast,  i*50-j*50+width/2-50, j*25+i*25);
        break;
      }
    }
  }
}
 

TED Talk: A Beleza na visualização dos dados

TED Talks costumam ser pequenas palestras que tentam ser concisas e buscam sempre mostrar um ponto de vista diferenciado com seus palestrantes. Não por coincidência, somos surpreendidos pela bela palestra de David McCandless com sua demonstração sobre a importância da forma que visualizamos os dados de qualquer pesquisa.

Números, por si só, não colaboram na demonstração realista dos fatos que eles representam. Dizer que uma crise econômica irá prejudicar no desenvolvimento da maioria dos países é uma coisa, entretanto no momento que ele demonstrou graficamente que todo o prejuízo causado por esta crise engoliria facilmente todas as riquezas produzidas por vários países desenvolvidos no curso de um ano, o impacto dessa visualização é sentido na platéia.

A utilização de gráficos facilita a compreensão do dado bruto, o qual quando apenas colocado em uma tabela não deixa fácil sua leitura ou sua compreensão. Outro exemplo, demonstrado pelo palestrante é como fica mais fácil encontrar uma vitamina que ele toma como suplemento se ele se utilizar não apenas de uma demonstração visual dos dados que ele possui, mas aplicar também uma interatividade com a aplicação que está demonstrando aquele dado, destacando de forma dinâmica exatamente o que ele mais precisa.

Na realidade, a percepção da importância da utilização de representação gráfica de dados tem sido algo que tem aumentado bastante. Por exemplo, existe um subreddit (que é uma comunidade dentro do site de compartilhamento de links chamado reddit) chamado Data is Beautiful, o qual consiste de mostrar diferentes representações gráficas que demonstram desde que pessoas que trabalham em casa durante tempestades de neve produzem mais até demonstrar a correlação dos gastos nos Estados Unidos em ciência, viagem espacial e tecnologia com suicídios por enforcamento, estrangulamento e sufocamento.