謝作如

● 什么是Processing

在很多人的眼里，編程是理工男的專利，是深不可測又枯燥無味的代碼輸入過程。但是，算法和程序設(shè)計技術(shù)的先驅(qū)——唐納德·克努特（1974年度的圖靈獎獲得者）卻不這么認為。他說，程序設(shè)計既是一門科學(xué)，也是一門藝術(shù)，二者可以彼此很好地互相補充。

Processing是一款專為設(shè)計師和藝術(shù)家使用的編程語言，由美國麻省理工學(xué)院媒體實驗室美學(xué)與運算小組（Aesthetics Computation Group ）的Casey Reas與Ben Fry創(chuàng)立。Processing的出現(xiàn)，被視為藝術(shù)設(shè)計創(chuàng)作的一場革命。利用Processing，藝術(shù)家可以將抽象的數(shù)據(jù)呈現(xiàn)為生動的視覺形象。它不僅可以生成唯美的圖形，還能編寫出功能強大的互動藝術(shù)作品。

Processing軟件的官方網(wǎng)站：http：//www.processing.org/（如圖1）。最新的Processing為2.0版，軟件下載地址為：http：//www.processing.org/download/。

圖1

● Processing的特色

1.用數(shù)字來設(shè)計

“用數(shù)字來設(shè)計”（Design By Numbers），是Processing獨創(chuàng)的程序設(shè)計方法。它的思想是簡單地寫一行代碼，就會在屏幕上生成一個圖形，再增加一些代碼，圖形就能根據(jù)鼠標的動作發(fā)生變化。這些代碼稱之為草稿（Sketch）。Processing的設(shè)計者認為，草稿化（Sketching）是一種思維方式，有趣而便捷，可以讓人在短時間內(nèi)探索出很多想法?！安莞濉币辉~的強調(diào)，讓使用者體會在計算機屏幕上畫圖，就如同在圖形紙上作畫一樣，下頁圖2為草稿，下頁圖3為草稿對應(yīng)的圖畫。

利用Processing可以實現(xiàn)夢幻般的視覺展示效果。http：//www.openprocessing.org/和http：//wiki.processing.org/均是Processing的資源網(wǎng)站，提供了大量美輪美奐的畫面。當然，這些畫面都是用Processing畫出來的（如下頁圖4）。

2.代碼簡潔但功能強大

Processing是Java語言的延伸，支持許多現(xiàn)有的Java語言架構(gòu)，不過在語法上簡易了許多，并具有許多貼心及人性化的設(shè)計。通過Processing，無需太高深的編程技術(shù)，便可創(chuàng)作出漂亮的圖形以及媒體交互作品。如下頁圖3、下頁圖4所示，僅僅幾行代碼，就能制作出跟隨鼠標畫圓的互動作品來。

Processing支持3D圖形，它有P3D和OpenGL兩種渲染模式。Processing默認以2D模式運行，使用3D模式需要在size（）函數(shù)中的第三個參數(shù)指定渲染模式，形如size（w， h， P3D）或size（w， h， OPENGL）。其中，P3D是Processing內(nèi)置的，而OpenGL則以庫的形式存在。

Processing采用“庫”的形式，實現(xiàn)功能方面的拓展。除了Processing自己的核心庫外，還有上百個非官方的庫在Processing網(wǎng)站上。這些庫拓展了Processing在音頻、視頻、網(wǎng)絡(luò)和串口等方面的功能，甚至進入了計算機視覺處理、虛擬現(xiàn)實和電子裝配（Fabrication）等領(lǐng)域。利用這些庫，Processing能夠任意讀寫很多種類的信息。

3.與物理世界的互動

Arduino是一個風(fēng)靡世界的開源電子原型平臺。它和Processing是姐妹項目，擁有共同的編程環(huán)境和類似的語法。Processing的范例中提供了一些和Arduino通訊的互動作品。Processing可以讀取Arduino的傳感器數(shù)據(jù)，然后把這些數(shù)據(jù)呈現(xiàn)在屏幕上。這種通信是相互的，也可以用Processing程序作為操作界面，控制電機、揚聲器、燈光和相機等設(shè)備。當然，其他支持串行通訊的設(shè)備也都可以和Processing互動。

Processing還有更多的優(yōu)點。比如，其支持安卓系統(tǒng)，同樣的代碼可以輸出不同格式的文件，在不同設(shè)備和環(huán)境中使用。并且，因為開源而擁有大量資源，也是Processing最重要的優(yōu)勢之一。

● Processing典型范例

將不可見的數(shù)據(jù)可視化，是Processing的優(yōu)勢之一。下面一段代碼雖然很簡潔，卻可以把一首MP3的聲音進行可視化。

import ddf.minim.*；

AudioPlayer player；

Minim minim；

void setup（） {

size（1024， 500）；

smooth（）；

minim=new Minim（this）；

player=minim.loadFile（"../2002s.mp3"， 1024）；

player.play（）；

}

void draw（） {

background（0）；

stroke（255）；

for （int i=0；i

strokeWeight（abs（player.left.get（i）*10））；

rect（i*20， 75+player.left.get（i）*10， 1， 75+player.left.get（i）*250）；

rect（i*20+10， 250+player.right.get（i）*10， 1， 75+player.right.get（i）*250）；

}

}

代碼呈現(xiàn)出來的效果如圖5，白色的線條隨著音樂的節(jié)奏律動，如霓虹燈，如豎琴，充滿變化。只要把其中一條語句：player=minim.loadFile（"../2002s.mp3"， 1024）；修改為：player=minim.getLineIn（Minim.STEREO， 1024）；就可以發(fā)現(xiàn)，白色線條隨著說話、唱歌的聲音而發(fā)生變化了，很神奇。

● Processing的適合對象

因為涉及代碼編寫，所以筆者不太建議在小學(xué)階段開設(shè)Processing。其定位應(yīng)該是中學(xué)以上的學(xué)生學(xué)習(xí)。但是，少數(shù)已經(jīng)具備Scratch程序基礎(chǔ)的小學(xué)高年級學(xué)生，完全可以一試。因為，僅僅二維繪畫方面，Processing比LOGO語言，不僅簡單，而且更加形象、有趣。

在Processing的教學(xué)中，曾經(jīng)發(fā)生過這樣的趣事：一位藝術(shù)類院校教“互動編程”的教師，總是埋怨自己的學(xué)生編程能力差，寫不出稍微復(fù)雜點的程序，而羨慕另一位在理工類院校教學(xué)的教師。但在理工類院校教學(xué)的教師也很苦惱，因為他的學(xué)生沒有藝術(shù)想象力，程序展現(xiàn)出來的畫面一點也沒有藝術(shù)感覺?？梢奝rocessing就是一門融技術(shù)和藝術(shù)為一體的編程語言，尤其適合在藝術(shù)和技術(shù)兩個領(lǐng)域都有濃厚興趣的愛好者使用。

● 如何開發(fā)Processing課程

相對于Scratch和VB來說，Processing沒有圖形化的編程界面和所見即所得的程序設(shè)計功能。與傳統(tǒng)的程序設(shè)計教學(xué)不同，Processing的教學(xué)要從圖形和交互開始，而不是從數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和文本控制臺的輸出開始。所以，傳統(tǒng)的編程類課程設(shè)計思路對Processing來說，并不是很適合。

開發(fā)Processing要尤其注意以下三點：①切忌使用信息學(xué)奧賽方面的趣味試題作為課程的編程范例。因為Processing的設(shè)計理念是用代碼畫圖，而不是解答數(shù)學(xué)題或者實現(xiàn)某些經(jīng)典算法。②切忌使用語法教學(xué)形式，試圖逐一介紹Processing的功能。學(xué)習(xí)Processing應(yīng)該從交互圖形設(shè)計出發(fā)，根據(jù)設(shè)計的需求，引入必要的功能。學(xué)習(xí)者沒有必要把所有的函數(shù)、庫的功能都研究一遍。③從模仿到創(chuàng)新是一條可行的學(xué)習(xí)技巧。模仿的對象除了一些經(jīng)典范例外，還可以是現(xiàn)實中的圖形，嘗試用多種方式去實現(xiàn)，建立用代碼畫畫的思想。

合理使用Processing自身提供的范例，開發(fā)Processing課程并不是很困難的一件事。Processing課程的設(shè)計思路可以參照這樣的線索（如圖6）。

由于文化和語言的差異，國內(nèi)研究Processing的人并不多。且不說在中小學(xué)，就是目前已經(jīng)開設(shè)Processing課程的高校也寥寥無幾。但是，在創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)和互動媒體藝術(shù)迅速發(fā)展的中國，開展與Processing相關(guān)的課程，讓對藝術(shù)感興趣的文科生也能動手用代碼描繪自己的創(chuàng)意，無疑是非常有意義的一件事。正如《愛上Processing》一書的翻譯者陳思明所說：Processing是一把激發(fā)藝術(shù)靈感的鑰匙，你可以輕易地在計算機屏幕中展現(xiàn)心中的藝術(shù)場景，感受更多靈感的涌現(xiàn)，在顏色與線條的海洋中漫步。