项目1 Processing 快速入门 1
1.1 初识Processing 2
1.1.1 Processing 是什么 2
1.1.2 Processing 能做什么 2
1.1.3 如何学习Processing 编程 5
【课堂演练】使用AI 助手助学Processing 6
【课堂演练】使用AI 助手辅助编写Processing 程序 7
1.2 开始使用Processing 8
1.2.1 下载与安装 8
1.2.2 Processing 开发环境界面 9
1.2.3 草图与速写本 10
【课堂演练】完成第 一个Processing 作品 10
1.3 绘制简单的图形 12
1.3.1 静态草图 12
1.3.2 画布与坐标 12
1.3.3 调用函数 13
1.3.4 简单几何图形的绘制函数 13
1.3.5 颜色表示方法 14
1.3.6 控制图形样式 16
【创意作品】卡通机器人 16
【思维拓展】为卡通机器人上色 17
【拓展演练】学习和使用Processing的范例程序 18
1.4 绘制简单的动画 19
1.4.1 Processing 程序的基本结构 19
1.4.2 变量 20
1.4.3 表达式 21
【课堂演练】使用变量和表达式绘制简单的动画 21
1.4.4 Processing 是如何绘制动画的 22
【创意作品】多彩气球 22
【思维拓展】将多彩气球控制在画布边界内 24
1.5 实现简单的交互效果 24
【课堂演练】使用鼠标交互绘制同心圆 24
【创意作品】模拟沙画笔触 25
1.6 Processing 作品创作流程 26
【拓展演练】调试Processing 程序 27
1.7 课后实践 29
项目2 绘制复杂的图形 30
2.1 绘制曲线与自定义形状 31
2.1.1 从绘制弧线开始 31
2.1.2 样条曲线与贝塞尔曲线 32
【课堂演练】绘制卡通小鱼 33
2.1.3 自定义形状 34
【创意作品】山色映云烟 36
2.1.4 全局变量和局部变量 36
2.2 实现图形的基本变换 37
2.2.1 基本的变换操作 37
【课堂演练】绘制不断旋转和缩小的矩形 39
2.2.2 坐标系状态的保存和恢复 40
【创意作品】太阳光耀 40
2.3 优化复杂图形绘制程序的编写 42
2.3.1 通过循环结构执行重复性绘制任务 43
【课堂演练】绘制平铺图案 44
【创意作品】中国传统“水波纹”图案 45
2.3.2 draw()函数内部的循环绘制 46
【课堂演练】验证draw()函数内部循环绘制图形 47
【拓展演练】一帧绘制一个图形 48
2.3.3 映射函数map() 48
2.3.4 使用数组存储和处理大量数据 49
【课堂演练】使用一维数组绘制动态椭圆点阵图 50
【拓展演练】使用二维数组模拟生命游戏 51
2.3.5 使用自定义函数组织程序代码 54
【创意作品】彩叶缤纷 54
2.3.6 使用PShape 类提高图形绘制效率 56
【课堂演练】使用PShape 类加载和处理SVG 文件 56
【课堂演练】使用PShape 类绘制自定义形状 58
2.4 使用三角函数绘制复杂多变的图形 59
2.4.1 三角函数与极坐标 59
【课堂演练】绘制螺旋图案 60
【拓展演练】绘制类似蛛网的抽象图案 61
2.4.2 三角函数与波形曲线 61
【课堂演练】通过正弦函数和余弦函数生成动态波形 62
2.4.3 三角函数的周期性 63
【课堂演练】利用三角函数的周期性绘制动态周期性图案 63
【创意作品】万花筒 64
2.5 课后实践 65
项目3 动画创作 67
3.1 动画与运动 68
3.1.1 每一帧的画布背景设置 68
【课堂演练】体验在draw()函数中是否调用background()函数的不同 68
3.1.2 运动的基本控制 69
【课堂演练】通过速度和移动方向控制图形的移动 70
【创想火花】拖尾效果的实现方法 71
【思维拓展】增加垂直方向移动的控制 71
3.1.3 改变速度的大小 71
【课堂演练】通过改变速度模拟重力球的自由落体运动 71
3.1.4 缓动效果的实现 72
【课堂演练】简单的线性缓动 72
3.1.5 补间动画 73
【课堂演练】简单的补间动画 73
【思维拓展】为补间动画增加矩形绘图颜色的渐变效果 74
3.1.6 路径动画 74
【课堂演练】创建贝塞尔曲线路径动画 75
【思维拓展】考虑曲线路径运动的自然方向 76
【拓展演练】让自定义图形沿曲线路径移动 76
3.1.7 draw()函数与隐式循环 77
【创意作品】精彩的动态分形图案 77
3.1.8 计时器与动画 78
【课堂演练】定时绘制图形 78
3.2 随机动画 79
3.2.1 随机效果的实现 79
【课堂演练】随机绘制彩色圆圈 81
【思维拓展】改变彩色圆圈的绘制 81
【创意作品】落雨纷纷 82
3.2.2 更自然的随机模拟 83
【创意作品】风吹草动 84
3.3 基于向量实现动画 85
3.3.1 什么是向量 86
3.3.2 描述向量的PVector 类 86
【课堂演练】初步感受PVector 类编程的魅力 86
3.3.3 向量的运算方法 89
【创意作品】飘动的气球 89
【思维拓展】对象数组的强大功能 90
【拓展演练】碰撞检测：防止飘动的气球重叠 91
3.3.4 向量的线性插值 92
【课堂演练】生成新的向量 92
【创意作品】让气球移动更加自然 93
3.4 面向对象程序设计 94
3.4.1 面向对象程序设计方法 94
【课堂演练】体验面向对象程序设计：飘雪 95
3.4.2 使用标签管理多个程序文件 97
【创意作品】蓝眼泪 97
3.4.3 在自定义类中使用Processing 的内置类 100
【拓展演练】模拟生态球互动 100
3.5 课后实践 103
项目4 交互设计 104
4.1 鼠标交互 105
4.1.1 鼠标的系统变量 105
【课堂演练】绘制线阵 105
【思维拓展】改进动态线阵效果 106
4.1.2 事件与鼠标事件函数 106
【创意作品】挥毫泼墨 107
4.1.3 鼠标指针操作函数 110
4.2 键盘交互 110
4.2.1 键盘的系统变量 110
4.2.2 键盘事件函数 111
【课堂演练】使用方向键控制小球移动 111
4.3 声音交互 112
4.3.1 库的使用 112
【课堂演练】为Processing 安装Sound 库 114
4.3.2 使用声音交互 115
【创意作品】声控动态图案 115
4.3.3 频谱分析用于声音交互 117
【课堂演练】实时频谱可视化 117
【创想火花】让创意作品声色并茂 118
4.4 摄像头交互 119
4.4.1 摄像头的基本使用 119
【课堂演练】安装Video 库并测试摄像头 119
4.4.2 实时影像处理 120
【课堂演练】实现实时影像镜像 120
【拓展演练】基于摄像头交互的随意涂鸦 121
4.4.3 摄像头跟踪 123
【课堂演练】简单的颜色跟踪 123
【拓展演练】简单的运动检测 124
4.5 课后实践 126
项目5 媒体处理与应用 127
5.1 图像处理与应用 128
5.1.1 矢量图与位图 128
5.1.2 图像加载与显示 128
【课堂演练】加载并显示图像 129
【思维拓展】将图像作为画布背景 130
5.1.3 图像动画 130
【课堂演练】简单的图像动画 130
【创意作品】模拟川剧变脸 131
5.1.4 为图像着色和设置透明度 132
5.1.5 图像滤镜 132
5.1.6 图像处理进阶——像素化 133
【课堂演练】通过像素化实现图像的马赛克效果 135
【思维拓展】自定义滤镜实现图像重绘 136
【课堂演练】通过自定义滤镜实现素描效果 136
【拓展演练】在一个图像中写入另一个图像的像素 137
【创意作品】寻觅汴河繁华梦 138
5.1.7 图像导出 140
5.2 视频处理与应用 140
5.2.1 视频播放 140
【课堂演练】加载并播放视频文件 140
【思维拓展】如何将视频尺寸调整到与画布一致 141
【课堂演练】控制视频的播放 141
【思维拓展】使用渲染器解决视频播放不流畅的问题 142
5.2.2 视频特效 142
【课堂演练】视频像素化特效 143
5.3 音频处理与应用 144
5.3.1 音频播放 144
【课堂演练】为弹跳球加上碰撞音效 144
5.3.2 音频的可视化 145
【创意作品】跳动的音乐 146
5.4 文本处理与应用 148
5.4.1 文本数据类型 148
5.4.2 文本显示 148
5.4.3 文本排列 149
【课堂演练】实现文本绕圆旋转 150
5.4.4 海报设计 151
【课堂演练】设计动态海报 151
【思维拓展】海报的导出 153
【课堂演练】设计交互式海报 153
【创想火花】使用Processing 创作多媒体作品 155
5.5 课后实践 155
项目6 3D 设计 156
6.1 3D 图形绘制 157
6.1.1 3D 渲染器 157
6.1.2 3D 坐标系 157
6.1.3 基于3D 变换绘制3D 图形 158
【课堂演练】旋转的3D 世界 160
【拓展演练】图像像素化3D 特效 161
6.1.4 绘制其他3D 图形 162
【课堂演练】绘制可旋转的矩形和线段 162
【拓展演练】绘制圆锥体 163
【创意作品】飞越森林 164
【思维拓展】通过3D 点云模拟更多的自然现象 166
6.2 3D 图形修饰 166
6.2.1 光照 166
6.2.2 材质 168
【课堂演练】演示光照和材质效果 169
6.2.3 纹理 170
【创意作品】青花瓷花瓶 170
【拓展演练】使用PShape 类进行纹理处理 172
6.2.4 摄像机 173
【课堂演练】基于摄像机实现的动态视角交互式3D 场景 174
6.2.5 投影 175
【创意作品】星汉灿烂 175
6.3 课后实践 178
项目7 模拟与特效设计 179
7.1 物理模拟 180
7.1.1 模拟加速度 180
【创意作品】追光逐影 181
7.1.2 模拟力 182
【课堂演练】模拟重力、风力作用下的运动 184
【拓展演练】增加摩擦力和空气阻力作用的模拟 186
【课堂演练】模拟弹力作用下的振动 188
7.1.3 使用三维向量进行物理模拟 190
【课堂演练】模拟3D 场景中的球体运动 190
7.2 粒子特效设计 192
7.2.1 粒子系统基础 192
【课堂演练】创建粒子系统模拟火焰 193
【思维拓展】为火焰增加风力影响效果 195
【创意作品】流萤飞舞 195
7.2.2 使用粒子系统类 198
【课堂演练】使用粒子系统类封装粒子系统模拟火焰 198
【创想火花】灵活运用粒子系统类 199
7.2.3 使用类的继承实现更复杂的粒子系统 200
【创意作品】烟花绚烂：粒子的灵动之舞 200
7.2.4 3D 粒子系统设计 204
【创意作品】浩瀚宇宙 205
7.3 分形图案设计 207
7.3.1 分形图案基础 208
【课堂演练】绘制分形圆 209
7.3.2 绘制分形树 210
【课堂演练】绘制动态的分形树 210
【思维拓展】如何生成更复杂的分形树 212
7.3.3 绘制科赫曲线 212
【课堂演练】绘制基于科赫曲线的雪花图案 212
7.4 课后实践 215