使用Processing和PixelFlow库创建交互式流体太极动画

2024-05-09 17:04

本文主要是介绍使用Processing和PixelFlow库创建交互式流体太极动画,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

使用Processing和PixelFlow库创建交互式流体太极动画

  • 引言
  • 准备工作
  • 效果展示
  • 代码结构
  • 代码解析
    • 第一部分:导入库和设置基本参数
    • 第二部分:流体类定义
      • `MyFluidDataConfig` 类详解
      • `MyFluidData` 类详解
      • `my_update` 方法详解
      • 流体类定义完整代码
    • 第三部分:太极类定义
      • 太极类定义完整代码
    • 结语

引言

本教程将指导您如何使用Processing编程环境结合PixelFlow库来创建一个交互式的流体太极动画。PixelFlow是一个基于GPU的实时图形库,它提供了高效的流体模拟功能。我们将通过麦克风输入的音频振幅来驱动流体模拟,并在流体之上绘制一个动态的太极图案。

准备工作

  1. 安装Processing:访问Processing官网下载并安装Processing IDE。

  2. 导入DwPixelFlow库:在Processing中,通过菜单"Sketch" -> “Import Library…” -> “Add Library…”,搜索并安装DwPixelFlow库。

  3. 导入声音库:同样地,搜索并安装Minim库,用于处理声音输入。

效果展示

在这里插入图片描述

代码结构

我们的项目将包含以下几个主要部分:

  1. 设置窗口和基本参数:定义窗口大小、背景色和线条颜色。
  2. 声音输入设置:使用Processing的AudioInAmplitude类来获取麦克风输入的音频振幅。
  3. 流体模拟设置:初始化PixelFlow库,创建流体对象,并设置其参数。
  4. 太极图案设置:创建太极对象,并为其分配绘制层。
  5. 主循环:在draw函数中更新流体模拟和太极图案。

代码解析

第一部分:导入库和设置基本参数

import com.thomasdiewald.pixelflow.java.DwPixelFlow;
import com.thomasdiewald.pixelflow.java.fluid.DwFluid2D;import processing.core.*;
import processing.opengl.PGraphics2D;
import processing.sound.*;int viewport_w = 600; // 定义窗口宽
int viewport_h = 600; // 定义窗口高
color bg_color = #FFFFFF; // 背景色
color line_color = #000000; // 线条颜色DwFluid2D fluid; // 流体
PGraphics2D pg_fluid; // 流体层// 声音麦克风输入
AudioIn audioIn;
// 振幅-音量
Amplitude rms;Taichi taichi; // 太极
PGraphics2D pg_taichi;  // 太极图层
PGraphics2D pg_obstacles; // 障碍物
float taichi_radius = 100;void settings() {size(viewport_w, viewport_h, P2D);
}void setup() {background(bg_color);frameRate(60);// 设定声音setupSound();// 设置流体参数setupFluid();// 设置太极图setupTaichi();
}void setupSound() {audioIn = new AudioIn(this, 0);audioIn.play();rms = new Amplitude(this);rms.input(audioIn);
}void setupFluid() {// 初始化pixelflowDwPixelFlow context = new DwPixelFlow(this);context.print();context.printGL();// 流体模拟fluid = new DwFluid2D(context, width, height, 1);fluid.param.dissipation_velocity = 0.70f;fluid.param.dissipation_density  = 0.60f;fluid.addCallback_FluiData(new MyFluidData(rms));// 流体层pg_fluid = (PGraphics2D)createGraphics(width, height, P2D);// 障碍物层pg_obstacles = (PGraphics2D)createGraphics(viewport_w, viewport_h, P2D);pg_obstacles.smooth(4);
}void setupTaichi() {pg_taichi = (PGraphics2D)createGraphics(viewport_w, viewport_h, P2D);pg_taichi.smooth(4);taichi = new Taichi(new PVector(width / 2, height / 2), 100, pg_taichi, rms);
}void draw() {// 流体更新drawFluid();// 太极图drawTaichi();
}void drawFluid() {// 绘制障碍物drawObstacles();// 给流体增加障碍物fluid.addObstacles(pg_obstacles);// 流体更新fluid.update();fluid.renderFluidTextures(pg_fluid, 0);// 显示流体层image(pg_fluid, 0, 0);// 显示障碍物层image(pg_obstacles, 0, 0);
}void drawObstacles() {pg_obstacles.beginDraw();pg_obstacles.blendMode(REPLACE);pg_obstacles.clear();float x = width * 0.5;float y = height * 0.5;pg_obstacles.pushMatrix();pg_obstacles.translate(x, y);pg_obstacles.stroke(line_color);pg_obstacles.strokeWeight(2);pg_obstacles.noFill();pg_obstacles.circle(0, 0, 500);pg_obstacles.popMatrix();pg_obstacles.endDraw();
}void drawTaichi() {pg_taichi.beginDraw();pg_taichi.blendMode(REPLACE);pg_taichi.clear();pg_taichi.pushMatrix();taichi.display();pg_taichi.popMatrix();pg_taichi.endDraw();image(pg_taichi, 0, 0);
}

第二部分:流体类定义

从您提供的代码看来,这段代码是用于在Processing环境中结合DwFluid库创建一个模拟流体的视觉效果的。代码中涉及到很多类和方法,主要包含以下几个方面:

  1. MyFluidDataConfig 类:用于配置流体运动的参数,比如圆的位置、半径、运动的角度和速度以及颜色等。

  2. MyFluidData 类:实现了 DwFluid2D.FluidData 接口,用于更新流体物理仿真的状态,同时整合声音输入作为流体动态变化的一部分。

  3. my_update 方法:是流体物理仿真更新的核心,它计算流体粒子的速度和位置,并且将这些数据传递给流体库来模拟流动。

现在,让我们进一步分析并解释每个部分的作用以及如何操作。

MyFluidDataConfig 类详解

这个类定义了流体仿真所需要的一些配置参数。例如:

  • x, y: 圆心位置。
  • radius: 半径。
  • isClockwise: 定义旋转方向。
  • angleSpeed: 角速度。
  • rx, ry, prx, pry: 当前和之前的位置坐标。
  • angle: 当前角度。
  • c: 颜色。

MyFluidData 类详解

此类使用 MyFluidDataConfig 中定义的配置来创建两个配置对象 config1config2。它们负责控制流体仿真中两个独立的流动体的行为。此外,它接收一个Amplitude对象(rms),它可能用于分析音频信号并将其影响应用于流体动画。

my_update 方法详解

这个方法是每一帧都会调用的,用于更新流体的状态。步骤如下:

  1. 使用极坐标计算弧上点的位置。
  2. 随机量产生抖动,使流动效果更自然。
  3. 计算速度,并根据是否顺时针调整y轴速度。
  4. 将计算的位置和速度用来更新流体对象的状态。
  5. 根据声音级别调整流体密度的半径大小。
  6. 添加颜色和密度到流体中。

流体类定义完整代码

public class MyFluidDataConfig {float x;  // 圆心位置xfloat y; // 圆心位置yfloat radius = 100; // 半径boolean isClockwise; // 是否是顺时针float angleSpeed = 0.04;float rx, ry, prx, pry; // 圆周运动,弧上的点位置,以及上一帧的点位置float angle = 0; // 角度color c; // 颜色
}public class MyFluidData implements DwFluid2D.FluidData {MyFluidDataConfig config1;MyFluidDataConfig config2;Amplitude rms;MyFluidData(Amplitude rms) {this.rms = rms;float x1 = width * 0.5;float y1 = height * 0.5;config1 = new MyFluidDataConfig();config1.x = x1;config1.y = y1;config1.radius = 130;config1.isClockwise = true;config1.angleSpeed = 0.05;config1.c = color(0.0, 0.0, 0.0);config1.angle = PI / 2;config2 = new MyFluidDataConfig();config2.x = x1;config2.y = y1;config2.radius = 130;config2.isClockwise = true;config2.angleSpeed = 0.04;config2.c = color(0.0, 0.0, 0.0);config2.angle = - PI / 2;}void my_update(DwFluid2D fluid, MyFluidDataConfig config) {float vscale = 14;float soundLevel = rms.analyze() * 1000;float delta = random(-3, 3);// 极坐标下计算弧上点的位置,用一个随机量进行抖动config.rx = config.x + (config.radius + delta) * cos(config.angle); config.ry = config.y + (config.radius + delta) * sin(config.angle);// 计算速度float vx = (config.rx - config.prx) * vscale;float vy = (config.ry - config.pry) * vscale;// 顺时针的话,需要乘以-1,因为y轴相反if (config.isClockwise) {vy = (config.ry - config.pry) * (-vscale);}float px = config.rx;float py = config.ry;// 顺时针的话,需要乘以-1,因为y轴相反if (config.isClockwise) {py = height - config.ry;}// 给流体上的点添加速度fluid.addVelocity(px, py, 16, vx, vy);float radius1 = map(soundLevel, 10, 600, 15, 20);float radius2 = map(soundLevel, 10, 500, 8, 12);println(soundLevel, radius1, radius2);// 给流体上的点添加密度,颜色为c,半径为radius1,稍微大点fluid.addDensity(px, py, radius1, red(config.c) / 255.0, green(config.c) / 255.0, blue(config.c) / 255.0, 1.0f);// 给流体上的点添加密度,颜色为白色,半径为radius2,稍微小点fluid.addDensity(px, py, radius2, 1.0f, 1.0f, 1.0f, 1.0f);//fluid.addTemperature(px, py, 30, 10);// 现在终将成为过去config.prx = config.rx;config.pry = config.ry;// 增加弧度角,用于下一帧计算,才能旋转float angleSpeed = constrain(radians(soundLevel * 0.03), 0.01, 0.08) * 3;println(soundLevel, angleSpeed);config.angle += angleSpeed;}@Overridepublic void update(DwFluid2D fluid) {my_update(fluid, config1);my_update(fluid, config2);}
}

第三部分:太极类定义

太极类定义完整代码

class Taichi {PVector location;float radius;PGraphics2D pg;float angle = 0;Amplitude rms;  Taichi(PVector location, float radius, PGraphics2D pg, Amplitude rms) {this.location = location;this.radius = radius;this.pg = pg;this.rms = rms;}void display() {float d = 2 * radius;float soundLevel = rms.analyze();angle += TWO_PI/360 * soundLevel * 20+6;pg.noStroke();pg.translate(location.x, location.y);  // 平移坐标系,方便使用相对位置进行绘制pg.rotate(angle);pg.fill(0);pg.arc(0, 0, d, d, PI / 2, PI * 3 / 2);pg.fill(255);pg.arc(0, 0, d, d, -PI / 2, PI / 2);pg.fill(255);pg.circle(0, d / 4, radius);pg.fill(0);pg.circle(0, -d / 4, radius);pg.fill(0);pg.circle(0, d / 4, radius / 5);pg.fill(255);pg.circle(0, -d / 4, radius / 5);}
}

结语

通过本教程,您将学习到如何结合Processing的声音输入和PixelFlow的流体模拟功能,创建一个动态的太极动画。您可以根据自己的创意进一步扩展这个项目,例如添加更多的交互元素或改变流体的行为。记得在编写代码时保持耐心,实践是学习编程的最佳方式。

这篇关于使用Processing和PixelFlow库创建交互式流体太极动画的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



http://www.chinasem.cn/article/973970

相关文章

中文分词jieba库的使用与实景应用(一)

知识星球:https://articles.zsxq.com/id_fxvgc803qmr2.html 目录 一.定义: 精确模式(默认模式): 全模式: 搜索引擎模式: paddle 模式(基于深度学习的分词模式): 二 自定义词典 三.文本解析   调整词出现的频率 四. 关键词提取 A. 基于TF-IDF算法的关键词提取 B. 基于TextRank算法的关键词提取

使用SecondaryNameNode恢复NameNode的数据

1)需求: NameNode进程挂了并且存储的数据也丢失了,如何恢复NameNode 此种方式恢复的数据可能存在小部分数据的丢失。 2)故障模拟 (1)kill -9 NameNode进程 [lytfly@hadoop102 current]$ kill -9 19886 (2)删除NameNode存储的数据(/opt/module/hadoop-3.1.4/data/tmp/dfs/na

Hadoop数据压缩使用介绍

一、压缩原则 (1)运算密集型的Job,少用压缩 (2)IO密集型的Job,多用压缩 二、压缩算法比较 三、压缩位置选择 四、压缩参数配置 1)为了支持多种压缩/解压缩算法,Hadoop引入了编码/解码器 2)要在Hadoop中启用压缩,可以配置如下参数

【前端学习】AntV G6-08 深入图形与图形分组、自定义节点、节点动画(下)

【课程链接】 AntV G6:深入图形与图形分组、自定义节点、节点动画(下)_哔哩哔哩_bilibili 本章十吾老师讲解了一个复杂的自定义节点中,应该怎样去计算和绘制图形,如何给一个图形制作不间断的动画,以及在鼠标事件之后产生动画。(有点难,需要好好理解) <!DOCTYPE html><html><head><meta charset="UTF-8"><title>06

Makefile简明使用教程

文章目录 规则makefile文件的基本语法:加在命令前的特殊符号:.PHONY伪目标: Makefilev1 直观写法v2 加上中间过程v3 伪目标v4 变量 make 选项-f-n-C Make 是一种流行的构建工具,常用于将源代码转换成可执行文件或者其他形式的输出文件(如库文件、文档等)。Make 可以自动化地执行编译、链接等一系列操作。 规则 makefile文件

使用opencv优化图片(画面变清晰)

文章目录 需求影响照片清晰度的因素 实现降噪测试代码 锐化空间锐化Unsharp Masking频率域锐化对比测试 对比度增强常用算法对比测试 需求 对图像进行优化,使其看起来更清晰,同时保持尺寸不变,通常涉及到图像处理技术如锐化、降噪、对比度增强等 影响照片清晰度的因素 影响照片清晰度的因素有很多,主要可以从以下几个方面来分析 1. 拍摄设备 相机传感器:相机传

【Python编程】Linux创建虚拟环境并配置与notebook相连接

1.创建 使用 venv 创建虚拟环境。例如,在当前目录下创建一个名为 myenv 的虚拟环境: python3 -m venv myenv 2.激活 激活虚拟环境使其成为当前终端会话的活动环境。运行: source myenv/bin/activate 3.与notebook连接 在虚拟环境中,使用 pip 安装 Jupyter 和 ipykernel: pip instal

pdfmake生成pdf的使用

实际项目中有时会有根据填写的表单数据或者其他格式的数据,将数据自动填充到pdf文件中根据固定模板生成pdf文件的需求 文章目录 利用pdfmake生成pdf文件1.下载安装pdfmake第三方包2.封装生成pdf文件的共用配置3.生成pdf文件的文件模板内容4.调用方法生成pdf 利用pdfmake生成pdf文件 1.下载安装pdfmake第三方包 npm i pdfma

零基础学习Redis(10) -- zset类型命令使用

zset是有序集合,内部除了存储元素外,还会存储一个score,存储在zset中的元素会按照score的大小升序排列,不同元素的score可以重复,score相同的元素会按照元素的字典序排列。 1. zset常用命令 1.1 zadd  zadd key [NX | XX] [GT | LT]   [CH] [INCR] score member [score member ...]

在cscode中通过maven创建java项目

在cscode中创建java项目 可以通过博客完成maven的导入 建立maven项目 使用快捷键 Ctrl + Shift + P 建立一个 Maven 项目 1 Ctrl + Shift + P 打开输入框2 输入 "> java create"3 选择 maven4 选择 No Archetype5 输入 域名6 输入项目名称7 建立一个文件目录存放项目,文件名一般为项目名8 确定