1．什么是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?wù)撸﹨s不這么認(rèn)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(bǔ)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)立的。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(qiáng)大的互動藝術(shù)作品。
Processing軟件的官方網(wǎng)站：http://www.processing.org/。最新的Processing為2.0版，軟件下載地址為：http://www.processing.org/download/。


圖1 Processing網(wǎng)站

2．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(biāo)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(rèn)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。“草稿”一詞的強(qiáng)調(diào)，讓使用者體會在計算機(jī)屏幕上畫圖，就如同在圖形紙上作畫一樣，如圖2所示。

圖2 從草稿到圖形

Processing可以畫出實現(xiàn)夢幻般的視覺展示效果。Processing資源網(wǎng)站如http://www.openprocessing.org/和http://wiki.processing.org/，提供了大量美輪美奐的畫面。當(dāng)然，這些畫面都是用Processing畫出來的，如圖3所示。

圖3 Processing藝術(shù)品
2）代碼簡潔但功能強(qiáng)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。如圖2所示，僅僅幾行代碼，就能制作出跟隨鼠標(biāo)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(rèn)運行在2D模式，使用3D模式需要在size()函數(shù)中的第3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。除了在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(jìn)入了計算機(jī)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，你也可以用Processing程序作為操作界面，控制電機(jī)、揚(yáng)聲器、燈光和相機(jī)等設(shè)備。當(dāng)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。

3．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(jìn)行了可視化。

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)出來的效果如下圖，白色的線條隨著音樂的節(jié)奏律動，如霓虹燈，如豎琴般，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);
你就可以發(fā)現(xiàn)，白色線條隨著你說話、唱歌的聲音而發(fā)生變化了，神奇吧？

圖4 聲音的視覺化

4．Processing的適合對象

因為涉及到代碼編寫，所以Processing不太建議在小學(xué)階段開設(shè)。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語言來說，不僅更加簡單，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”的老師，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)的老師。但在理工類院校教學(xué)的老師卻也很苦惱，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。

5．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，試圖把Processing的功能逐一介紹。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：

圖5 Processing課程開發(fā)思路

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)，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(jī)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。

參考文獻(xiàn)
[1]Casey Reas & Ben Fry（2012）.愛上Processing（Getting Started with Processing）.北京：人民郵電出版社.
[2]譚亮（2012）. Processing互動編程藝術(shù).北京：電子工業(yè)出版社.