Processing 使用pixels[]像素数组绘制矩形rect和圆形ellipse

余温

两次绘制了棋盘格，有了一些经验了，顺着学习态势，我们再接再厉，挖一些技巧。这一次要使用pixels[]数组绘制矩形rect和圆形ellipse，也就是代替rect()和ellipse()两个函数。

我们先来看一看如何绘制矩形。其实大概原理上节已经说得很清楚了，控制步长，判断状态，循环定义！看代码：

void drawRect(int c, int x, int y, int w, int h) {
  fill(c);
  for (int i = x; i < x+w; i++) {
    for (int j = y; j < y+h; j++) {
      pixels[i+j*width] = c;
    }
  }
}

在for()循环条件式找那个包含了诸多逻辑。首先是两层for循环的循环遍历，很明显，控制了输出像素点的坐标，那么也就能推断出条件式i = x、j = y是定义初始绘画锚点，接下来的条件式i < x+w、j < y+h是定义了图形的步长，也就是矩形的长宽。什么？没懂，没关系，慢慢理解。因为现在的i、j是像素坐标信息，不能承载具体长度信息（由pixels[]函数使用决定的），只能借助判断条件式来控制步长，控制长短，i++、j++很明显的事，除非你想搞事情，做些不同寻常的，比如留空矩形、"雀斑矩形"。说了这么多，其函数的形参你也就全搞明白了，c表示颜色，x、y表示起始绘画点，w,h表示长和宽。

如果将其套在之前的例子中，也能完成绘制棋盘格的任务。完整代码：

int increW;
int increH;
int WCOUNT = 10;
int HCOUNT = 10;

void drawRect(int c, int x, int y, int w, int h) {
  fill(c);
  for (int i = x; i < x+w; i++) {
    for (int j = y; j < y+h; j++) {
      pixels[i+j*width] = c;
    }
  }
}

void settings() {
  size(800, 800);
}
void setup() {
  increW = width/WCOUNT;
  increH = height/HCOUNT;
  int k = 0;
  int c = 0;
  loadPixels();
  for (int x = 0; x  < width; x += increW)
  {
    for (int y = 0; y < height; y += increH)
    {
      if (k % 2 == 0)
        c = color(255);
      else 
        c = color(0);
      drawRect(c, x, y, increW, increH);
      k++;
    }
    k++;
  }
    updatePixels();
}

void draw() {
}

画个圆

我们来画个圆试试。正常调用Processing的ellipse()函数(以正圆为例)：

void drawEllipse(int c, int x, int y, int r)
{
  fill(c);
  noStroke();
  ellipse(x, y, r, r);
}

画矩形简单点，因为我们的像素点排列正式方方正正的一排一排、一列一列，然而现在是要画一不那么规则的图，enmm..."第一排一个点，第二排三个点，第三排8个点。。。。。这些点要填色。。。。" 太难了。。。现在换到控制像素点颜色来绘制，绘制思路完全颠覆了是不是！哦，我想到了GPU渲染管线了。。。。是的，shader着色器。比如在fragment shader片元着色器中去绘制一些图形的思路是不是可以用来参考参考。可以去询问编程大佬们，"如何用shader来绘制一个圆"。这里我给出一个答案供参考[GLSL]（我不是大佬）:

uniform vec2 u_resolution;

float circleshape(vec2 position,float radius){
    return step(radius,length(position - vec2(0.5)));  //主要是这里的逻辑，step()就相当于if() 判断两值大小，前比后大，取1，反之取0。length()计算两点距离
}

void main(){
    vec2 position = gl_FragCoord.xy / u_resolution;
    vec3 color = vec3(0.0);
    float circle = circleshape(position,0.3);

    color = vec3(circle);
    gl_FragColor = vec4(color,1.0);
}

很明显，计算出一个点（定为圆点）到另一个点（在圆的边上）的距离，再与一个值（定为半径）判断大小，这样的方式控制像素点是否填充相应颜色值。那么，我们也可以借鉴过来。见代码：

void drawEllipse( int x, int y,int c, int X, int Y, int r) {
  int _length = (int)dist(x, y, X, Y);   //在Processing中两点距离用 dist()
  if (_length <= r)                     //判断，与半径比大小
    pixels[x+y*width] = c;
}

注意一点，这里有两套x,y。小写的x、y表示传进来的画布上的坐标点，大写的X、Y表示定义的圆点坐标。然后在外部去遍历像素点：

for (int x = 0; x < width; x++) {
    for (int y = 0; y < height; y++) {
      int c = color(255);           //假设要画白色的正圆
      drawEllipse(x,y,c,width/2,height/2,100);
    }
  }

当然做pixel相关操作，loadPixels()、updatePixels()不能缺！好了，我们的“像素圆”已经呈现在画布上。如图：

完整代码如下：

void drawEllipse( int x, int y,int c, int X, int Y, int r) {
  int _length = (int)dist(x, y, X, Y);
  if (_length <= r)
    pixels[x+y*width] = c;
}

void setup() {
  size(400, 400);
  loadPixels();
  for (int x = 0; x < width; x++) {
    for (int y = 0; y < height; y++) {
      int c = color(255);
      drawEllipse(x,y,c,width/2,height/2,100);
    }
  }
  updatePixels();
}

void draw() {
}

延伸

这么一来，是不是可以思考用这种方法也能绘制shader着色器绘制的唯妙图像呢？enmmm...好像可以。不管了，总之多多思考，有益处，就像这种另类的绘画方式一样，你可以感受到着色器的绘画方式，以及增强对数字图像处理的理性认识。