适用于javascript开发者的Processing.js入门教程

2016-02-25 14:03作者：fang

这个入门指导是为javascript开发者写的。读这个文档之前，你最好掌握javascript和web开发编程，并还会非常基本的 Processing 知识。

为没有耐心看长篇大论的人准备：

如果你很着急入门，那么你就需要知道以下几点：

1、Processing.js 把 Processing 代码转变成能够在浏览器端运行的javascript代码，实质是通过<canvas>标签来实现绘图的；

2、为了使用它，你的首先下载 Processing.js；

3、创建你的后缀名为".pde"的 Processing 文件，它和通常你创建的普通文本文件一样，例如: hello-web.pde

4、创建一个 html 页面，然后在页面里外引用 Processing.js文件，再添加一个<canvas>标签，该<canvas>标签上指明有你的 sketch file(顾名思义，草图文件，就是Processing 文件)，sketch file 可以有多个文件，多个文件用空格隔开。例如：

加载你的 web 页面，processing.js 将解析、翻译 sketch file，然后你的sketch file就会运行在浏览器里。

Processing.js的来源？

Processing为何物？

Processing 语言原先被MIT创建，被作为多媒体实验室和美学&计算机组的一部分。借助Processing能打通软件开发者，艺术家，数据可视化工程师们之间的隔阂，并且能够让编程人员和非编程人员非常容易地胜任视觉化工作。Processing 是用java创建的，你可以把它认为是一种被简化了的java，并且带被简化了的用来绘画和绘图的API。

Processing 能在web端做点什么？

Processing 拥有大型并且和活跃的社区群体，他们擅长创建2D和3D图象，可视化数据套件，音频，视频等等。因为HTML5，web端拥有了 canvas，audio,video,这些原先只能通过flash 和java插件拥有的功能。与此同时，高级的javascript引擎使得javascript 可以完全胜任以前做起来很慢的事情。

通过把Processing语言移植到web端，Processing 和 web社区都会收益。对于Processing来说，这意味这源码不仅可以在桌面上工作，而且可以在跑在浏览器上。对于web社区来说，一个新而成熟并且接近全功能的图象编程语言从而诞生了。 <canvas>元素对于直接用javascript提供的接口来开发的编程人员来说，这些原生接口太低级了，所以更高级的库就是必要的。Processing.js就能够被当作是这样的简化操作2D和3Dcanvas的库。

学会processing,需要多少工作要做

Processing语言小而完整，所以非常容易学。本文档不仅仅尝试去教你Processing,还会鼓励你去寻找 Processing的规范教程，书和例子。任何Processing代码或者概念都应该映射到Processing.js里（下边列出的除外）。你可以跳过Processing赞成的java语法的javascript，使用纯javascript来与Processing的画图API一起使用。

使用Processing的方式

Processing.js创建的初衷是能够让Processing开发者和Processing代码（通常是指 sketches）不用修改就可以在web端运行。因此，被推荐的方式就是用Processing.js来写processing 代码，然后通过Processing.js转换成javascript后运行它。

随着时间的推移，一些web开发者也开始使用processing.js,他们就要求设计的API从Processing 语脱离出来使用。因此，我们提供一种可以用纯javascript语言来开发的方式，并且可以使用Processing的方法和对象。注意：Processing.js是放在首位的，并且是Processing向web开放的最重要的一部分，具有有利于兼容Processing的设计决定权。它不是被设计成一个通用的HTML 画图库。已经说过，它是可以当作canvas高级画图API来用。

接下来我们讨论下在web页面里使用的各种Processing.js方法。

写纯 Processing 代码

这种写法是使用Processing.js的首选方法，并且已经在 Processing.js for Processing Devs quick start guide 做了长篇的介绍。概括总结如下：

1、下载 processing.js

2、创建一个单独的 Processing 文件，或多个文件，名字可以随便叫，只要后缀名是".pde"就行。

3、创建一个web页面，页面包括 Processing.js 和 <canvas>标签，<canvas> 的信息含有 sketch file(s)的路径和用空格隔开的Procesing 文件名列表，并且这些列表名是放在canvas的属性data-processing-sources上。例如：

<!DOCTYPE html>

<html>

<head>

<title>Hello Web - Processing.js Test</title>

</head>

<body>

<h1>Processing.js Test</h1>

<p>This is my first Processing.js web-based sketch:</p>

</body>

</html>

当页面加载完（on page load）,processing.js将会自动浏览web页面的document，去查找<canvas>的属性data-processing-sources,然后用XMLHTTPRequest去下载这些文件，将它们塞进从porcessing到javascript的翻译器，翻译后的javascript将会通过eval 函数来执行。

预编译 processing 代码为 javascript

Processing.js 自动下载并将所有Processing 代码转成 javascript。它做这些是使用Processing.compile()方法来完成的，并且那些相关的processing构建工具或者实用工具也可以做同样的事情。

为了获得从Processing 代码编译后的代码（例如，JavaScript适用于processing.js运行）,请按如下操作：

// hard-coded Processing code, text from an HTML widget, downloaded text, etc.

var processingCode = "...";

var jsCode = Processing.compile(processingCode).sourceCode;

例如，转化如下的Processing 代码会生成在它之下的编译的来的javascript代码：

// Processing code

void setup() {

size(200, 200);

background(100);

stroke(255);

ellipse(50, 50, 25, 25);

println("hello web!");

}

// "Comiled" JavaScript code

// this code was autogenerated from PJS

(function(processing, $constants) {

function setup() {

processing.size(200, 200);

processing.background(100);

processing.stroke(255);

processing.ellipse(50, 50, 25, 25);

processing.println("hello web!");

}

processing.setup = setup;

})

只写 javascritp的 processing.js code

前面的方法把 processing 代吗生成了 javascript 代码，但是你也可以单独写javascript。processing.js的解析器将Processing代码转化成javascript方法，然后运行它。因此，完全有可能跳过Processing代码，只写javascript 方法，将方法传给一个Processing实例。这有个例子如下：

function sketchProc(processing) {

// Override draw function, by default it will be called 60 times per second

processing.draw = function() {

// determine center and max clock arm length

var centerX = processing.width / 2, centerY = processing.height / 2;

var maxArmLength = Math.min(centerX, centerY);

function drawArm(position, lengthScale, weight) {

processing.strokeWeight(weight);

processing.line(centerX, centerY,

centerX + Math.sin(position * 2 * Math.PI) * lengthScale * maxArmLength,

centerY - Math.cos(position * 2 * Math.PI) * lengthScale * maxArmLength);

}

// erase background

processing.background(224);

var now = new Date();

// Moving hours arm by small increments

var hoursPosition = (now.getHours() % 12 + now.getMinutes() / 60) / 12;

drawArm(hoursPosition, 0.5, 5);

// Moving minutes arm by small increments

var minutesPosition = (now.getMinutes() + now.getSeconds() / 60) / 60;

drawArm(minutesPosition, 0.80, 3);

// Moving hour arm by second increments

var secondsPosition = now.getSeconds() / 60;

drawArm(secondsPosition, 0.90, 1);

};

}

var canvas = document.getElementById("canvas1");

// attaching the sketchProc function to the canvas

var processingInstance = new Processing(canvas, sketchProc);

这儿是创建了一个 sketch 方法，这个方法就和解析器生成的代码一样。这个方法需要一个参数，它是一个指向某个由Processing构造器生成的processing对象（例如，Processing运行时对象）的引用，任何 Procesing方法或者对象都一个作为它的属性来访问。

一旦这个方法完成，并且通过，随着就有一个引用指向canvas，一个引用指向 Processing构造器（记得用"new"）。

写一个 Processing 和 javascript结合的文件

人们经常问的第一个问题就是processing.js是否可以读取来自正在运行Processing sketch的文件的值。或者反过来的观点。答案是肯定的。

Processing.js 转化 Processing 代码成一个含有函数闭包javascript代码。所有你创建的变量和方法没有被绑定到全局变量上（即：window）。然而，你仍然可以访问他们。

1)、从Processing里访问 javascript对象

从Processing代码转化成javascript并且和其他函数一样运行起来，所有Processing代码都可以访问全局对象。这意味着你可以在全局脚本模块里创建一个变量或者方法，它们就可以自动被Processing来访问。考虑这样一个例子：

首先是 Processing 文件，mixed.pde:

String processingString = "Hello from Processing!";

void setup() {

printMessage(jsString + " " + processingString);

}

接下来是web页面：

<!DOCTYPE html>

<html>

<head>

<title>Hello Web - Accessing JavaScript from Processing</title>

</head>

<body>

</div>

var jsString = "Hello from JavaScript!";

var printMessage = function (msg) {

document.getElementById('msg').innerHTML = "Message: " + msg;

};

</script>

</body>

</html>

这里 Processing.js允许使用的变量和方法声明在 Processing代码的外边。

2）、javascript 和 Processing代码的混合

前面的例子使得javascript和processing代码各自放在单独的文件里，当它们之间的界限不是分的很近时。

因为Processing.js在转化代码时，也可能直接将他们直接混在一起。Processing.js解析器保留包含在Processing代码里的 javascript不变，这样就允许开发者能写processing和javascript的混合代码（注意：这也就是为什么 processing.js里没有使用纯processing解析器的原因）。这是一个之前也是用这个方法写的例子：

var jsString = "Hello from JavaScript!";

var printMessage = function(msg) {

document.getElementById('msg').innerHTML = "Message: " + msg;

};

String processingString = "Hello from Processing!";

void setup() {

printMessage(jsString + " " + processingString);

}

有些javascript语法很难用这种方式混在一起写（例如：正则语法）。如果是那样的情况的话，你可以简单地将纯javasript代码移到一个<script>代码块里，然后像上边“Accessing JavaScript Objects from Processing”描述的那样来访问它。

3）、从javascript里访问 processing

得出个结论是从Processing 代码里访问javascript比反过来要容易的多，因为被Processing解析器创建javascript没有直接暴露在全局对象里，因此你只能通过Processing.instances 的属性来访问。

Processing 的构造器一直都在监视实例的创建，并且使得他们可以使用getInstanceById()方法。默认，当<canvas>有属性 data-processing-source时，它的id将会作为Processing 实例的唯一识别负。如果没有id属性，你可以用Proessing.instance[0]来访问。

当你有一个能够访问Processing实例的引用时，你就可以调用它像这样：

<!DOCTYPE html>

<html>

<head>

<title>Hello Web - Controlling Processing from JavaScript</title>

</head>

<body>

Start</button>

Stop</button>

var processingInstance;

function startSketch() {

switchSketchState(true);

}

function stopSketch() {

switchSketchState(false);

}

function switchSketchState(on) {

if (!processingInstance) {

processingInstance = Processing.getInstanceById('sketch');

}

if (on) {

processingInstance.loop(); // call Processing loop() function

} else {

processingInstance.noLoop(); // stop animation, call noLoop()

}

</script>

</body>

</html>

在DOM结构中有2个按钮,他们被用来让用户选择开始或暂停正在运行的Processing sketch.

他们直接在javascript中控制Processing实例（在页面里你可能有多个，或者藏在div中），通过调用Processing的方法：loop()和noLoop()。这些Processing 的方法可以在其他的文件中找到。

作为一个使用Processing.js的开发者必须知道的事情：

当 Processing.js试图去完全兼容 Processing时，就有些不同的事情或者需要解决办法。我们也增加了一些web规范的功能来使Processing更容易被使用。这里有一些技巧和提示在你开始使用Processing.js做复杂的sketch时可能有帮助。

Processing.js提供通过“externals”属性来访问各种 DOM/javascript对象

每个Processing 实例（即：Processing.instances）包含有一个"external"属性,它是一个对象，包含各种指向非常有用的非Processing 的DOM/javascritp 对象，例如：

canvas--sketch被绑定上的画板

context--画板的执行上下文

onblur and onfocus--事件处理器

如果一个除法表达式期望产生一个整型值，那么这可能需要显式转换

当将Processing代码转化成javascript,涉及整型 vs 浮点型的除法的时候，有一个有bug的class会出现这个问题。

在Processing代码中出现某个东西直接除以整数的代码块，当被转化成Processing时，可能有时出现问题，因为，整型编程双精度型，被引入了一个小数部分。修补这个bug的方法是显式转换任何除法，正如展示的做法：

// before

int g = mouseX / i;

// after

int g = (int)(mouseX / i);

Processing.js有个欺骗在模拟 Processing的异步输入输出

Processing 使用一个同步输入输出的模型，这就意味着像loadImage()方法这样，需要相对长时间去执行，然而当他们执行期间，又没有任何事发生，程序等到它loadImage()执行完才去执行下一行语句。这就意味这可以依靠像loadImage()这样的方法返回的值用在接下来的代码中。

但是web浏览器却不是这样的，它使用的是异步输入输出模型，这意味着加载外部资源的方法不能使得程序等到他们加载完再执行。为了实现Processing的load方法，你不得不使用一个特殊的Processing的指令。

Processing.js指令提示浏览器，指令是写在注释里而不是Processing自身代码。这是一个典型的 Processing sketch，它需要同步加载一个图片然后画出它：

PImage img;

void setup() {

img = loadImage("picture.jpg");

image(img, 0, 0);

}

这些代码在含有Processing.js的浏览器里将不会执行，因为图片文件 picture.jpg被加载完之前就被调用了。修补这个bug的办法是让在sketch 开始执行前就把图片加载好，并且缓存起来，就是所说的预加载技术。这是修改后的代码：

/* @pjs preload="picture.jpg"; */

PImage img;

void setup() {

img = loadImage("picture.jpg");

image(img, 0, 0);

}

注意：放在代码顶部的额外的注释行。"@jps"指令是给Processjing.js用的，不是给开发者用的。可以把它认为成额外的代码行，它们将在程序执行前就被执行了。

如果你有多个图片被加载，可以使用如下列表：

/* @pjs preload="picture.jpg,picture2.jpg,picture3.png"; */

Processing.js需要更多的注意在变量的命名上比Processing

javascript其中一个最强大的特性就是它的动态，弱类型的性质。因为java是强类型的语言，所以Processing也是，他们能重复命名而不用还怕产生歧义（例如：方法的重载），Processing.js就不行。不能进入javascript的内部工作，所以对Processing.js的开发者来说，最好的建议就是不要用 function/class/etc/,也不要用来自Processing的名字来命名变量。例如，一个叫 line的变量可能看起来合理，但是它会导致问题，因为它和Processing与Procesing.js内置的函数名line()一样。

当要覆盖重载的父类方法时，Processing需要你的帮助

如果你的代码使用子类覆盖一个或多个父类里重载的方法，你需要“假”覆盖，因为，每个方法签名，你通常就没改动过:

class X

{

void doSomething()

{

...

}

void doSomething(float x, float y)

{

...

}

class Y extends X

{

void doSomething()

{

// different code from compared to the super class

}

// even though we don't override this method,

// its signature must be added to prevent Pjs

// from getting the method chain wrong:

void doSomething(float x, float y)

{

super.doSomething(x,y);

}

尽管在Processing里你不需要实现拥有(float,float)签名的空方法doSomething,但是这样做几乎是必须的，这是为了确保Processing.js在调用方法时不被搞晕。

直接将Processing 代码放在web页面里也是可以的

在canvas上，用一个 data-processing-source属性包含Processing.js加载的外部文件的做法是首选，但是推荐的方式在web页面里外引用脚本。但是写成行内引用也是可以的。

把上边例子的代码作为行内引用的方式，有必要的改动一点：

void setup() {

size(200, 200);

background(100);

stroke(255);

ellipse(50, 50, 25, 25);

println('hello web!');

}

</script>

这些代码是更复杂了，因为它没有指出那个canvas配那个脚本文件（即：你可以在一个页面引用多个Processing sketch,同样也可以有多个canvas）。也没有说明脚本的"type"属性，这个属性是用来区别javascript和Processing代码的（浏览器将忽略 Processing 脚本）。最后，注意："id"和"target"属性的用法，它俩是用来连接Processing脚本和相关的canvas的。

以上就是本文的全部内容，希望大家对Processing.js有所认识。