标题里的Processing不是一个动名词,而是一个纯粹的名词。很早以前谢老大就曾在COS论坛中推荐过Processing,特别是在“统计图形与数据可视化兴趣小组”成立之后。
简单来说,Processing(主页http://processing.org)是一门定位于数据可视化的编程语言,它是用Java编写的,本身也可以跟Java互通,但Processing专注于图形方面的开发,所以在图形的绘制上(2D及3D)Processing具有更加简洁的语法,画出来的图也很漂亮。
用Processing编好的程序,会被编译成Java中的类,同时还可以根据需要生成相应的可执行文件,在具有Java环境的系统中运行。因为是基于Java,所以Processing也是跨平台的(同时也是开源的)。
可以先简单看看下面的这张截图,演示的是洛仑兹混沌理论的“蝴蝶效应”,动态运行的程序和源代码放在附件的Lorenz文件夹中(文章最后),运行需要Java环境支持,如果没有的话可以到http://www.java.com/下载。
Processing确实很艺术,不过对于数据的理解,光靠画图还是不够的。老大之前说过,就目前而言,Processing基本上跟统计没什么关系,因此它的作用更像是画图而不是数据可视化。如果想要结合统计分析与图形表达,一个很自然的想法就是让Processing这样的绘图工具与R这样的统计计算软件结合起来。R也有很强大的绘图功能,但是有一个小问题就是,对于动画这种表现形式,在R中会受到一些制约,这主要体现在R加载图形时会有一小段时间的缓冲,因此每一秒钟加载图形的数量不能太多,这使得图形的运动不够平滑,而且也较难表现高速的变化。Processing正好可以弥补这点不足,它默认的帧速是60帧/秒,这对于一般的视觉体验来说是足够了。
幸运的是,Processing与Java的结合非常紧密,而R与Java的沟通又可以通过rJava包来实现,所以在Processing中使用R的函数也就成为了可能。下面再给一个演示布朗运动的例子,程序和源代码放在附件的Brown_trace文件夹中。以下两张图是两次布朗运动的“轨迹”实现,其中需要用到的随机数都是通过R来生成的。
(大家来找茬:通过以上两幅图,你能找出两次“轨迹”实现中共同的起点吗?)
要在Processing中调用R的函数,需要做以下几件事:
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把R的bin目录放到系统PATH中;
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在R中装好rJava包;
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rJava包下面有一个jri文件夹,把这个文件夹的路径也放到系统PATH中。
在购建Processing的项目时,点击Sketch->Add File…添加之前jri文件夹中的JRI.jar文件,然后参照Brown_trace的例子写一些导入库的语句以及TextConsole类的声明。后面就可以通过Rengine和REXP等定义好的类型去调用R的函数,这一部分可以参照jri文件夹下的examples。
附件:点击这里下载
说明:每个例子都包含三个文件夹,格式是application.*,代表了不同的操作系统。再里面有一个source文件夹,其中.pde文件是Processing的源文件,.java文件是将.pde文件转换成的java源文件。