domingo, 11 de março de 2018

Mami - Aula #3

Olá mais uma vez!

Dessa vez a tarefa é fazer um programa que centralize na tela dele n quadrados de 50 x 50 pixels.

Porém tem um detalhe: eu terei que usar as ferramentas de debug e tweak do processing durante o processo e explicar como usá-las para facilitar o trabalho.

O Debug eu uso para testar o resultado das fórmulas e ver se as variáveis estão mesmo recebendo os valores que tem que receber, eu fiz esse teste e está tudo ok.





Porém o programa não está funcionando como deveria, o que poderia ser?





A ferramenta tweak possibilita que eu altere variáveis dentro do void draw enquanto o programa está rodando, então eu vou levar as minhas variáveis do setup pro draw para poder mexer nelas e ver o que acontece:

 



Ok, depois desses testes eu percebi que a fórmula que define a posição x dos quadrados está uma merda, então eu farei mais alguns testes nela usando o debug, e pra isso, eu vou usar uma nova variável que vou chamar de test para receber o valor da tal fórmula para que ele possa aparecer no debug e eu possa saber o valor dela:




Dessa vez eu descobri que a posição x está começando do 92 e pulando de 100 em 100.

Bem, pra começar ela deveria estar começando do 42, então eu tenho o valor de l além do valor correto, e isso acontece por conta do +l*(i+1). O primeiro quadrado deveria considerar o i=0 e isso deveria anular as somas referentes aos novos quadrados, a minha fórmula está fracassando em matar essas adições no i=0, além de estar fazendo a soma de forma errada já que deveria estar somando +92 e não +100.

Pra resolver isso eu vou estruturar a fórmula para space + i*(l+space), dessa forma, eu vou começar do valor do space no i=0 e nos demais valores de i ou vou adicionar o respectivo múltiplo de (l+space), que é o valor do lado do quadrado mais o espaço entre quadrados;

Vamos testar isso de novo com o tweak:



Agora deu certo, o programa rodou e eu finalmente poderei dormir(vou ter pesadelo com isso, certeza).

Até a próxima!


Download do arquivo do processing aqui!

Mami - Aula #2 - Projeto

Nessa aula foi apresentado o projeto mas não foi passada nenhuma tarefa.

O projeto é refazer um jogo da segunda geração, o jogo que escolhi foi o Star Castle do Vectrex. Eis abaixo um vídeo do jogo:




O Vectrex foi fabricado entre 1982 e 1984 e foi primeiro console a usar a tecnologia de vetores que era usada nos monitores de jogos arcade, foi um sucesso no seu lançamento mas a crise dos video-games de 83 acabou pegando em cheio quando tentaram dar continuidade no projeto, e acabou que ele foi descontinuado em 84.

O Star Castle é um jogo que foi lançado pela Cinematronics em 1980 que consiste em destruir uma nave inimiga que fica protegida por octógonos(como muralhas de castelo). Em 1983 ele foi portado para o Vectrex mas não teve um grande destaque, porém foi/é um jogo bem interessante.

O meu objetivo é fazer um jogo no Processing inspirado no Star Castle do Vectrex, e inclusive sem o uso de arquivos de imagens.








Primeira mecânica: desenho das naves.

 
Modelo natural


Para começar, eu quero desenhar a nave através de linhas. No Processing uma linha é desenhada a partir de 2 pontos, abaixo seguem os desenhos que eu quero realizar(vou precisar de muitos pontos...):






A princípio seria bastante fácil apenas ligar os pontos baseado nas posições deles nesse desenho, mas é preciso ter em mente que ambas as naves giram, e é preciso levar o ângulo da nave em conta na hora de desenha-la.

Já que é preciso levar sempre em conta o ângulo, a minha ideia foi desenhar a nave a partir de um círculo e usar as relações de seno e cosseno para identificar as posições dos pontos dentro do círculo



Para calcular a posição de cada ponto é só ter a distância do ponto até o centro do círculo o ângulo em que esse ponto está, abaixo eu tentei representar isso:


Modelo Matemático

Eu pude ver os ângulos e as hipotenusas desenhando no Corel um círculo de 100x100, no Processing eu pus a distância do centro ao ponto relativa ao tamanho do raio do círculo, o tamanho de 100x100 me ajudou nesse processo. Aqui a posição o ponto no eixo x pode ser calculada a partir do cosseno e no eixo y a partir do seno, e o Processing já tem funções que fazem esse cálculo apenas passando o ângulo, depois foi só multiplicar pela hipotenusa e foi sucesso.

O modelo computacional segue neste link







Segunda mecânica:


Com a minha nave principal desenhada, eu quero fazer com que ela se mova pela tela.


Modelo Natural


Para entender como funciona o deslocamento, dividi ele em 4 aspectos:

Posição
Velocidade
Aceleração
Ângulo

A aceleração é a variação de velocidade, isso significa que ela vai determinar as mudanças na velocidade da nave.

A velocidade é a variação de posição, isso significa que ela vai determinar as mudanças de posição da nave.

A posição é basicamente o ponto onde a nave vai ser desenhada.

O ângulo vai determinar como a nave vai ser desenhada e ele também vai ser o responsável por determinar a relação de seno e cosseno que vai ser multiplicado à aceleração nas fórmulas para que a nave siga em linha reta.

Para a posição e a velocidade serão usados vetores, o motivo é porque a nave tem tanto uma posição no eixo x como no eixo y, e a variação de posição precisa se dar de uma forma específica em cada eixo.

Mas é a aceleração? Por que não seria também um vetor?

A aceleração nesse caso é apenas uma constante de incremento para a velocidade que vai ser multiplicada pelo seno para dar o a variação de velocidade no eixo y e pelo cosseno para o eixo x.


O Modelo matemático fica assim:
 Aceleração(x) = "força" * cos(a)
  Aceleração(y) = "força" * sen(a)


Os comandos funcionam de forma simples:

As setas direita e esquerda aumentam ou diminuem o ângulo da nave, a fazendo girar;

A seta para cima incrementa o produto aceleração e o seno para a velocidade y e do cosseno para a velocidade x.

É preciso levar em conta o limite de velocidade, então esse incremento só pode acontecer caso a velocidade estiver menor que o limite. Após alguns testes eu resolvi que o limite ficaria legal sendo 30x a aceleração angular(depois de multiplicada pelo seno e cosseno), a ideia é que a aceleração só vai ser aplicada caso o módulo de velocidade seja menor que 29x a aceleração angular, pois ela vai poder chegar em 29x - "um valor mínimo qualquer" e vai continuar valendo. Por questões de praticidade, eu prefiro impedir o comando do que corrigir.

Também vou por um fator de desaceleração, ele vai ser uma dissipação de 1/100 de cada velocidade por frame. Isso vai servir pra nave não ficar voando indefinidamente e para corrigir os problemas causados por existir uma velocidade máxima, como a nave ficar presa em determinado ângulo porque a velocidade horizontal ou vertical não abaixa.


O modelo computacional segue neste link

Terceira mecânica:


A terceira mecânica vai ser a habilidade do boss apontar para a minha nave.



Modelo Natural




O modelo matemático é
arc-sen(a) = distância apenas no eixo y / distância total
arc-cos(a) = distância apenas no eixo x / distância total


A ideia aqui é bem simples, eu separo a posição da nave em quadrantes, cada quadrante é de 90 graus da circunferência da nave do chefe de acordo com os padrões de ângulo do processing.




E então, para cada quadrante, eu somo o ângulo do anterior e faço um cálculo usando a distância x ou y e a distância usando a função de arco-seno ou arco-cosseno.

O modelo computacional segue neste link


segunda-feira, 5 de março de 2018

Mami - Aula #1


Bom dia boa tarde boa noite!

Eu sou o Joel, um aluno de Sistemas e Mídias Digitais da UFC, e estou aqui para postar uma série de trabalhos necessários para conquistar a aprovação na cadeira de MAMI(Matemática Aplicada à Multimídia I) e dar orgulho à minha família.

Hoje eu irei realizar o primeiro trabalho, o primeiro passo é assistir o documentário "Hello World! Processing", que vou deixar logo a seguir:

 


O próximo passo é escolher exemplos do site: https://processing.org/examples/

A ideia é alterar o exemplo escolhido a partir das ideias apresentadas no vídeo e fazer alguns comentários, então vou escolher um bem simples sobre variáveis: https://processing.org/examples/variables.html

As variáveis são fundamentais em boa parte dos programas, elas são usadas para guardar determinados tipos de valores: int, float, boolean, dentre outros...

No documentário fala bastante sobre usar o processing para criar padrões através de modelos matemáticos, então eu resolvi alterar o programa do exemplo para fazer um modelo onde os traços fazem zigue-zague.




A ideia foi criar um laço duplo de for onde o primeiro indicaria um determinado ponto no eixo x e o segundo um determinado ponto no eixo y.

Para quem não sabe, o for uma estrutura de laço de repetição composta por 3 partes separadas por ";" :

for(int x=0; x < width; x=x+a)

A primeira parte [ int x=0 ]  é uma variável que vai inicializar o laço, nesse caso eu criei uma variável local, e por ser local, ela só existe enquanto o laço está acontecendo;

A segunda parte [ x < width ] é uma condição que vai ser checada antes do for acontecer, se ela for verdadeira, os comandos dentro do for são executados, se for falsa, o laço é finalizado e o programa segue adiante;

A terceira [ x=x+a ] é um incremento à variável, ele acontece logo após os comandos dentro do for serem executados.

Detalhe: a variável width do próprio processing guarda o valor da largura da janela do programa que está sendo codificado, a variável height guarda a altura, lembre-se delas porque vão ser bem úteis.

O que o primeiro for faz é basicamente checar se a posição x ainda está dentro da tela para então executar o segundo for e fazer o implemento de a, que foi a variável que eu usei para guardar a quantidade de deslocamento que eu quero fazer na horizontal; o segundo for desenha as linhas e então faz o implemento de b, que é a variável usada para o implemento na vertical;

O if é usado para checar se o resto da divisão de x / (2*a) /* sim, o % é usado no lugar do / quando se quer encontrar o resto em vez do resultado da divisão, e isso é bastante útil */ é igual a 0, quando é 0, é porque eu estou em um ponto onde a minha linha vai ser descendente /* \ */ , quando o resultado é a, ou simplesmente quando o resultado não é 0, é porque a linha tem que ser ascendente /* / */, como o resultado sempre vai variar entre 0 e a, eu posso usar essa fórmula para simular essa alternância e definir uma condição para desenhar a linha que eu quero desenhar.

 Os resultados são estes:



a=50 e b=100 :




a=10 e b=10 :





a=200 e b=300 :



Mesmo mudando os valores, as linhas continuam sendo desenhadas, e diferentes valores para as variáveis alteram o resultado final do programa.

Bem, por enquanto é isso, torçam por mim e até a próxima!


Download do arquivo do processing aqui!